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ISBN :
978-24-92430-54-1
Création couverture et maquette : Nicolas Moreau
(www.graphiste-pro.com)
Mise en page :
Nicolas Moreau (www.graphiste-pro.com)
Traduction :
Cécile Heurtaut et Cyrille Boulongne-Evtouchenko
Édition / correction :
Antoine Frandeboeuf et Olivier Remy / Sen No Sen (www.senno-sen.com)
Suivi de fabrication :
Manon Cluse / Otago (www.otagogroup.com/otago-edition)
SOMMAIRE
PRÉFACE - AURÉLIEN BROUSSAL-DERVAL
REMERCIEMENTS
01 - STRUCTURE ET FONCTION DES SYSTÈMES
CORPORELS - DOCTEUR N. TRAVIS TRIPLETT
▸ Système musculo-squelettique
▸ Système neuromusculaire
▸ Système cardiovasculaire
▸ Système respiratoire
02 - BIOMÉCANIQUE DES EXERCICES DE MUSCULATION
- DOCTEUR JEFFREY M. MC BRIDE
▸ Musculature squelettique
▸ Plans anatomiques et mouvements corporels majeurs
▸ Force et puissance
▸ Sources de résistance à la contraction musculaire
▸ Articulations biomécaniques : préoccupations concernant
l'entraînement en résistance
03 - BIOÉNERGÉTIQUE DE L'EXERCICE ET DE
L'ENTRAÎNEMENT - DOCTEURS TRENT J. HERDA ET
JOEL T. CRAMER
▸ Définitions principales
▸ Systèmes d'énergie biologique
▸ Épuisement et réplétion des substrats
▸ Facteurs bioénergétiques limitants de la performance
▸ Absorption d'oxygène et contributions aérobies et
anaérobies à l'exercice
▸ Spécificité métabolique de l'entraînement
04 - RÉPONSES ENDOCRINIENNES À L'ENTRAÎNEMENT
EN RÉSISTANCE - DOCTEURS WILLIAM K. KRAEMER,
JAKOB L. VINGREN ET BARRY A. SPIERING
▸ Synthèse, stockage et sécrétion d'hormones
▸ Le muscle comme cible des interactions hormonales
▸ Rôle des récepteurs dans la médiation des changements
hormonaux
▸ Catégories d'hormones
▸ Exercice de résistance intense et augmentations
hormonales
▸ Mécanismes des interactions hormonales
▸ Changements hormonaux dans le sang périphérique
▸ Adaptations dans le système endocrinien
▸ Hormones anabolisantes primaires
▸ Hormones surrénales
▸ Autres considérations hormonales
05 - ADAPTATIONS AUX PROGRAMMES
D'ENTRAÎNEMENT ANAÉROBIE - DOCTEUR DUNCAN
FRENCH
▸ Adaptations neuronales
▸ Adaptations musculaires
▸ Adaptations des tissus conjonctifs
▸ Réponses endocriniennes et adaptations à l'entraînement
anaérobie
▸ Réponses cardiovasculaires et respiratoires à l'exercice
anaérobie
▸ Compatibilité des modes d'entraînement aérobie et
anaérobie
▸ Surentraînement
▸ Désentraînement
06 - ADAPTATIONS AUX PROGRAMMES
D'ENTRAÎNEMENT EN ENDURANCE AÉROBIE DOCTEURS ANN SWANK ET CARWYN SHARP
▸ Réponses aiguës à l'exercice aérobie
▸ Débit cardiaque
▸ Adaptations chroniques à l'exercice aérobie
▸ Adaptations à l'entraînement en endurance aérobie
▸ Facteurs externes et individuels influençant les
adaptations à l'entraînement en endurance aérobie
▸ Surentraînement : définition, prévalence, diagnostic et
marqueurs potentiels
07 - DIFFÉRENCES LIÉES À L'ÂGE ET AU SEXE ET
LEURS IMPLICATIONS POUR LA MUSCULATION DOCTEURS RHODRI S. LLOYD ET AVERY D.
FAIGENBAUM
▸ Les enfants
▸ Les femmes
▸ Les seniors
08 - PSYCHOLOGIE DE LA PRÉPARATION ET DE LA
PERFORMANCE ATHLÉTIQUE - DOCTEURS TRACI A.
STATLER ET ANDREA M. DUBOIS
▸ Rôle de la psychologie du sport
▸ État de performance idéal
▸ Gestion de l'énergie : excitation, anxiété et stress
▸ Influence de l'excitation et de l'anxiété sur la performance
▸ Motivation
▸ Attention et concentration
▸ Techniques psychologiques pour améliorer la
performance
▸ Améliorer l'acquisition et l'apprentissage des
compétences motrices
09 - FACTEURS NUTRITIONNELS DE BASE DANS LE
DOMAINE DE LA SANTÉ - DOCTEUR MARIE SPANO
▸ Rôle des professionnels de la nutrition sportive
▸ Directives nutritionnelles standards
▸ Macronutriments
▸ Vitamines
▸ Minéraux
▸ Fluides et électrolytes
10 - STRATÉGIES NUTRITIONNELLES POUR MAXIMISER
LES PERFORMANCES - DOCTEUR MARIE SPANO
▸ Nutrition avant, pendant et après la compétition
▸ Stratégies nutritionnelles pour modifier la composition
corporelle
▸ Troubles de l'alimentation
11 - SUBSTANCES ET MÉTHODES AMÉLIORANT LES
PERFORMANCES - DOCTEUR BILL CAMPBELL
▸ Types de substances améliorant les performances
▸ Hormones
▸ Compléments alimentaires
12 - PRINCIPES DE SÉLECTION ET D'ADMINISTRATION
DES TESTS - DOCTEUR MICHAEL MC GUIGAN
▸ Recours aux tests
▸ Évaluation de la qualité des tests
▸ Sélection des tests
▸ Administration des tests
13 - ADMINISTRATION, NOTATION ET INTERPRÉTATION
DES TESTS SÉLECTIONNÉS - DOCTEUR MICHAEL MC
GUIGAN
▸ Mesurer les paramètres de la performance sportive
▸ Évaluation statistique des données de test
14 - ÉCHAUFFEMENT ET ENTRAÎNEMENT À LA
SOUPLESSE - DOCTEUR IAN JEFFREYS
▸ Échauffement
▸ Souplesse
▸ Types d'étirements
15 - TECHNIQUES D'EXERCICE AVEC POIDS LIBRES ET
MACHINES - SCOTT CAULFIELD ET DOUGLAS
BERNINGER, MÉDECIN
▸ Fondamentaux de la technique d'exercice
▸ Parade des exercices de poids libres
16 - TECHNIQUES D'EXERCICES ALTERNATIFS ET NON
TRADITIONNELS D'ENTRAÎNEMENT AVEC DES
ACCESSOIRES - DOCTEUR G. GREGORY HAFF,
DOUGLAS BERNINGER, MÉDECIN, ET SCOTT
CAULFIELD
▸ Principes généraux
▸ Méthodes d'entraînement à poids de corps
▸ Méthodes d'entraînement (stabilité et équilibre) de la
gaine abdominale
▸ Méthodes d'entraînement à résistance variable
▸ Méthodes d'entraînement non traditionnelles avec
accessoires
▸ Entraînement unilatéral
17 - CONCEPTION DE PROGRAMMES POUR LA
MUSCULATION - DOCTEURS JEREMY M. SHEPPARD ET
N. TRAVIS TRIPLETT
▸ Principes de prescription d'exercice anaérobie
▸ Étape 1 : analyse des besoins
▸ Étape 2 : sélection de l'exercice
▸ Étape 3 : fréquence d'entraînement
▸ Étape 4 : ordre des exercices
▸ Étape 5 : charge d'entraînement et répétitions
▸ Étape 6 : volume
▸ Étape 7 : périodes de repos
18 - CONCEPTION ET TECHNIQUES DE
L'ENTRAÎNEMENT PLIOMÉTRIQUE - DAVID H. POTACH,
KINÉSITHÉRAPEUTE, ET DONALD A. CHU, DOCTEUR ET
KINÉSITHÉRAPEUTE
▸ Mécanique pliométrique et physiologie
▸ Conception du programme
▸ Considérations relatives à l'âge
▸ Pliométrie et autres formes d'exercice
▸ Considérations de sécurité
19 - CONCEPTION DE PROGRAMMES ET TECHNIQUES
D'ENTRAÎNEMENT POUR LA VITESSE ET L'AGILITÉ BRAD H. DE WEESE, ET SOPHIA NIMPHISU, DOCTEUR
▸ Mécanique de vitesse et d'agilité
▸ Base neurophysiologique de la vitesse
▸ Vitesse de course
▸ Performance d'agilité et capacité de changement de
direction
▸ Méthodes de développement de la vitesse
▸ Méthodes de développement de l'agilité
▸ Conception de planification
▸ Stratégies de développement de la vitesse
▸ Stratégies de développement d'agilité
20 - CONCEPTION DE PROGRAMMES ET TECHNIQUES
D'ENTRAÎNEMENT DE L'ENDURANCE AÉROBIE DOCTEURS BENJAMIN H. REUTER ET J. JAY DAWES
▸ Facteurs liés aux performances d'endurance aérobie
▸ Conception d'un programme d'endurance aérobie
▸ Types de programmes d'entraînement en endurance
aérobie
▸ Application de la conception du programme aux saisons
d'entraînement
▸ Problèmes particuliers liés à l'entraînement d'endurance
aérobie
21 - PÉRIODISATION - DOCTEUR G. GREGORY HAFF
▸ Concepts fondamentaux liés à la périodisation
▸ Hiérarchie de périodisation
▸ Périodes de périodisation
▸ Saisons sportives et périodes de périodisation
▸ Modèles de périodisation ondulatoire et linéaire
▸ Exemple de plan d'entraînement annuel
22 - RÉHABILITATION ET RÉATHLÉTISATION - DAVID H.
POTACH, KINÉSITHÉRAPEUTE, ET TERRY L.
