Cours généraux de la formation «Moniteur Sportif Entraîneur»

Transcription

1 Cours généraux de la formation «Moniteur Sportif Entraîneur» Thématique 3 : Facteurs déterminants de l activité et de la performance Module 1 : Optimisation des facteurs physiologiques de l activité et de la performance Session de formation

2 Préambule Cette présentation vient en support au syllabus des cours généraux du niveau «Moniteur sportif entraîneur», thématique 3 «Facteurs déterminants de l activité et de la performance», module 1 «Optimisation des facteurs physiologiques de l activité et de la performance» Le syllabus est la référence des matières abordées dans ce module Ce support de présentation devrait aider le lecteur et le participant aux cours magistraux à mieux appréhender le contenu de ce module Le participant à la présentation magistrale des cours est ainsi guidé pour l'étude des matières proposées afin d'optimaliser ses chances de réussite

3 Objectif de ce module de formation En résumé Ce module de formation est le prolongement du module CG2_Th3_Mod2_La machine humaine à l effort. Pour rappel, dans le cadre d une formation dont l objectif est de préparer de futurs moniteurs qui auront comme vocation l entraînement de sportifs en vue de les faire performer, la compréhension de la «machine» dont l individu va se servir pour pratiquer son sport est indispensable. Au premier stade de formation (MS Initiateur), la «machine humaine» a été décrite de façon très générale. Au deuxième stade de formation (MS Educateur), la «machine humaine» a été appréhendée lors de l activité et de l exercice physique. Au regard des différents facteurs déterminants de la performance sportive (voir CG2_Th3_Mod1_ Définition des facteurs de la performance sportive), l objectif de ce module du troisième stade de formation est d appréhender plus en profondeur les facteurs physiologiques en vue d optimaliser la performance. L analyse et l étude du développement et de «l entraînabilité» des 3 systèmes physiologiques principaux qui interviennent à l effort constitueront le sujet central de cette unité de formation. Au terme de cette unité de formation, le candidat «moniteur sportif entraîneur» devrait donc pouvoir comprendre et connaître les fondamentaux du fonctionnement des 3 systèmes physiologiques du corps humain à l effort, et de là envisager les voies et moyens de les développer en vue d optimaliser la performance.

4 Méthode essai-erreur Scientifiques du sport Hommes de terrain Sciences du sport à l aide de la performance

5 Principe biologique de l entraînement Engendrer des adaptation qui permettent de mieux maintenir l homéostasie Claude Bernard a mis en évidence l homéostasie (constance du milieu intérieur) vers 1860

6 Principe biologique de l entraînement Engendrer des adaptation qui permettent de mieux maintenir l homéostasie

7 Principe biologique de l entraînement Engendrer des adaptation qui permettent de mieux maintenir l homéostasie

8 Principe biologique de l entraînement Engendrer des adaptation qui permettent de mieux maintenir l homéostasie

9 Variables dynamiques et constantes plus ou moins rigides Variables dynamique Consommation d oxygène Fréquence cardiaque Réponse hormonale Constantes ± rigides Température corporelle Pression artérielle Osmolarité,

10 Régulation de l homéostasie Enzymes Hormones Protéines Substrats énergétiques Hom méostasie

11 Conclusion Entraînement Génotype ADN Synthèse protéique Protéines Performance Phénotype

12 L information génétique - ADN

13 L information génétique - ADN L expression de l information génétique dans une cellule se fait dans le noyau, par transcription de l information codée de l ADN à l ARN, puis dans le cytoplasme, par traduction de l information portée par l ARN en synthèse protéique.

