Les douleurs musculaires chez les sportifs, les bricoleurs et les autres Alain Carpentier Faire du sport Jardiner Bricoler Autres. Laboratoire de Biologie Appliquée Unité de Recherche en Biométrie et Diététique appliquée à l Exercice Et après mal partout Quelles sont les raisons? Structure musculaire muscle fascicule myofibrille fibre musculaire Minimed 15/11/2010 1
Arrangement des myofilaments et notion de sarcomère Myofibrilles myofilaments H Notion de glissement des myofilaments Allongement Repos Raccourcissement Régimes de contraction Force musculaire >charge Force musculaire = charge Force musculaire < charge Minimed 15/11/2010 2
Protéines contractiles Mécanismes de la contraction musculaire ATP Hydrolysis Actin-Myosin Binding Power Stroke Mécanismes de la contraction musculaire Evolution des "ponts" pendant la contraction Concentrique Excentrique D après Goubel et Lensel-Corbeil (1998) Relation force-longueur in situ (muscle actif) Relation force-vitesse (excentrique) F L Force exc. > iso. : 50-80% (Katz, 1939; Aubert, 1956; Cavagna et al., 1968; Edman et al., 1978) From Hill (1951) Minimed 15/11/2010 3
Relation force-vitesse La pliométrie 150 Force (%) 100 Zone de contraction excentrique Force isométrique Zone de contraction concentrique 50 50 Allongement 0 50 100 Raccourcissement Vitesse (%) Dans la vie de tous les jours Effets de la hauteur de chute Concentrique Excentrique Pliométrique Modèle de Huxley-Simmons Limite de l effet "pliométrique" Myosine Actine Minimed 15/11/2010 4
Contribution de la CES pendant le cycle " étirement-détente " Contribution des activités réflexes pendant le cycle étirement-détente Lors d un saut en longueur Carpentier et al; 1988 Lors de la course ou de la marche en descente Sources énergétiques de la contraction musculaire Martin et Nicol; 2010 Minimed 15/11/2010 5
Sources énergétiques sollicitées au cours de l exercice musculaire. MILIEU EXTRA CELLULAIRE O 2 Exercice de longue durée = + + ATP ADP + Pi Acide lactique Glycogène, glucose Créatine + Pi Phosphorylcréatine (PCr) SOURCES 1) «anaérobie alactique» : Sprints courts et tout exercice très court et très intense. : 2) «anaérobie lactique» : 400, 800, 1500m (8 s à 2-3 min) CO 2 + H 2 O 3) «aérobie» : 5-10000m, semi marathon, marathon et ultra marathon Glycogène, glucose, acides gras libres, acides aminés + O 2 MEMBRANE CELLULAIRE MILIEU CELLULAIRE Exercice court et intense Tropomyosine Troponine Glycogène... PCr Actine C + Pi ADP + Pi Myosine lactate O 2 ATP Myoglobine Mitochondrie Contraction et relâchement musculaires Réserves énergétiques 100-90 - Au cours de l exercicel DEPENSES ENERGETIQUES RELATIVES (%) 80-70 - 60-50 - 40-30 - 20 - Filière anaérobie alactique PCr Hydrolyse ATP 10 - O2 de réserve Filière anaérobie lactique Glycolyse, Glycogénolyse Dépense énergétique totale Filière aérobie Oxydations des résidus glucosyles, Acides gras libres, acides aminés 10s 20 30 40 50 1min 2 4 6 8 10 20 30 40 60 80 100min 120 210 280 420 625 1250 3150 5430 8780 kj I I I I I I I I I I Douleurs musculaires Pourquoi? Conséquences de la contraction excentrique et pliométrique Micro-lésions musculaires EIMD: Exercise-Induced Muscle Damage Crampes, douleurs endolorissement, gonflements Phénomène de douleurs musculaires d apparition retardée DOMS: Delayed-Onset Muscle Soreness (Lieber and Friden, 2002) Rupture du cytosquelette engendrant un endolorissement postexercice de 24-96h Minimed 15/11/2010 6
Exercice et rupture de fibres Exercice et rupture de fibres Après 30 kms de cross-country: Sjöström et Fridén; 1984 Exercice et rupture de fibres Désorganisation des composantes contractiles des myofibrilles Rupture du sarcolemme et des bandes Z Lésions du cytosquelette Elargissement des fibres Modifications se maintiennent 7 jours Libération d enzymes lysosomiales processus inflammatoire dommages Effet des contractions excentriques Douleurs retardées: Phénomène inflammatoire Quelques sarcomères de quelques fibres Minimed 15/11/2010 7