GRINDSTAFF, DOCTEUR
▸ L'équipe de médecine sportive
▸ Types de blessures
▸ Guérison des tissus
▸ Objectifs de rééducation et de reconditionnement
▸ Conception du programme
▸ Réduire les risques de blessure et de blessure répétitive
23 - CONCEPTION, AMÉNAGEMENT ET ORGANISATION
DES ÉQUIPEMENTS - ANDREA HUDY
▸ Aspects généraux de la conception d'une nouvelle
installation
▸ Installations de musculation et de préparation physique
existantes
▸ Évaluer les besoins du programme sportif
▸ Conception de l'installation de musculation et de
préparation physique
▸ Disposition de l'équipement dans une installation de
musculation et de préparation physique
▸ Entretien et nettoyage des surfaces et de l'équipement
24 - POLITIQUES, PROCÉDURES ET PROBLÈMES
JURIDIQUES LIÉS AUX INSTALLATIONS - DOCTEUR
STATLER ET VICTOR BROWN, MÉDECIN
▸ Profession de foi et objectifs du programme
▸ Objectifs du programme
▸ Équipe de performance de la force et de la préparation
physique
▸ Questions juridiques et éthiques
▸ Règles et activités du personnel
▸ Administration des installations
▸ Planification et intervention d'urgence
À PROPOS DES ÉDITEURS
CRÉDITS ICONOGRAPHIQUES
PRÉFACE
AURÉLIEN BROUSSAL-DERVAL
Lorsqu’avec Olivier Bolliet, il y a plus de 10 ans, nous avons
envisagé de publier La Préparation physique moderne avec un
grand éditeur sportif français, le constat est édifiant :
la plupart des ouvrages en langue française n’ont
aucune justification scientifique ;
ceux qui en proposent datent de plusieurs décennies ;
aucun ne mêle la science au terrain.
La commande de l’éditeur est alors sans appel : il faut faire un
livre de science ou un livre d’exercices. Las. Mon intuition est
juste- ment, à l’époque, exactement l’in- verse : les gens veulent
du terrain justifié par de la science, et de la science illustrée sur
le terrain.
Et d’où vient cette intuition ? Du livre que vous tenez entre les
mains. Oui, d’une certaine manière, cet ouvrage est aussi l’un
des éléments forts de la création des Éditions 4trainer, inspirées
par la production éditoriale nord-américaine.
Bercé par toute une série d’ouvrages comme les blockbusters
de sciences appliquées au terrain de Foran, Fleck, King,
Poliquin ou encore Thibaudeau, c’est quand je pose les mains –
encore jeune étudiant – sur la deuxième édition d’Essentials of
Strength Training and Conditioning que je comprends ce qui
manque en France : de vrais manuels de préparation physique
mêlant théorie et pratique. Je découvre en effet au début des
années 2000 la NSCA, syndicat US des préparateurs
physiques, qui structure leur formation initiale et continue sur
des bases alliant théorie et pratique.
L’inverse de ce qui est proposé à nos entraîneurs, l’inverse de
ce que l’éditeur sportif si sûr de connaître les attentes de son
public allait tenter de nous imposer quelques années plus tard.
À l’époque, nous n’avions pas les ressources ni les outils pour
traduire un livre de 600 pages. Mais nous avions déjà une solide
base de pratique et de compétences scientifiques pour proposer
un ouvrage qui allait devenir une référence durant les dix
années suivantes : La Préparation physique moderne.
Seulement voilà : dix ans en sciences du sport, c’est une
éternité. Et La Préparation physique moderne, bien que toujours
pertinente sur de nombreux points, n’a pas été mise à jour
depuis 2010. Dans le même temps, les Éditions 4trainer ont
grandi, prouvant que la vision de départ était celle
qu’attendaient nos collègues. Surtout, elles ont désormais les
ressources pour traduire le mastodonte Essentials of Strength
Training and Conditioning. Et en dix ans, il a continué, lui aussi,
à grandir : pour sa quatrième édition, il pèse désormais près de
700 pages, parfaitement à jour de l’actualité des sciences et des
pratiques.
Si vous lisez cette préface, vous ne découvrez pas seulement
une anecdote sur la naissance des Éditions 4trainer. Vous vous
apprêtez à découvrir un ouvrage qui m’a façonné comme coach,
probablement davantage que n’importe quelle université. Un
ouvrage qui, aujourd’hui encore, me sert de refuge théoricopratique dès que nécessaire, tant les experts indiscutables qui
l’habitent y ont regroupé leurs compétences.
Ma conviction s’est intensifiée dans les années qui ont suivi.
Nous devions préserver notre message. Nous devions suggérer
notre vision au public.
Cet ouvrage titanesque est la plus grande expression du
pragmatisme américain appliqué au sport.
Aurélien Broussal-Derval
Directeur des formations à la Fédération Française
d’Haltérophilie-Musculation
Préparateur physique international Auteur de l’Art du Hiit et de
l’Art du Mouvement
REMERCIEMENTS
L’élaboration de la quatrième édition d’Essentials of Strength
Training and Conditioning de la NSCA a représenté une
entreprise considérable qui n’aurait pas été possible sans la
contribution d’un grand nombre de personnes. Le travail
acharné des nombreux auteurs qui ont participé aux trois
éditions précédentes a permis d’enrichir le texte original. C’est
pourquoi nous remercions les éditeurs précédents, Thomas
Baechle et Roger Earle, pour la clairvoyance dont ils ont fait
preuve il y a déjà plus de vingt ans ainsi que pour leur travail
passionné. Ce travail nous a conduits là où nous en sommes
aujourd’hui. Cette édition n’aurait pas été possible sans la
contribution continue de Roger Earle, dont le rôle a évolué bien
au-delà de Human Kinetics. C’est un véritable ami qui a
contribué à de nombreux aspects de l’ouvrage et à nos carrières
d’écrivains.
Nous aimerions également remercier Keith Cinea et Carwyn
Sharp pour leur aide tout au long du processus de création de
ce volume. Ces personnes ont été les porte-parole de la NSCA
et ont placé la science qui sous-tend nos professions au centre
des contenus de ce volume. Parce qu’il s’agit d’une ressource
essentielle pour les professionnels actuels et futurs de la
préparation physique, il était primordial de nous assurer que le
texte reste fidèle à la mission de la NSCA : traduire la science
en pratique. Keith et Carwyn sont tous deux ambassadeurs de
cette philosophie. Merci également à la multitude de
collaborateurs de Human Kinetics qui ont joué un rôle essentiel
dans la réalisation de chaque phase de la publication de ce
livre, de la révision du texte à la conception graphique. Nos
remerciements les plus importants vont probablement à Chris
Drews et Karla Walsh, nos rédacteurs en chef, qui ont apporté
une aide précieuse à deux éditeurs novices. Sans Chris et
Karla, nous aurions probablement été complètement perdus.
À ma coéditrice et amie de longue date, Travis Triplett : je
n’aurais pas imaginé m’attaquer à un livre de cette ampleur
avec quelqu’un d’autre que toi. Ta bienveillance et ton style
décontracté sont un complément parfait à ma méthode de
travail qui s’apparente parfois à celle d’un « éléphant dans un
magasin de porcelaine ». Merci d’être restée l’une de mes
meilleures amies !
Merci à ma famille, à ma femme Erin qui a tout sacrifié pour me
permettre de poursuivre mes rêves et d’entreprendre un tel
projet. Sans son soutien, je n’en serais sûrement pas au même
point. C’est une bénédiction d’avoir quelqu’un d’assez fort pour
vous soutenir lorsque les temps sont durs, et je t’aime pour cela
plus que tu ne le penses. Quant à toi, mon père, Guy Haff, je ne
pense pas que tu aurais imaginé, lorsque tu m’as emmené à 11
ans au YMCA de West Morris, que soulever des poids
deviendrait le travail de toute ma vie. Sans cela, je n’imagine
pas ce que je serais devenu. Enfin, merci à ma mère, Sandra
Haff. Peu importe où tu es maintenant, j’espère que tu es
toujours fière de l’homme que je m’efforce d’être chaque jour. Tu
me manques beaucoup, maman, et j’aurais aimé que tu sois ici
pour voir toutes les grandes choses qui se sont produites dans
ma vie.
Je n’aurais jamais imaginé que participer à mon premier
entraînement de musculation à l’université aboutirait à une
carrière aussi enrichissante dans le domaine de la préparation
physique. Il est difficile de remercier toutes les personnes qui
ont contribué à m’amener là où j’en suis aujourd’hui, dans ma
vie personnelle et dans ma carrière, et qui m’ont permis de me
lancer avec enthousiasme dans ce projet. J’ai eu la chance de
recevoir une base solide de la part de mes parents, j’aimerais
que vous puissiez tous les deux être ici pour voir que j’ai suivi
votre exemple. Je tiens également à remercier mon frère et mon
cercle d’amis, qui m’ont toujours soutenue et ont été là pour
égayer mes journées. Professionnellement, mes deux plus
grandes influences ont été Mike Stone et Bill Kraemer.
J’apprécie énormément votre mentorat et votre amitié. De
nombreux collègues et anciens étudiants à travers le monde ont
contribué au développement de mes connaissances et, chemin
faisant, à ma réussite. J’apprécie chacun d’entre vous même si
nous ne nous voyons pas très souvent.
Enfin, à mon coéditeur et bon ami, Greg Haff : qui aurait pensé
qu’une conversation lors de la pause déjeuner à la cafétéria
entre deux étudiants diplômés parlant de préparation physique
nous conduirait à tout cela ? J’ai hâte de vivre encore de
nombreuses années d’amitié et de collaboration avec toi.
CHAPITRE 01
STRUCTURE ET FONCTION
DES SYSTÈMES
CORPORELS
DOCTEUR N. TRAVIS TRIPLETT
LORSQUE VOUS AUREZ LU CE CHAPITRE,
VOUS SEREZ CAPABLE DE DÉCRIRE :
la macrostructure et la microstructure des muscles et des
os ;
la théorie des filaments glissants de la contraction
musculaire ;
les caractéristiques morphologiques et physiologiques
spécifiques des différents types de fibres musculaires, et
prévoir leur implication relative dans les différentes
pratiques sportives ;
les caractéristiques anatomiques et physiologiques des
systèmes cardiovasculaire et respiratoire.
Les auteurs souhaitent remercier Robert T. Harris et
Gary R. Hunter pour leur contribution importante à ce
chapitre.
L’exercice physique et la performance sportive impliquent des
mouvements efficaces et volontaires du corps. Ces
mouvements résultent des forces développées par les muscles,
qui permettent de déplacer les différentes parties du corps en
activant les systèmes de levier du squelette. Ces muscles
squelettiques sont contrôlés par le cortex cérébral, qui active les
cellules ou les fibres musculaires à travers les motoneurones du
système nerveux périphérique. Cette activité neuromusculaire
implique un apport continu d’oxygène et de nutriments aux
tissus actifs et l’élimination du dioxyde de carbone et des sousproduits des déchets métaboliques des tissus actifs, grâce aux
activités des systèmes cardiovasculaire et respiratoire.