14 Le langage génétique Dans un gène, la séquence de mots codes de trois lettres détermine la séquence d acides aminés dans une chaîne polypeptidique

15 La transcription

16 La traduction

17 Héréditabilité de la performance Jumeaux monozygotes VO 2 max (l.min -1 ) TWIN A r = 0.77 F = 7.8 (p= 0.002) VO 2 max (l.min -1 ) TWIN B

18 Héréditabilité de la performance

19 Polymorphisme de ACE

20 Polymorphisme de ACE

21 Régulation épigénétique

22 Composantes majeures de la performance

23 Importance de VO 2 max Bangsbo et al. 1990

24 Améliorer VO 2 max VO 2 = DC * (CaO 2 CvO 2 ) VO 2 max = capacité maximale que possède le sujet à utiliser l oxygène : capté au niveau des poumons, transporté jusqu aux muscles par le système cardio-circulatoire (débit cardiaque et capacité de transport) et couplé aux systèmes biochimiques au niveau de la mitochondrie (chaîne respiratoire) Mitchell et al., 1958 ; Kanstrup & Ekblom, 1984 ; Rowell, 1986 ; Dempsey, 1986 ; Saltin & Strange, 1992 ; Bassett & Howley, 2000 lors d un exercice d intensité très élevée

25 Adaptations centrales - FC N=11 ; sédentaires ; 11-12min 12min / jour Intensité faible Mtinangi et al. 1999

26 Adaptations centrales volume sanguin N=11 ; sédentaires ; 11-12min / jour Intensité faible Mtinangi et al. 1999

27 The stroke volume (SV) response pattern for a representative trained and untrained girl during cycle ergometry 2011 by American Physiological Society McNarry M A et al. J Appl Physiol 2011;110:

28 Blomqvist et Saltin. 1983

29 Training effect on maximal values of oxygen uptake (A), cardiac output (B), arteriovenous oxygen difference (C) and time to exhaustion during all-out test (D). Daussin F N et al. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2008;295:R264-R by American Physiological Society

30 N=19 ; sédentaires surpoids/obèse ; 3 semaines ; High Intensity ou Low volume Colin Boyd et al., 2013

31 HIT substrats énergétiques Rates of whole body carbohydrate (CHO) oxidation (A) and fat oxidation (B) during steady-state exercise at 85% V o2 peak before (pre-hit) and after high-intensity training (post-hit) intervention. Clark S A et al. Am J Physiol Endocrinol Metab 2004;286:E737-E743 Little et al. 2010

32 HIT modifications enzymatiques Little et al. 2010

33 Composantes majeures de la performance

34 Production d acide lactique

35 Haute intensité

36 Transport du lactate

37 Lactate sanguin Goodwin et al. 2007

38 Lactate sanguin et performance Goodwin et al. 2007

39 Maximal Lactate Steady State Goodwin et al. 2007

40 Effet de l entraînement en endurance (LOW et HIT) : amélioration de la clairance métabolique du lactate Modification LDH (H-LDH isoenzyme) => favorise l oxydation du lactate en pyruvate Augmentation de la masse mitochondriale (oxydation du lactate) Enzymes oxydatives (citrate synthase cytochrome oxidase) Capacité de transport du lactate + contenu MCT Messonier et al., 2013

41 Effet HIT seuil lactique Figure 2. Maximal activity of cytochrome c oxidase (COX) measured in resting human skeletal muscle biopsy samples obtained before (PRE) and after (POST) six sessions of high-intensity interval training (HIT) or continuous moderate-intensity training (ET) over 2 wk. Total training time commitment was approximately 2.5 and 10.5 h for the sprint and endurance groups, respectively, and total exercise volume was approximately 90% lower for the HIT group. Values are means T SE for eight subjects in each group. * P G 0.05 versus PRE (main effect for time). [Adapted from Gibala, M.J., J.P. Little, M. van Essen, G.P. Wilkin, K.A. Burgomaster, A. Safdar, S. Raha, and M.A. Tarnopolsky. Short-term sprint interval versus traditional endurance training: similar initial adaptations in human skeletal muscle and exercise performance. J. Physiol. 575(Pt 3):901Y911, Copyright * 2006 Blackwell Publishing. Used with permission.]