CONSEQUENCES FONCTIONNELLES Dans les 2 heures qui suivent : proprioception force maximale statique et dynamique Evolution des microlésions et de la douleur Récupération partielle ou totale puis nouvelle baisse pendant plusieurs jours course musculaire force musculaire sens du positionnement (Faulkner (1993), Mac Intyre (1995)) Déficits persistent plus longtemps que les douleurs Martin et Nicol 2010 Manifestations des DOMS Essentiellement Au repos - À l étirement passif et actif - Pression de type palpatoire Tendent à s estomper temporairement à l exercice Attention!! Au cours d 1 semaine de ski + de prudence lors des DOMS Reprise normale lors de la disparition des DOMS Mais force max tjs réduite de 20% Strojnik et al., 2001 Origines des DOMS Pas de corrélations entre les DOMS et l étendue des lésions Semblent davantage correspondre au développement retardé du processus inflammatoire des [ ] en substances pro-inflammatoires (bradykinine, prostaglandines) de la pression et de la t intramusculaire Origines des DOMS Ces stimuli influencent les afférences musculaire de type III et IV (de type nociceptives) Type III: douleur aïgue et localisée Ces douleurs s atténuent avec l apprentissage Minimed 15/11/2010 8
Concentrique vs excentrique : décours des adaptations Séquence des évènements Rupture du cytosquelette Désorganisation des bandes Z et A Rupture du sarcolemme Invasion du muscle par les neutrophiles From Komi & Buskirk (1972) Séquence des évènements Evolution des microlésions et de la douleur Stade «autogénique» 3-4 heures après l exercice Marque le début du processus d autodégradation des structures endommagées Stade «phagocytaire» 4-6h 2-4 j Siège de la lésion envahi par des monocytes qui se transforment en phagocytes Élévation de la t interne du muscle de la pression interne suite à la libération de médiateurs chimiques Stade de régénération 4-6 j 10-14 j Nicol & Komi (2003) Phase lésionnelle Ruptures musculaires et phase aigüe d inflammation Une dizaine d heure Macrophages, monocytes et neutrophiles s infiltrent dans la lésion Installation du processus inflammatoire (DOMS) Sensation de gêne durant 2-3 jours après l exercice Douleur, raideur gêne locale jusqu à 1 semaine Réponse inflammatoire présente durant 2-3 semaines Evans WJ et al. 1991 Minimed 15/11/2010 9
Réactions cellulaires Evolution temporelle de la phase aigue Endolorissement maximal dans les 24 à 96h post exercice (= phase aigue: «acute phase response») 1ères réactions lymphocytaires (libération de lymphokines et cytokines) Activation du «système complément» + dégranulation des macrophages qui libèrent l histamine causant l œdème et les douleurs locales Evans et Canon; 1991 Réponses tardives aux microlésions excentriques PCK Evans WJ et al. 1991 Dans Poortmans 2009 Myoglobine Reconstruction via les cellules satellites Dans Poortmans 2009 (JM Gillis, Med/sc.2004, 20:442-447) Minimed 15/11/2010 10
Etudes à la FSM Effets des AAE CPK release (ul/l) 20000 15000 10000 5000 EAA PLA Myoglobin release (ul/l) 1600 1200 800 400 EAA PLA 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Time course (days) 0 1 2 3 4 5 6 7 Time course (days) Et sur les douleurs? Effets protecteurs! VAS 7.5 5.0 2.5 AAE PLA VAS 6 5 4 3 2 ### *** *** ### *** ### *** *** *** *** * pretesting 6 weeks 10 months 0.0 before D+1 D+2 D+3 D+4 D+7 Time course 1 0 before D+1 D+2 D+3 D+4 D+7 Time course Effets protecteurs! Traitement des DOMS PCK release (Ul/ml) 40000 30000 20000 10000 0 ### ### *** # *** beforeafter D+1 D+2 D+3 D+4 D+7 Time course Myoglobin release 2750 2500 2250 2000 1750 1500 1250 1000 750 500 250 0 ### *** beforeafter D+1 D+2 D+3 D+4 D+7 Time course pretesting 6 weeks 10 months Cryothérapie N Étirements O/N Anti-inflammatoire N Physiothérapie (ultrasons, TENS) N Homéopathie (arnica) N Massages O/N Oxygénation hyperbare N Compléments alimentaires (L carnitine, AAE)? Exercices O/N Minimed 15/11/2010 11
Prévention des DOMS Effet de répétition: «repeated bout effect» adaptation dès le 1er exercice excentrique moins de baisse de force douleur moins importante diminution de la raideur (Clarkson; 1992) Effet protecteur de plusieurs semaines à quelques mois CONSEILS DE PREVENTION propositions Un travail excentrique protège plusieurs semaines Préparation physique excentrique au moins 8 jours avant Etirements avant exercice excentrique 1 semaine de repos après le 1er exercice excentrique Période propice à la survenue de blessures (LCA au ski) Merci au Et tout particulièrement à Louis Devos Aux collègues (J. Poortmans, J Duchateau; M Klass, S Vieillevoye) A vous Minimed 15/11/2010 12