Afin d’appliquer au mieux les connaissances scientifiques dans
le développement de programmes d’entraînement efficaces, les
professionnels de la force et de la préparation physique doivent
avoir une compréhension de base non seulement de la fonction
musculo-squelettique, mais également des systèmes corporels
qui soutiennent directement l’activité musculaire. En
conséquence, ce chapitre résume les aspects de l’anatomie et
de
la
fonction
des
systèmes
musculo-squelettique,
neuromusculaire, cardiovasculaire et respiratoire, qui sont
essentiels pour développer et maintenir la force et la puissance
musculaire.
SYSTÈME MUSCULO-SQUELETTIQUE
Le système musculo-squelettique du corps humain se compose
d’os, d’articulations, de muscles et de tendons configurés pour
permettre la grande variété de mouvements caractéristiques de
l’activité humaine. Ce chapitre décrit les différentes
composantes du système musculo-squelettique, à la fois dans
leur fonctionnement individuel et dans la façon dont ils
fonctionnent ensemble.
SQUELETTE
Les muscles du corps n’interviennent pas directement pour
exercer une force sur le sol ou sur des objets. Ils tirent les os qui
tournent autour des articulations et transmettent de la force. Si
les muscles ne peuvent pas pousser, grâce au système de
leviers osseux, les forces de traction musculaire peuvent se
manifester sous la forme de forces de traction ou de poussée
contre des objets externes.
Bien que leur nombre puisse varier, on compte environ 206 os
dans le corps. Cette structure relativement légère et solide offre
un effet de levier, un soutien et une protection (figure 1.1). Le
squelette axial comprend le crâne (crâne), la colonne vertébrale
(vertèbre C1 à travers le coccyx), les côtes et le sternum. Le
squelette appendiculaire comprend la ceinture scapulaire
(omoplate et clavicule) ; les os des bras, des poignets et des
mains (humérus, radius, cubitus, carpes, métacarpiens et
phalanges) ; la ceinture pelvienne (os coxaux ou innominés) ; et
les os des jambes, des chevilles et des pieds (fémur, rotule,
tibia, péroné, tarses, métatarses et phalanges).
Les jonctions osseuses sont appelées « articulations ». Les
articulations fibreuses (sutures du crâne) ne permettent
pratiquement
aucun
mouvement
;
les
articulations
cartilagineuses (disques intervertébraux) permettent un
mouvement limité ; et les articulations synoviales (coude et
genou) permettent un mouvement considérable. Les
mouvements sportifs se produisent principalement autour des
articulations synoviales, dont les caractéristiques les plus
importantes sont une faible friction et une grande amplitude de
mouvement. Les extrémités osseuses articulées sont
recouvertes de cartilage hyalin souple et l’articulation entière est
entourée d’une capsule remplie de liquide synovial. Il existe
généralement des structures, ligamentaires ou cartilagineuses,
de soutien supplémentaires.
Pratiquement tous les mouvements articulaires consistent en
une rotation autour de points ou d’axes. Les articulations
peuvent être classées en fonction du nombre de directions sur
lesquelles la rotation peut se produire. Les articulations
uniaxiales, comme le coude, fonctionnent comme des
charnières, tournant essentiellement autour d’un seul axe. Le
genou est souvent appelé articulation charnière, mais son axe
de rotation change en fait tout au long de l’amplitude articulaire.
Les articulations biaxiales, telles que la cheville et le poignet,
permettent
un
mouvement
autour
de
deux
axes
perpendiculaires. Les articulations multiaxiales, y compris les
articulations sphériques de l’épaule ou de la hanche, permettent
un mouvement autour des trois axes perpendiculaires qui
définissent l’espace.
La colonne vertébrale est composée d’os vertébraux séparés
par des disques flexibles qui permettent le mouvement. Les
vertèbres sont regroupées en sept vertèbres cervicales dans la
région du cou ; douze vertèbres thoraciques du milieu au haut
du dos ; cinq vertèbres lombaires, qui composent le bas du
dos ; cinq vertèbres sacrées, qui sont fusionnées et constituent
la partie arrière du bassin ; et de trois à cinq vertèbres
coccygiennes, qui forment une sorte de queue interne vestigiale
s’étendant vers le bas à partir du bassin.
QUELS FACTEURS AFFECTENT
LA CROISSANCE SQUELETTIQUE CHEZ
UN ADULTE ?
Plusieurs
éléments
peuvent
affecter
positivement le squelette adulte. La plupart
sont le résultat de l’utilisation des muscles.
Lorsque le corps est soumis à de lourdes
charges (tâches ou entraînement contre
résistance), l’os augmente en densité et en
contenu minéral osseux. Si le corps effectue
des mouvements plus explosifs avec impact,
des changements similaires peuvent se
produire. Certaines des densités osseuses les
plus élevées ont été observées chez des
personnes qui s’adonnent à la gymnastique ou
à d’autres activités impliquant des mouvements
à haute résistance et à haute puissance,
certaines avec des atterrissages durs. Les
autres facteurs qui influencent les adaptations
osseuses dépendent du chargement du
squelette axial et de la fréquence de cette
charge. Étant donné que la période
d’adaptation de l’os est plus longue que celle
du muscle squelettique, il est important de
varier le stimulus en termes de fréquence,
d’intensité et de type.
MUSCLES SQUELETTIQUES
Le système de muscles qui permet au squelette de bouger est
illustré à la figure 1.2. Le point de connexion entre les os est
l’articulation, et les muscles squelettiques sont attachés aux os
à chacune de leurs extrémités. Sans cela, aucun mouvement ne
pourrait se produire.
※ MACROSTRUCTURE ET MICROSTRUCTURE MUSCULO-SQUELETTIQUES
Chaque muscle squelettique est un organe qui contient du tissu
musculaire, du tissu conjonctif, des nerfs et des vaisseaux
sanguins. Le tissu conjonctif fibreux, ou épimysium, recouvre
plus de 430 muscles squelettiques du corps. L’épimysium est
contigu aux tendons aux extrémités du muscle (figure 1.3). Le
tendon est attaché au périoste osseux, un tissu conjonctif
spécifique couvrant tous les os. Toute contraction du muscle tire
sur le tendon et, à son tour, sur l’os. Les muscles des membres
ont deux attachements à l’os : proximal (plus proche du tronc) et
distal (plus éloigné du tronc). Les deux points d’attache des
muscles du tronc sont appelés supérieurs (plus proches de la
tête) et inférieurs (plus proches des pieds).
Les cellules musculaires, souvent appelées « fibres
musculaires », sont longues (s’étendant parfois sur toute la
longueur d’un muscle), les cellules cylindriques mesurent
cinquante à cent micromètres (µm) de diamètre (environ le
diamètre d’un cheveu humain). Ces fibres ont de nombreux
noyaux, situés à la périphérie de la cellule, et ont un aspect
strié lorsque nous les observons sous faible grossissement.
Sous l’épimysium, les fibres musculaires sont regroupées en
faisceaux (fascicules) pouvant comprendre jusqu’à 150 fibres,
les faisceaux étant entourés de tissu conjonctif appelé
« périmysium ». Chaque fibre musculaire est entourée de tissu
conjonctif, appelé « endomysium », qui est entouré par et est
contigu à la membrane de la fibre, ou sarcolemme. Tout le tissu
conjonctif – épimysium, périmysium et endomysium – est
contigu au tendon, de sorte que la tension développée dans une
cellule musculaire est transmise au tendon et à l’os auquel elle
est attachée (figure 1.3).
La jonction entre un motoneurone (cellule nerveuse) et les fibres
musculaires qu’il innerve est appelée « plaque terminale
motrice », ou, plus souvent, « jonction neuromusculaire »
(figure 1.4). Chaque cellule musculaire n’a qu’une seule
jonction neuromusculaire, bien qu’un seul motoneurone innerve
de nombreuses fibres musculaires, parfois des centaines voire
des milliers. Une unité motrice désigne le neurone moteur et les
fibres musculaires qu’il innerve. Toutes les fibres musculaires
d’une unité motrice se contractent lorsqu’elles sont stimulées
par le motoneurone.La structure intérieure d’une fibre
musculaire est illustrée à la figure 1.5.
Le sarcoplasme, qui est le cytoplasme d’une fibre musculaire,
contient des composants contractiles constitués de filaments
protéiques, d’autres protéines, du glycogène stocké et des
particules de graisse, des enzymes et des organites spécialisés
tels que les mitochondries et le réticulum sarcoplasmique.
Des centaines de myofibrilles (chacune d’environ un millimètre
(mm) de diamètre, 1/100 du diamètre d’un cheveu) dominent le
sarcoplasme. Les myofibrilles contiennent l’appareil qui
contracte la cellule musculaire, composée principalement de
deux types de myofilament : la myosine et l’actine. Les filaments
de myosine (filaments épais d’environ seize nanomètres (nm)
de diamètre, environ 1/10 000 du diamètre d’un cheveu)
contiennent jusqu’à deux-cents molécules de myosine. Le
filament de myosine se compose d’une tête globulaire, d’un
point d’articulation et d’une queue fibreuse. Les têtes globulaires
dépassent du filament de myosine à intervalles réguliers, et une
paire de filaments de myosine forme un pont croisé, qui interagit
avec l’actine. Les filaments d’actine (filaments minces d’environ
six nanomètres de diamètre) sont constitués de deux brins
disposés en double hélice. Les filaments de myosine et d’actine
sont organisés longitudinalement dans la plus petite unité
contractile du muscle squelettique, le sarcomère. Les
sarcomères mesurent en moyenne environ 2,5mm de longueur
dans une fibre détendue (environ 4500 par centimètre de
longueur musculaire) et sont répétés sur toute la longueur de la
fibre musculaire.
La figure 1.6 montre la structure et l’orientation de la myosine et
de l’actine dans le sarcomère. Les filaments de myosine
adjacents s’ancrent les uns aux autres au niveau de la ligne M
au centre du sarcomère (le centre de la zone H). Les filaments
d’actine sont alignés aux deux extrémités du sarcomère et sont
ancrés à la ligne Z. Les lignes Z sont répétées à travers toute la
myofibrille. Six filaments d’actine entourent chaque filament de
myosine, et chaque filament d’actine est entouré de trois
filaments de myosine.
C’est la disposition des filaments de myosine et d’actine et des
lignes Z des sarcomères qui donne au muscle squelettique son
motif alternant sombre et clair, qui apparaît comme strié sous
grossissement. La strie A foncée correspond à l’alignement des
filaments de myosine, tandis que la strie I claire correspond aux
zones de deux sarcomères adjacents qui ne contiennent que
des filaments d’actine. La ligne Z est au milieu de la strie I et
apparaît comme une fine ligne sombre traversant
longitudinalement la strie I. La strie H est la zone au centre du
sarcomère, où seuls les filaments de myosine sont présents.