42 Composantes majeures de la performance

43 Production d énergie anaérobie

44 Répartition aérobie-anaérobie Bangsbo et al. 1990

45 Répartition anaérobie Nevill et al. 1996

46 Sollicitation des métabolismes énergétiques Medbo et Tabata. 1989

47 En résumé 2 voies biochimiques anaérobies : Phosphorylcréatine Glycolyse Il n existe pas d efforts anaérobies alactiques ou lactiques car : VO 2 n est jamais égale à 0 Il y a toujours production de lactate

48 Capacité anaérobie facteurs limitant Zoladz et al

49 Capacité anaérobie facteurs limitant Edge et al

50 HIT capacité anaérobie Exercices de sprints (ou de musculation) ; secondes Augmentation de l activité enzymatique des métabolismes anaérobies

51 HIT capacité anaérobie 10 séances de sprints sur 2 semaines (15 et 30 r = 45 et 12 ) Rodas et al Augmentation de la concentration musculaire de glycogène

52 HIT capacité anaérobie 5-8* 100% VMA ; recup passive ; 3*/sem 5 semaines Amélioration de la capacité tampon du muscle Fig. 2 Changes in titrated muscle buffer capacity (βm in vitro ; mmol H + kg muscle d.w. 1 ph 1 ) for whole muscle (a) and deproteinised muscle (b) before and after 6 weeks of high-intensity interval training. * P<0.05, significant increase following training. # P<0.05, postexercise mean significantly different from pre-exercise mean Bishop et al. 2009

53 Hypoxie capacité anaérobie

54 Hypoxie capacité anaérobie O 2 ADN gènes HIF1α ARNt acide aminé ARNm transcription noyau ribosomes ARNm traduction protéine sarcoplasme

55 Hypoxie capacité anaérobie

56 Composantes majeures de la performance

57 Figure 12 Comparison of male and female runnersof equal V O 2max. The males are significantly favored in economy and in v V O 2max (P < 0.05). From reference 21. Daniels, J. and N. Daniels. Running economy of elite male and elite female runners. Med. Sci. Sports Exerc. 24: , Used with permission. Bassett et al., 2000

58 Stratégies d amélioration

59 HIT Economie de course N=17 well-trained ; HIT 95% or 100% vvo 2 max ; 4wks ; 2HIT-4LOW sessions Denadai et al., 2006

60 Musculation Economie de course N=15 ; highly- trained runners ; 9wks ; plyometric training or ctrl group FIGURE 2. Comparison of absolute oxygen consumption (L min 1 ) with running speed (km h 1 ) between pretest and posttest for the plyometric training (PLY) and control (CON) groups. Slope equations and r 2 values are given for each slope, as are the t value and p value for the comparison of pretest and posttest slopes for the 3 groups. Saunders et al., 2006

61 Hypoxie Economie de course Saunders et al., 2004 Fig. 3. Comparison of absolute V O 2 (l/min) with speed (km/h) between preand posttest for the LHTL (A), LMTM (B), and LLTL (C) groups. Slope equations and r 2 values are given for each slope as well as the t and P values for the comparison of pre- and posttest slopes for the 3 groups.

62 Nitrates Economie de course Jones et al., 2014

63 Nitrates Economie de course Jones et al., 2014

64 Composantes majeures de la performance

65 Capacité à répéter des sprints Adapté de Bishop et al., 2011

66 Conséquences métaboliques Bogdanis, 1995

67 Resynthèse PCr Resynthèse PCr améliorée pour les athlètes d endurance (Takahashi et al., 1995) Resynthèse PCr améliorée à la suite d un exercice d endurance (McCully et al., 1991)

68 Conséquences métaboliques Bogdanis, 1995

69 Capacité tampon du muscle Bishop et al., 2004

70 En pratique Sprint Training Améliore le déficit d O 2 (répétitions de secondes, % VO 2 max) Medbo, 1990 ; Weber, 2002 Phosphofructokinase phosphorylase (répétitions de 30s all-out) Costill, 1979 Amélioration du VO 2 max et du niveau de condition physique Ferrari, 2008 Amélioration des performances sur sprint (best et moyenne) Mohr, 2007 ; Schneiker, 2008 HIT Amélioration de la resynthèse en PCr (répétitions de 2 minutes à 100% VO 2 max, r=1 ) Bishop, 2008 Amélioration du VO 2 max et du niveau de condition physique Rampinini, 2010 ; Buchheit, 2011 Amélioration du pouvoir tampon (80-90% VO 2 max récup < tps de travail) Edge, 2006 Minimise la diminution de la vitesse de sprint