Pendant la contraction musculaire, la strie H diminue à mesure
que l’actine glisse sur la myosine vers le centre du sarcomère.
La strie I diminue également lorsque les lignes Z sont tirées vers
le centre du sarcomère. Parallèlement à et entourant chaque
myofibrille se trouve un système complexe de tubules, appelé
« réticulum sarcoplasmique » (figure 1.5), qui se termine par
des vésicules au voisinage des lignes Z. Les ions calcium sont
stockés dans les vésicules. La régulation du calcium contrôle la
contraction musculaire. Les tubules en T, ou tubules
transverses, courent perpendiculairement au réticulum
sarcoplasmique et se terminent aux alentours de la ligne Z entre
deux vésicules. Les tubules en T courant entre les myofibrilles
périphériques et étant contigus au sarcolemme à la surface de
la cellule, la décharge d’un potentiel d’action (impulsion
nerveuse électrique) arrive presque simultanément de la surface
jusqu’à toutes les profondeurs de la fibre musculaire. Le calcium
est ainsi libéré dans tout le muscle, produisant une contraction
coordonnée.
La décharge d’un potentiel d’action d’un nerf moteur
signale la libération de calcium du réticulum
sarcoplasmique dans la myofibrille, provoquant le
développement d’une tension musculaire.
※ THÉORIE DES FILAMENTS GLISSANTS DE LA CONTRACTION MUSCULAIRE
De façon schématique, la théorie du filament glissant expose
que les filaments d’actine à chaque extrémité du sarcomère
glissent vers l’intérieur sur les filaments de myosine, tirant les
lignes Z vers le centre du sarcomère et raccourcissant ainsi la
fibre musculaire (figure 1.7). Lorsque les filaments d’actine
glissent sur les filaments de myosine, la zone H et la strie I
rétrécissent.
L’action des ponts croisés de myosine tirant sur les filaments
d’actine est responsable du mouvement du filament d’actine.
Étant donné que seul un très petit déplacement du filament
d’actine se produit à chaque flexion du pont de myosine, des
flexions très rapides et répétées doivent se produire dans de
nombreux ponts transversaux à travers tout le muscle pour
produire un mouvement mesurable.
▷ PHASE DE REPOS
Dans des conditions de repos normales, une faible quantité de
calcium est présente dans la myofibrille (la majeure partie est
stockée dans le réticulum sarcoplasmique), donc très peu de
ponts transversaux de myosine sont liés à l’actine. Même avec
le site de liaison situé sur la molécule d’actine, la myosine et
l’actine interagissent toujours dans une liaison faible, qui devient
forte (et une tension musculaire est produite) lorsque le site de
liaison situé sur la molécule d’actine est exposé après la
libération du calcium stocké.
▷ PHASE DU COUPLAGE EXCITATION-CONTRACTION
Avant que les ponts croisés de myosine puissent fléchir, ils
doivent d’abord s’attacher au filament d’actine. Lorsque le
réticulum sarcoplasmique est stimulé pour libérer des ions
calcium, le calcium se lie à la troponine, une protéine qui est
située à intervalles réguliers le long du filament d’actine (figure
1.6) et qui a une forte affinité pour les ions calcium. Cela
provoque un changement dans une autre molécule de protéine,
la tropomyosine, qui s’étend le long du filament d’actine dans la
rainure de la double hélice. Le pont transversal de myosine se
fixe alors beaucoup plus rapidement au filament d’actine, ce qui
permet de produire une force lorsque les filaments d’actine sont
tirés vers le centre du sarcomère. Il est important de
comprendre que la quantité de force produite par un muscle à
un instant donné est directement liée au nombre de ponts
croisés de myosine liés aux filaments d’actine sur le plan
transversal à cet instant.
Le nombre de ponts croisés qui se forment entre
l’actine et la myosine à un instant donné conditionne
la production de force d’un muscle.
▷ PHASE DE CONTRACTION
L’énergie nécessaire à l’action de traction, ou la phase de
génération de la force, provient de l’hydrolyse (dégradation) de
l’adénosine triphosphate (ATP) en adénosine diphosphate
(ADP) et phosphate, réaction catalysée par l’enzyme myosine
adénosine triphosphatase (ATPase). Une autre molécule d’ATP
doit remplacer l’ADP sur la tête globulaire du pont de myosine
afin que la tête se détache du site d’actine actif et revienne à sa
position d’origine. Cela permet au processus de contraction de
se poursuivre (si le calcium est disponible pour se lier à la
troponine) ou de se produire (si le calcium n’est pas disponible).
On peut noter que le calcium, outre la contraction, joue un rôle
dans la régulation d’un grand nombre d’autres événements
dans le muscle squelettique. Ceux-ci incluent le métabolisme de
l’énergie glycolytique et oxydative, ainsi que la synthèse et la
dégradation des protéines.
Le calcium et l’ATP sont nécessaires pour le cycle des
ponts croisés avec les filaments d’actine et de
myosine.
▷ PHASE DE RECHARGE
Le raccourcissement musculaire mesurable ne se produit que
lorsque cette séquence d’événements – liaison du calcium à la
troponine, couplage du pont croisé de la myosine avec l’actine,
phase de génération de la force, dissociation de l’actine et de la
myosine et réinitialisation de la position de la tête de la myosine
– se répète encore et encore dans toute la fibre musculaire.
Cela se produit tant que le calcium est disponible dans la
myofibrille, que l’ATP est disponible pour aider à découpler la
myosine de l’actine, et que suffisamment de myosine ATPase
active est disponible pour catalyser la dégradation de l’ATP.
▷ PHASE DE RELAXATION
La relaxation se produit lorsque la stimulation du nerf moteur
s’arrête. Le calcium est pompé dans le réticulum
sarcoplasmique, ce qui empêche le lien entre les filaments
d’actine et de myosine. La relaxation est provoquée par le retour
des filaments d’actine et de myosine à leur état non lié.
SYSTÈME NEUROMUSCULAIRE
Les fibres musculaires sont innervées par les motoneurones qui
transmettent les impulsions sous forme de signaux
électrochimiques de la moelle épinière au muscle. Un
motoneurone possède généralement de nombreuses branches
terminales à l’extrémité de son axone et innerve ainsi plusieurs
fibres musculaires différentes. C’est toute la structure qui
détermine le type de fibres musculaires et ses caractéristiques,
sa fonction et sa participation à l’exercice.
ACTIVATION DES MUSCLES
Lorsqu’un motoneurone déclenche un potentiel d’impulsion ou
d’action, toutes les fibres qu’il sert sont activées simultanément
et développent une force. L’étendue du contrôle d’un muscle
dépend du nombre de fibres musculaires dans chaque unité
motrice. Les muscles qui doivent fonctionner avec une grande
précision, comme les muscles oculaires, peuvent avoir une très
faible quantité de fibres musculaires par motoneurone, jusqu’à
n’en compter qu’une seule. Les changements dans le nombre
d’unités motrices actives dans ces petits muscles peuvent
produire des gradations de force extrêmement fines,
nécessaires pour des mouvements précis du globe oculaire. En
revanche, le groupe musculaire quadriceps, qui déplace la
jambe avec beaucoup moins de précision, peut avoir plusieurs
centaines de fibres desservies par un motoneurone.
Le potentiel d’action (courant électrique) qui circule le long d’un
motoneurone n’est pas capable d’exciter directement les fibres
musculaires. Au lieu de cela, le motoneurone excite par
transmission chimique la ou les fibres musculaires qu’il innerve.
L’arrivée du potentiel d’action à la terminaison nerveuse
provoque la libération d’un neurotransmetteur, l’acétylcholine,
qui diffuse à travers la jonction neuromusculaire, provoquant
une excitation du sarcolemme. Une fois qu’une quantité
suffisante d’acétylcholine est libérée, un potentiel d’action est
généré le long du sarcolemme et les fibres se contractent.
Toutes les fibres musculaires de l’unité motrice se contractent et
développent de la force en même temps. Rien ne prouve qu’un
stimulus des motoneurones puisse provoquer la contraction
d’une partie seulement des fibres. Aucune preuve non plus
qu’un potentiel d’action plus fort produit une contraction plus
forte. Ce phénomène est connu sous le nom de « la loi du tout
ou rien du muscle ».
Chaque potentiel d’action parcourant un motoneurone entraîne
une courte période d’activation des fibres musculaires au sein
de l’unité motrice. La brève contraction qui en résulte est
appelée « secousse ». L’activation du sarcolemme entraîne la
libération de calcium dans la fibre et la contraction se déroule
comme décrit précédemment. La force se développe en cas de
résistance à l’interaction de traction des filaments d’actine et de
myosine. Bien que la libération de calcium pendant une
contraction soit suffisante pour permettre une activation
optimale de l’actine et de la myosine, et donc la force maximale
des fibres, le calcium est éliminé avant que la force n’atteigne
son maximum, et le muscle se détend (figure 1.8a). Si une
seconde secousse est provoquée par le nerf moteur avant que
les fibres ne se relâchent complètement, la force des deux
secousses s’additionne et la force résultante est supérieure à
celle produite par une seule secousse (figure 1.8b). La
diminution de l’intervalle de temps entre les secousses entraîne
une plus grande somme de la liaison et de la force du pont. Les
stimuli peuvent être délivrés à une fréquence si élevée que les
secousses se rapprochent pour finalement fusionner
complètement, état appelé « tétanos musculaire » (figure 1.8, c
et d). Il s’agit de la force maximale que l’unité motrice peut
développer.
TYPES DE FIBRES MUSCULAIRES
Les muscles squelettiques sont composés de fibres qui ont des
caractéristiques morphologiques et physiologiques clairement
différentes. Ces différences ont conduit à plusieurs systèmes de
classification, fondés sur une variété de critères. L’approche la
plus connue consiste à classer les fibres en fonction du temps
de contraction avec, d’une part, les fibres à contraction lente et,
d’autre part, les fibres à contraction rapide. Parce qu’une unité
motrice est composée de fibres musculaires qui sont toutes du
même type, elle peut également être désignée à l’aide de ce
système de classification. Une unité motrice à contraction rapide
est une unité qui développe une force et se détend également
rapidement. Elle possède donc un temps de contraction court.
Les unités motrices à contraction lente, en revanche,
développent une force et se détendent lentement, pour un
temps de contraction long.
La coloration histochimique pour la teneur en myosine ATPase
est souvent utilisée pour classer les fibres entre contraction
lente ou rapide. Bien que les techniques puissent colorer
plusieurs types de fibres, les fibres couramment identifiées sont
de type I (à contraction lente), de type IIa (à contraction rapide)
et de type IIx (à contraction rapide). Une autre méthode plus
spécifique consiste à quantifier la quantité de protéine de chaîne
lourde de myosine (CLM) ; la nomenclature est similaire à celle
de la méthodologie myosine ATPase.
Le contraste des caractéristiques mécaniques des fibres de type
I et de type II s’accompagne d’une nette différence dans la
capacité des fibres à demander et à fournir de l’énergie pour la
contraction, et donc à résister à la fatigue. Les fibres de type I
sont généralement efficaces et résistantes à la fatigue et ont
une grande capacité d’approvisionnement en énergie aérobie,
mais elles possèdent un potentiel limité de développement
rapide de la force, caractérisé par une faible activité ATPase de
la myosine et un faible pouvoir anaérobie.
ÉTAPES DE LA CONTRACTION
MUSCULAIRE
Les étapes de la contraction musculaire
peuvent être résumées de la façon suivante :
1. L’initiation de la division de l’ATP (par la
myosine ATPase) amène la tête de myosine
dans un état « excité » qui lui permet de se
déplacer dans une position permettant de
former une liaison avec l’actine ;
2. La libération de phosphate par le processus
de fractionnement de l’ATP fait alors changer
la forme et le déplacement de la tête de
myosine ;
3. Cela tire le filament d’actine vers le centre du
sarcomère (phase de génération de la force),
de l’ADP est alors libéré ;
4. Une fois que la force a été générée, la tête de
myosine se détache de l’actine, mais
seulement après qu’un autre ATP se soit lié à
la tête de myosine car le processus de liaison
facilite le détachement ;
5. La tête de myosine est alors prête à se lier à
une autre actine (comme décrit à l’étape 1) et
le cycle se poursuit tant que l’ATP et l’ATPase
sont présentes et que le calcium est lié à la
troponine.
Au contraire, les unités motrices de type II sont caractérisées
comme inefficaces et fatigables et comme ayant une faible
puissance aérobie, un développement de force rapide, une
activité ATPase de myosine élevée et une puissance anaérobie
élevée. Les fibres de type IIa et de type IIx diffèrent
principalement par leur capacité d’approvisionnement en
énergie aérobie-oxydante. Les fibres de type Iia ont par
exemple une plus grande capacité de métabolisme aérobie et
plus de capillaires qui les entourent que le type IIx ; elles
présentent donc une plus grande résistance à la fatigue. Sur la
base de ces différences, il n’est pas surprenant que les muscles
posturaux, tels que le soléaire, aient une composition élevée de
fibres de type I, tandis que les gros muscles, dits
« locomoteurs » tels que les quadriceps, sont composés d’un
mélange de fibres de types I et II pour permettre des activités à
faible et haute puissances (comme le jogging et le sprint).
Reportez-vous au tableau 1.1 pour un résumé des principales
caractéristiques des types de fibres.
TABLEAU 1.1 Caractéristiques principales des différents types de fibres
musculaires
Les unités motrices sont composées de fibres
musculaires aux caractéristiques morphologiques et
physiologiques spécifiques qui déterminent leur
capacité fonctionnelle.
MODÈLES DE RECRUTEMENT DES UNITÉS
MOTRICES
Nous pouvons constater au gré des expériences quotidiennes
qu’un muscle peut faire varier son niveau de force en fonction
du niveau requis par la tâche à réaliser. Cette capacité de varier
ou de graduer la force est essentielle pour l’exécution de
modèles de mouvement souples et coordonnés. La force
musculaire peut être classée de deux manières. La première
consiste à faire varier la fréquence à laquelle les unités motrices
sont activées. Si une unité motrice est activée une fois, la
contraction qui se produit ne génère pas beaucoup de force.
Cependant, si la fréquence d’activation est augmentée, de sorte
que les forces des secousses commencent à se chevaucher ou
à se regrouper, la force résultante développée par l’unité
motrice est beaucoup plus grande. Cette méthode de variation
de la force produite est particulièrement importante dans les
petits muscles, tels que ceux de la main. Même à de faibles
forces, la plupart des unités motrices de ces muscles sont
activées, quoiqu’à une faible fréquence. La production de force
du muscle entier est intensifiée par l’augmentation de la
fréquence de décharge des unités motrices individuelles. L’autre
moyen de faire varier la force des muscles squelettiques
implique une augmentation de la force en faisant varier le
nombre d’unités motrices activées, un processus appelé
« recrutement ». Dans les gros muscles, comme ceux de la
cuisse, les unités motrices sont activées à une fréquence
presque tétanique lorsqu’elles sont sollicitées. L’augmentation
de la production de force est obtenue grâce au recrutement
d’unités motrices supplémentaires.
Le type d’unité motrice recrutée pour une activité donnée est
déterminé par ses caractéristiques physiologiques (tableau
1.2). Pour une activité telle que la course d’endurance, les
unités motrices à contraction lente sont engagées pour tirer parti
de leur remarquable efficacité, de leur capacité d’endurance et
de leur résistance à la fatigue. Si une force supplémentaire est
nécessaire, comme dans un sprint à la fin d’une course, les
unités motrices à contraction rapide sont sollicitées pour
augmenter le rythme. Malheureusement, l’exercice à une telle
intensité ne peut pas être maintenu sur une longue période. Si
l’activité nécessite des performances quasi maximales, comme
dans un power clean, la plupart des unités motrices sont mises
en jeu, les unités à contraction rapide apportant la contribution
la plus significative à l’effort. L’activation complète du pool de
motoneurones disponibles n’est probablement pas possible
chez les personnes non entraînées. Bien que les grandes unités
à contraction rapide puissent être recrutées si l’effort est
important, dans la plupart des cas, il n’est probablement pas
possible de les activer à une fréquence suffisamment élevée
pour que la force maximale puisse s’exprimer.
TABLEAU 1.2 Implication relative des types de fibres musculaires dans les
différents sports
La production d’énergie par un muscle peut varier en
changeant la fréquence d’activation des unités
motrices individuelles ou en changeant le nombre
d’unités motrices activées.
PROPRIOCEPTION
Les propriocepteurs sont des récepteurs sensoriels spécialisés
situés dans les articulations, les muscles et les tendons. Ces
récepteurs étant sensibles à la pression et à la tension, ils
transmettent des informations concernant la dynamique
musculaire aux parties conscientes et subconscientes du
système nerveux central. Le cerveau reçoit ainsi des
informations concernant le sens kinesthésique ou l’appréciation
consciente de la position des parties du corps par rapport à la
gravité. Cependant, la plupart de ces informations
proprioceptives étant traitées à des niveaux subconscients,
nous n’avons pas à consacrer d’activité consciente à des tâches
telles que le maintien de la posture ou la position des parties du
corps.
Les propriocepteurs sont des récepteurs sensoriels
spécialisés qui fournissent au système nerveux
central les informations nécessaires pour maintenir le
tonus musculaire et effectuer des mouvements
coordonnés complexes.
※ FUSEAUX MUSCULAIRES
Les fuseaux musculaires sont des propriocepteurs qui
consistent en plusieurs fibres musculaires modifiées enfermées
dans une gaine de tissu conjonctif (figure 1.9). Ces fibres
modifiées, appelées « fibres intrafusales », sont parallèles aux
fibres normales ou extrafusales. Les fuseaux musculaires
fournissent des informations sur la longueur musculaire et le
taux de variation de la longueur. Lorsque le muscle s’allonge,
les fuseaux sont étirés. Cette déformation active le neurone
sensoriel du fuseau, qui envoie une impulsion à la moelle
épinière, où il se synchronise (se connecte) avec les
motoneurones. Il en résulte l’activation des motoneurones qui
innervent le même muscle. Les fuseaux indiquent ainsi le degré
auquel le muscle doit être activé pour surmonter une résistance
donnée. À mesure que la charge augmente, le muscle s’étire
davantage et l’engagement des fuseaux musculaires entraîne
une plus grande activation du muscle. Les muscles qui
effectuent des mouvements précis ont de nombreux fuseaux par
unité de masse, pour assurer un contrôle exact de leur activité
contractile. Un exemple simple de l’activité du fuseau
musculaire est le réflexe d’extension du genou. Taper sur le
tendon du groupe musculaire extenseur du genou sous la rotule
étire les fibres du fuseau musculaire. Cela provoque l’activation
des fibres musculaires extrafusales dans le même muscle. Une
extension du genou se produit lorsque ces fibres se
raccourcissent activement. Ceci, à son tour, raccourcit les fibres
intrafusales et fait cesser leur décharge.
COMMENT LES ATHLÈTES PEUVENT-ILS
AMÉLIORER LA PRODUCTION
DE FORCE ?
Intégrer des phases d’entraînement qui
utilisent des charges plus lourdes afin
d’optimiser le recrutement neuronal.
Augmenter la section transversale des
muscles impliqués dans l’activité souhaitée.
Effectuer des exercices multimusculaires et
multi-articulaires qui peuvent être effectués
avec des actions plus explosives pour
optimiser le recrutement musculaire à
contraction rapide.
※ ORGANES TENDINEUX DE GOLGI
Les organes tendineux de Golgi (OTG) sont des propriocepteurs
situés dans les tendons près de la jonction myotendineuse. Ils
sont positionnés en série, c’est-à-dire attachés bout à bout,
avec des fibres musculaires extrafusales (figure 1.10). Les
organes tendineux de Golgi sont activés lorsque le tendon
attaché à un muscle actif est étiré. À mesure que la tension
dans le muscle augmente, la décharge des OTG augmente. Le
neurone sensoriel des OTG se synchronise avec un
interneurone inhibiteur dans la moelle épinière qui, à son tour,
se synchronise avec et inhibe un motoneurone qui dessert le
même muscle. Le résultat est une réduction de la tension dans
le muscle et le tendon. Ainsi, alors que les fuseaux facilitent
l’activation du muscle, l’apport neuronal des OTG inhibe
l’activation musculaire. Le processus inhibiteur des OTG produit
un mécanisme qui protège contre le développement d’une
tension excessive. L’effet des OTG est donc minime à faible
force tandis que, lorsqu’une charge extrêmement lourde est
placée sur le muscle, l’inhibition réflexe causée par les OTG
provoque la relaxation du muscle. La capacité du cortex moteur
à neutraliser cette inhibition peut être l’une des adaptations
fondamentales à l’entraînement à haute résistance.
SYSTÈME CARDIOVASCULAIRE
Les principaux rôles du système cardiovasculaire sont de
transporter les nutriments et d’éliminer déchets et sous-produits
tout en aidant à maintenir l’environnement pour toutes les
fonctions du corps. Le système cardiovasculaire joue un rôle clé
dans la régulation du système acido-basique, des fluides et de
la température du corps, ainsi que dans bien d’autres fonctions
physiologiques. Cette section décrit l’anatomie et la physiologie
du cœur et des vaisseaux sanguins.
LE CŒUR
Le cœur est un organe musculaire composé de deux pompes
interconnectées mais séparées : le côté droit du cœur pompe le
sang à travers les poumons et le côté gauche pompe le sang à
travers le reste du corps. Chaque pompe a deux cavités : une
oreillette et un ventricule (figure 1.11). Les oreillettes droite et
gauche acheminent le sang dans les ventricules droit et gauche.
Les ventricules droit et gauche fournissent la force principale
pour déplacer le sang, respectivement à travers les circulations
pulmonaire et périphérique.
※ LES VALVES
La valve tricuspide et la valve mitrale (valve bicuspide),
appelées collectivement « valves auriculo-ventriculaires » (AV),
empêchent le reflux sanguin des ventricules dans les oreillettes
pendant la contraction ventriculaire (systole). La valve aortique
et la valve pulmonaire (regroupées sous le nom de « valves
semi-lunaires ») empêchent le reflux de l’aorte et des artères
pulmonaires dans les ventricules pendant la relaxation
ventriculaire (diastole). Chaque valve s’ouvre et se ferme
passivement ; c’est-à-dire que chacune se ferme lorsqu’un
retour du gradient de pression repousse le sang contre lui, et
s’ouvre lorsqu’un gradient de pression vers l’avant force le sang
vers l’avant.
※ SYSTÈME DE CONDUCTION
Un système de conduction électrique spécialisée (figure 1.12)
contrôle la contraction mécanique du système de conduction. Il
est composé :
du nœud sino-auriculaire (SA) – le stimulateur
intrinsèque – où les impulsions électriques rythmiques
sont normalement initiées ;
des voies internodales qui conduisent l’impulsion du
nœud SA au nœud auriculo-ventriculaire (AV) ;
du nœud auriculo-ventriculaire (AV), où l’impulsion est
légèrement retardée avant de passer dans les
ventricules ;
du faisceau auriculo-ventriculaire (AV), qui conduit
l’impulsion aux ventricules ;
de la branche gauche et de la branche droite, qui se
divisent plus loin en fibres de Purkinje et transmettent
des impulsions à toutes les parties des ventricules.
Le nœud SA est une petite zone de tissu musculaire spécialisé
située dans la paroi latérale supérieure de l’oreillette droite. Les
fibres du nœud sont contiguës aux fibres musculaires de
l’oreillette, de sorte que, normalement, chaque impulsion
électrique qui commence dans le nœud SA se propage
immédiatement dans les oreillettes. Le système conducteur est
organisé de manière à ce que l’impulsion ne pénètre pas trop
rapidement dans les ventricules, laissant le temps aux oreillettes
de se contracter et de vider le sang dans les ventricules avant le
début de la contraction ventriculaire. C’est principalement le
nœud AV et ses fibres conductrices associées qui retardent
chaque impulsion entrant dans les ventricules. Le nœud AV est
situé dans la paroi septale postérieure de l’oreillette droite.
Les branches gauche et droite du faisceau conduisent du
faisceau AV aux ventricules. À l’exception de leur portion initiale,
où elles pénètrent la barrière AV, ces fibres de conduction ont
des caractéristiques fonctionnelles assez opposées à celles des
fibres nodales AV. Elles sont grandes et transmettent des
impulsions à une vitesse beaucoup plus élevée que les fibres
nodales AV. Ces fibres cédant la place aux fibres de Purkinje,
qui pénètrent plus avant dans les ventricules, l’impulsion se
propage rapidement dans tout le système ventriculaire et
provoque la contraction des deux ventricules de façon quasi
simultanée.
Le nœud SA contrôle normalement la rythmicité cardiaque car
sa vitesse de décharge est considérablement plus élevée (60 à
80 fois par minute) que celle du nœud AV (40 à 60 fois par
minute) ou des fibres ventriculaires (15 à 40 fois par minute).
Chaque fois que le nœud SA se décharge, son impulsion est
conduite dans le nœud AV et les fibres ventriculaires,
déchargeant leurs membranes excitables. Ainsi, ces tissus
potentiellement autoexcitateurs sont déchargés avant que
l’auto-excitation puisse réellement se produire.
La rythmicité inhérente et les propriétés de conduction du
myocarde (muscle cardiaque) sont influencées par le centre
cardiovasculaire de la moelle, qui transmet des signaux au
cœur
par
les
systèmes
nerveux
sympathique
et
parasympathique, qui sont tous deux des composants du
système nerveux autonome. Les oreillettes sont alimentées par
un
grand
nombre
de
neurones
sympathiques
et
parasympathiques, tandis que les ventricules reçoivent presque
exclusivement des fibres sympathiques. La stimulation des nerfs
sympathiques accélère la dépolarisation du nœud SA (effet
chronotrope), ce qui fait battre le cœur plus rapidement. La
stimulation du système nerveux parasympathique ralentit la
vitesse de décharge du nœud SA, ce qui ralentit la fréquence
cardiaque. La fréquence cardiaque au repos varie normalement
de 60 à 100 battements par minute : à moins de 60 battements
par minute, il s’agit de bradycardie, à plus de 100 battements
par minute, on parle de tachycardie.
※ ÉLECTROCARDIOGRAMME
L’activité électrique du cœur peut être enregistrée à la surface
du corps, et sa représentation graphique est appelée
« électrocardiogramme » (ECG). Un ECG normal, présenté sur
la figure 1.13, est composé d’une onde P, d’un complexe QRS
(souvent composé de trois ondes distinctes : une onde Q, une
onde R et une onde S) et une onde T. L’onde P et le complexe
QRS sont des enregistrements de dépolarisation électrique,
c’est-à-dire le stimulus électrique qui conduit à la contraction
mécanique. La dépolarisation est l’inversion du potentiel
électrique de la membrane, par laquelle le potentiel
normalement négatif à l’intérieur de la membrane devient
légèrement positif et l’extérieur devient légèrement négatif.
L’onde P est générée par les changements du potentiel
électrique des cellules musculaires cardiaques qui dépolarisent
les oreillettes et entraînent une contraction auriculaire. Le
complexe QRS est généré par le potentiel électrique qui
dépolarise les ventricules et entraîne une contraction
ventriculaire. En revanche, l’onde T est causée par le potentiel
électrique généré lorsque les ventricules se remettent de l’état
de dépolarisation ; ce processus, appelé « repolarisation », se
produit dans le muscle ventriculaire peu de temps après la
dépolarisation. Bien que la repolarisation auriculaire ait
également lieu, sa formation d’ondes se produit généralement
pendant la période de dépolarisation ventriculaire et est donc
masquée par le complexe QRS.
VAISSEAUX SANGUINS
La circulation centrale et périphérique forme un système en un
unique circuit fermé à deux composants : un système artériel,
qui transporte le sang loin du cœur, et un système veineux, qui
renvoie le sang vers le cœur (figure 1.14). Les vaisseaux
sanguins de chaque système sont identifiés ici.
※ ARTÈRES
La fonction des artères est de transporter rapidement le sang
pompé par le cœur.
Le sang pompé du cœur étant soumis à une pression
relativement élevée, les artères ont des parois musculaires
solides. De petites branches d’artères appelées « artérioles »
agissent comme des vaisseaux de contrôle par lesquels le sang
pénètre dans les capillaires. Les artérioles jouent un rôle majeur
dans la régulation du flux sanguin vers les capillaires. Les
artérioles ont des parois musculaires solides qui sont capables
de fermer complètement l’artériole, ou de lui permettre de se
dilater de plusieurs fois leur taille, modifiant ainsi
considérablement le flux sanguin vers les capillaires en réponse
aux besoins des tissus.
※ CAPILLAIRES
La fonction des capillaires est de faciliter l’échange d’oxygène,
de liquide, de nutriments, d’électrolytes, d’hormones et d’autres
substances entre le sang et le liquide interstitiel dans les
différents tissus du corps. Les parois capillaires sont très minces
et sont perméables à ces substances, mais pas à toutes.
※ VEINES
Les veinules collectent le sang des capillaires et convergent
progressivement vers les veines plus grandes, qui transportent
le sang vers le cœur. La pression dans le système veineux étant
très faible, les parois veineuses sont minces, bien que
musclées. Cela leur permet de se contracter ou de se dilater
dans une large mesure, et ainsi d’agir comme un réservoir de
sang, en petite ou en grande quantité. De plus, certaines
veines, comme celles des jambes, contiennent des valves
unidirectionnelles qui aident à maintenir le retour veineux en
empêchant la circulation sanguine rétrograde.
Le système cardiovasculaire transporte les nutriments
et élimine les déchets tout en aidant à maintenir
l’environnement pour toutes les fonctions du corps.
Le sang transporte l’oxygène des poumons vers les
tissus pour une utilisation dans le métabolisme
cellulaire ; et il transporte le dioxyde de carbone, le
sous-produit le plus abondant du métabolisme, des
tissus aux poumons, où il est éliminé du corps.
SANG
Deux fonctions primordiales du sang sont le transport de
l’oxygène des poumons vers les tissus, pour une utilisation dans
le métabolisme cellulaire, et l’élimination du dioxyde de carbone,
le sous-produit le plus abondant du métabolisme, des tissus
vers les poumons. Le transport de l’oxygène est assuré par
l’hémoglobine, métalloprotéine transportée par les globules
rouges. L’hémoglobine joue également un rôle important
supplémentaire en tant que tampon acido-basique, régulateur
de la concentration en ions hydrogène, qui est cruciale pour les
taux de réactions chimiques dans les cellules. Les globules
rouges, principaux composants du sang, ont également d’autres
fonctions. Par exemple, ils contiennent une grande quantité
d’anhydrase carbonique, qui catalyse la réaction entre le
dioxyde de carbone et l’eau pour faciliter l’élimination du
dioxyde de carbone.
SYSTÈME RESPIRATOIRE
La fonction principale du système respiratoire est l’échange de
base d’oxygène et de dioxyde de carbone. L’anatomie du
système respiratoire humain est illustrée à la figure 1.15.
Lorsque l’air passe par le nez, les cavités nasales remplissent
trois fonctions distinctes : réchauffer, humidifier et purifier l’air.
L’air est distribué aux poumons par la trachée, les bronches et
les bronchioles. La trachée est appelée « passage respiratoire
de première génération », et les bronches principales droite et
gauche sont les passages de deuxième génération. Chaque
division suivante est une génération supplémentaire
(bronchioles). Il faut environ vingt-trois générations avant que
l’air n’atteigne enfin les alvéoles, où les gaz s’échangent lors de
la respiration.
La fonction principale du système respiratoire est
l’échange de base d’oxygène et de dioxyde de
carbone.
QU’EST-CE QUE LA POMPE MUSCULAIRE
SQUELETTIQUE ?
La pompe musculaire squelettique est l’aide
que les muscles contractants fournissent au
système circulatoire. La pompe musculaire
fonctionne avec le système veineux, qui
contient les valves unidirectionnelles pour le
retour du sang vers le cœur. Le muscle
contractant comprime les veines, mais comme
le sang ne peut circuler que dans la direction
des valves, il est renvoyé vers le cœur. Ce
mécanisme est l’une des raisons pour
lesquelles il est conseillé de continuer à se
déplacer
après
l’exercice
pour
éviter
l’accumulation de sang dans les membres
inférieurs. D’un autre côté, il est important de
contracter périodiquement les muscles pendant
une séance prolongée pour faciliter le retour du
sang vers le cœur.
ÉCHANGES GAZEUX
La quantité et le mouvement de l’air et des gaz expirés dans et
hors des poumons sont contrôlés par l’expansion et le recul
élastique des poumons. Les poumons ne se dilatent pas et ne
reculent pas activement, mais sont plutôt poussés à le faire de
deux manières : par un mouvement vers le bas et vers le haut
du diaphragme, pour allonger et raccourcir la cavité thoracique,
et par élévation et dépression des côtes, pour augmenter et
diminuer le diamètre antéropostérieur de la cavité thoracique.
Une respiration normale et tranquille est réalisée presque
entièrement par le mouvement du diaphragme. Pendant
l’inspiration, la contraction du diaphragme crée une pression
négative (un vide) dans la cavité thoracique et de l’air est aspiré
dans les poumons. À l’expiration, le diaphragme se détend
simplement, le recul élastique des poumons, de la paroi
thoracique et des structures abdominales comprime les
poumons et l’air est expulsé. Pendant une respiration intense,
les forces élastiques seules ne sont pas assez puissantes pour
fournir la réponse respiratoire nécessaire. La force
supplémentaire requise est obtenue principalement par la
contraction des muscles abdominaux, qui poussent l’abdomen
vers le haut contre le bas du diaphragme.
La deuxième méthode pour élargir les poumons est d’élever la
cage thoracique. Étant donné que la cavité thoracique est petite
et que les côtes sont inclinées vers le bas en position de repos,
l’élévation de la cage thoracique permet aux côtes de se
projeter presque directement vers l’avant afin que le sternum
puisse avancer et s’éloigner de la colonne vertébrale. Les
muscles qui élèvent la cage thoracique sont appelés « muscles
d’inspiration » et comprennent les intercostaux externes, les
sterno-cléido-mastoïdiens, les dentelés antérieurs et les
scalènes. Les muscles qui enfoncent la poitrine sont des
muscles d’expiration et comprennent les muscles abdominaux
(grand droit, obliques externes et internes et transverses) et les
intercostaux internes.
La pression pleurale est la pression dans l’espace étroit entre la
plèvre pulmonaire et la plèvre de la paroi thoracique
(membranes enveloppant les poumons et tapissant les parois
thoraciques). Cette pression est normalement légèrement
négative. Parce que le poumon est une structure élastique,
pendant l’inspiration normale, l’expansion de la cage thoracique
est capable de tirer sur la surface des poumons et augmente la
pression négative, améliorant ainsi l’inspiration. À l’expiration,
les événements sont essentiellement inversés.
La pression alvéolaire est la pression à l’intérieur des alvéoles
lorsque la glotte est ouverte et qu’aucun air ne pénètre dans ou
hors des poumons. En fait, dans ce cas, la pression dans toutes
les parties de l’arbre respiratoire est la même jusqu’aux alvéoles
et est égale à la pression atmosphérique. Pour provoquer un
flux d’air vers l’intérieur pendant l’inspiration, la pression dans
les alvéoles doit tomber à une valeur légèrement inférieure à la
pression atmosphérique. À l’expiration, la pression alvéolaire
doit dépasser la pression atmosphérique.
Pendant la respiration normale au repos, seulement 3 % à 5 %
de l’énergie totale dépensée par le corps est nécessaire pour la
ventilation pulmonaire. Pendant un exercice très intense,
cependant, la quantité d’énergie requise peut augmenter jusqu’à
8 % à 15 % de la dépense énergétique totale du corps, en
particulier si la personne présente un degré quelconque de
résistance accrue des voies respiratoires, comme cela se
produit avec l’asthme induit par l’exercice. Des précautions, y
compris une évaluation médicale de l’athlète, sont souvent
recommandées, selon le niveau potentiel de déficience.
ÉCHANGES DE GAZ RESPIRATOIRES
Avec la ventilation, l’oxygène diffuse depuis les alvéoles dans le
sang pulmonaire et le dioxyde de carbone se diffuse du sang
vers les alvéoles. Le processus de diffusion est un simple
mouvement aléatoire de molécules se déplaçant dans des
directions opposées à travers la membrane capillaire alvéolaire.
L’énergie de diffusion est fournie par le mouvement cinétique
des molécules elles-mêmes. La diffusion nette du gaz se produit
de la région de forte concentration à la région de faible
concentration. Les taux de diffusion des deux gaz dépendent de
leurs concentrations dans les capillaires et les alvéoles et de la
pression partielle de chaque gaz.
Au repos, la pression partielle d’oxygène dans les alvéoles est
supérieure d’environ 60mmHg à celle des capillaires
pulmonaires. Ainsi, l’oxygène diffuse dans le sang capillaire
pulmonaire. De même, le dioxyde de carbone diffuse dans la
direction opposée. Ce processus d’échange de gaz est si rapide
qu’il peut être considéré comme instantané.
POURQUOI EST-IL IMPORTANT
D’ENTRAÎNER LES MUSCLES
À LA RESPIRATION ?
En général, l’exercice régulier est bénéfique
pour maintenir la fonction musculaire
respiratoire. Tant les exercices d’endurance
(qui impliquent une contraction répétitive des
muscles respiratoires) que les exercices de
résistance (qui taxent le diaphragme et les
muscles abdominaux en raison notamment de
leur utilisation pour la stabilisation et pour
augmenter la pression intra-abdominale,
appelée « manœuvre de Valsalva », pendant
l’effort), peuvent aboutir à certaines adaptations
musculaires. Cela peut aider à préserver une
partie de la fonction pulmonaire avec le
vieillissement.
Cependant,
il
n’est
généralement pas nécessaire d’entraîner
spécifiquement les muscles de la respiration,
sauf après une intervention chirurgicale ou
pendant un alitement prolongé, lorsque les
schémas
respiratoires
normaux
sont
compromis.
CONCLUSION
La connaissance de l’anatomie et de la physiologie
musculo-squelettiques,
neuromusculaires,
cardiovasculaires et respiratoires est importante
pour les professionnels de l’entraînement et de la
préparation physique afin de comprendre le
fondement scientifique de l’entraînement. Cela
comprend la connaissance de la fonction de la
macrostructure et de la microstructure des fibres
squelettiques et musculaires, des types de fibres
musculaires et des interactions entre le tendon et le
muscle et entre l’unité motrice et son activation,
ainsi que les interactions du cœur, du système
vasculaire, des poumons et du système respiratoire.
Ces informations sont nécessaires pour développer
des stratégies d’entraînement qui répondront aux
besoins spécifiques de l’athlète.
MOTS-CLÉS
Acetylcholine
Actine
Potentiel d’action
Principe tout ou rien de la pression alveolaire
Pression alveolaire
Alveole
Valve aortique
Squelette appendiculaire
Systeme arteriel
Arteriole
Artere
Faisceau auriculo-ventriculaire (AV)
Noeud auriculo-ventriculaire (AV)
Valves auriculo-ventriculaires (AV)
Oreillette
Squelette axial
Articulations bi-axiales
Periostite osseuse
Bradycardie
Bronches
Bronchiole
Capillaire
Articulations cartilagineuses
Pont croise
Depolarisation des ponts
Diastole
Diffusion
Distal
Electrocardiogramme (ECG)
Endomysium
Epimysium
Fasciculi
Fibres extrafusales
Fibres a contraction rapide
Articulations fibreuses
Organe tendineux de Golgi (OTG)
Hemoglobine
Cartilage hyalin
Zone H
Bande I
Inferieur
Fibres intrafusales
Branche gauche du faisceau de His
Valvule mitrale
Motoneurone
Unite motrice
Articulations multiaxiales
Fibre musculaire
Fuseau musculaire
Myocarde
Myofibrilles
Myofilament
Myosine
Jonction neuromusculaire
Systeme nerveux parasympathique
Perimesium
Plevre
Pression pleurale
Production d’energie
Propriocepteur
Proximale
Valve pulmonaire proximale
Fibres de Purkinje
Onde P
Complexe QRS
Globules rouges
Repolarisation
Branche droite du faisceau de HIS
Sarcolemme
Sarcomere
Sarcoplasme
Reticulum sarcoplasmique
Valves sigmoides
Noeud sino-auriculaire (SA)
Theorie du filament glissant
Fibre a contraction lente
Superieur
Systeme nerveux sympathique
Fluide synovial
Articulations synoviales
Systole
Tachycardie
Tendon
Tetanos
Trachee
Valve tricuspide
Tropomyosine
Troponine
Tubule en T
Onde en T
Secousse
Fibres de type I
Fibres de type IIa
Fibres de type IIx
Articulations uniaxiales
Veine
Systeme veineux
Ventricule
Veinule
Colonne vertebrale
Ligne Z
RÉVISION
DES CONNAISSANCES
1. Laquelle des substances suivantes régule les
actions musculaires ?
a. Le potassium
b. Le calcium
c. La troponine
d. La tropomyosine
2. Laquelle des substances suivantes agit à la
jonction neuromusculaire pour exciter les fibres
musculaires d’une unité motrice ?
a. L’acétylcholine
b. L’ATP
c. La créatine phosphate
d. La sérotonine
3. Lors du lancer d’une balle de baseball, le bras
de l’athlète est rapidement étiré juste avant de
lancer la balle. Laquelle des structures suivantes
détecte et répond à cet étirement en augmentant
par réflexe l’activité musculaire ?
a. L’organe tendineux de Golgi
b. Le fuseau musculaire
c. Le muscle extrafusal
d. Le corpuscule de Pacini
4. À partir de quels éléments l’impulsion
électrique
du
cœur
est-elle
normalement
déclenchée ?
a. Un nœud AV
b. Un nœud SA
c. Le cerveau
d. Le système nerveux sympathique
5. Lequel des événements suivants se produit
pendant le complexe QRS d’un ECG typique ?
I. Dépolarisation de l’oreillette
II. Repolarisation de l’oreillette
III. Repolarisation du ventricule
IV. Dépolarisation du ventricule
a. I et III
b. II et IV
c. I, II et III
d. II, III et IV
RÉPONSES AUX QUESTIONS ICI
CHAPITRE 02
BIOMÉCANIQUE
DES EXERCICES
DE MUSCULATION
DOCTEUR JEFFREY M. MC BRIDE
LORSQUE VOUS AUREZ LU CE CHAPITRE,
VOUS SEREZ CAPABLE :
d’identifier les principales composantes de la musculature
squelettique ;
de différencier les différents types de leviers du système
musculo-squelettique ;
d’identifier les principaux mouvements anatomiques
impliqués pendant l’activité sportive ;
de calculer le travail et la puissance linéaires et rotatifs ;
de décrire les facteurs qui contribuent à la force et à la
puissance ;
d’évaluer la force de résistance et les types de puissances
en cause lors d’utilisation d’appareils de musculation ;
d’identifier les facteurs importants de la biomécanique
articulaire.
L’auteur souhaite remercier Everett Harmann pour
sa contribution importante à ce chapitre.
La connaissance de la biomécanique est importante pour
comprendre les mouvements humains, y compris ceux
impliqués dans la pratique sportive et l’exercice. La
biomécanique se concentre sur les mécanismes par lesquels
les composants musculo-squelettiques interagissent pour créer
un mouvement. Appréhender la façon dont les mouvements du
corps sont effectués et les contraintes que les mouvements
exercent sur le système musculo-squelettique facilite la
conception de programmes d’entraînement de musculation sûrs
et efficaces.
Ce chapitre débute par une présentation générale de la
musculature squelettique, de la mécanique corporelle et des
principaux schémas de mouvement pendant l’activité sportive,
et se poursuit par une description des principes biomécaniques
liés à la manifestation de la force et de la puissance humaines.
Seront ensuite abordées les principales sources de résistance à
la contraction musculaire utilisées par les appareils de
musculation, à savoir la gravité, l’inertie, la friction, la résistance
aux fluides et l’élasticité. Enfin, nous nous intéresserons à la
biomécanique articulaire (et tout particulièrement aux épaules,
dos et genoux).
MUSCULATURE SQUELETTIQUE
Pour provoquer un mouvement ou générer une force contre des
objets externes, les deux extrémités de chaque muscle
squelettique doivent être attachées à l’os par le tissu conjonctif.
Traditionnellement, les anatomistes définissent l’origine du
muscle comme son attachement proximal (vers le centre du
corps), et son insertion comme son attachement distal (loin du
centre du corps). Parfois, l’origine est définie comme la structure
la plus stationnaire à laquelle le muscle est attaché et l’insertion
comme la structure la plus mobile. Cette définition peut conduire
à une confusion entre origine et insertion. Par exemple, lors
d’un relevé de buste ( jambes tendues), l’origine du muscle
iliaque est le fémur, en raison de sa relative immobilité. Le
bassin, étant plus mobile, est l’insertion. Cependant, lors de cet
exercice, le bassin est relativement immobile et deviendrait
donc l’origine, tandis que le fémur plus mobile deviendrait
l’insertion. La définition traditionnelle semble donc plus
cohérente.
Les muscles sont attachés à l’os de diverses manières. Dans
les portions charnues contractiles, qui se trouvent le plus
souvent à l’extrémité proximale d’un muscle, les fibres
musculaires sont directement fixées à l’os, généralement sur
une large zone, de sorte que la force est distribuée plutôt que
localisée. Les attaches fibreuses, telles que les tendons, se
fondent avec les gaines musculaires et le tissu conjonctif qui
entourent l’os. Ils ont des fibres supplémentaires qui s’étendent
dans l’os lui-même, ce qui permet une union très forte.
Pratiquement tous les mouvements du corps impliquent l’action
de plus d’un muscle. Le muscle le plus directement impliqué
dans le déclenchement d’un mouvement est appelé « premier
moteur », ou « agoniste ». Un muscle qui peut ralentir ou arrêter
le mouvement s’appelle « antagoniste ». L’antagoniste aide à la
stabilisation articulaire et au freinage du membre vers la fin d’un
mouvement rapide, protégeant ainsi les structures articulaires
ligamentaires et cartilagineuses des forces potentiellement
destructrices. Pendant le lancer, par exemple, le triceps agit
comme un agoniste, étendant le coude pour faire accélérer la
balle. À mesure que le coude approche de sa pleine extension,
le biceps agit comme un antagoniste pour ralentir l’extension du
coude et l’arrêter, protégeant ainsi les structures du coude des
chocs internes.
Un muscle est appelé « synergiste » lorsqu’il aide indirectement
à un mouvement. Par exemple, les muscles qui stabilisent
l’omoplate agissent comme synergistes lors des mouvements
du haut du bras. Sans ces synergistes, les muscles qui bougent
le haut du bras (dont beaucoup proviennent de l’omoplate) ne
seraient pas efficaces. Les synergistes sont également
nécessaires pour contrôler les mouvements du corps lorsque
l’agoniste est un muscle qui traverse deux articulations. Par
exemple, le muscle droit fémoral traverse la hanche et le genou,
agissant pour fléchir la hanche et étendre le genou lors de la
contraction. Se relever d’un squat implique une extension de la
hanche et du genou. Si le muscle droit antérieur doit agir pour
étendre le genou lorsqu’une personne se lève sans incliner le
tronc vers l’avant, les muscles extenseurs de la hanche tels que
le grand fessier doivent agir en synergie pour contrer la flexion
de la hanche qui résulterait de la tension dans le muscle droit
antérieur.
LEVIERS DU SYSTÈME MUSCULO-SQUELETTIQUE
Bien que de nombreux muscles du corps, tels que les muscles
du visage, de la langue, du cœur, des artères et des sphincters
n’agissent pas par le biais de leviers, les mouvements du corps
directement impliqués dans la pratique sportive agissent
principalement par le biais des leviers osseux du squelette. Afin
de comprendre comment le corps effectue de tels mouvements,
une connaissance de base de ces leviers est nécessaire. Des
définitions générales sont proposées ci-dessous.
Levier de première classe : levier pour lequel la force
musculaire et la force de résistance agissent sur les côtés
opposés du point d’appui (figure 2.2).
Point d’appui : point de pivot d’un levier.
Levier : corps rigide (ou semi-rigide) qui, lorsqu’il est soumis
à une force dont la ligne d’action ne passe pas par son point de
pivot, exerce une force sur tout objet entravant sa tendance à
tourner (figure 2.1).
Avantage mécanique : rapport du bras de levier à travers
lequel une force appliquée agit sur la force résistive (figure 2.1).
Pour qu’il y ait un état d’équilibre entre les couples appliqués et
résistifs, le produit de la force musculaire et le bras de levier par
lequel il agit doivent être
égaux au produit de la force résistive et du bras de levier par
lequel il agit. Par conséquent, un avantage mécanique,
représenté par un rapport supérieur à 1,0, permet à la force
(musculaire) appliquée d’être inférieure à la force résistive pour
produire une quantité égale de couple. Inversement, un
avantage mécanique d’un rapport inférieur à 1,0 indique qu’il
faut appliquer une force (musculaire) supérieure à la quantité de
force résistive présente, créant un désavantage évident pour le
muscle.
Bras de levier (également appelé « bras de force » ou « bras
de couple ») : distance perpendiculaire entre la ligne d’action de
la force et le point d’appui. La ligne d’action d’une force est une
ligne infiniment longue passant par le point d’application de la
force, orientée dans la direction dans laquelle la force s’exerce.
Force musculaire : force générée par l’activité biochimique,
ou l’étirement d’un tissu non contractile, qui tend à rapprocher
les extrémités opposées d’un muscle.
Force résistive : force générée par une source extérieure au
corps (gravité, inertie, friction) qui agit contrairement à la force
musculaire.
Levier de deuxième classe : levier pour lequel la force
musculaire et la force résistive agissent du même côté du point
d’appui, la force musculaire agissant à travers un bras de levier
plus long que celui par lequel la force résistive agit, comme
lorsque les muscles du mollet travaillent pour soulever le corps
sur la plante des pieds (figure 2.3). En raison de son avantage
mécanique (bras de levier relativement long), la force
musculaire requise est plus petite que la force résistive (poids
corporel).
Levier de troisième classe : levier pour lequel la force
musculaire et la force résistive agissent du même côté du point
d’appui, la force musculaire agissant à travers un bras de levier
plus court que celui par lequel la force résistive agit (figure 2.4).
L’avantage mécanique est donc inférieur à 1,0, de sorte que la
force musculaire doit être supérieure à la force résistive pour
produire un couple égal à celui produit par la force résistive.
Couple (également appelé « moment ») : degré auquel une
force a tendance à faire tourner un objet autour d’un point
d’appui spécifié. Elle est définie quantitativement comme la
magnitude d’une force multipliée par la longueur de son bras de
levier.
La figure 2.2 montre un levier de première classe, car la force
musculaire et la force résistive agissent sur les côtés opposés
du point d’appui. Pendant l’effort isométrique ou la rotation
articulaire à vitesse constante, FM · MM = FR · MR. Parce que
M est beaucoup plus petit que MR, FM doit être beaucoup plus
grand que FR. Cela illustre la nature désavantageuse de ce
dispositif (une force musculaire importante est requise pour
pousser contre une résistance externe relativement petite).
La plupart des muscles humains qui font tourner les membres
autour des articulations du corps fonctionnent avec un avantage
mécanique inférieur à 1,0 (désavantage mécanique donc). C’est
pourquoi les forces musculaires internes sont beaucoup plus
importantes que les forces exercées par le corps sur des objets
externes. Par exemple, dans la figure 2.2, puisque le bras de
levier de résistance est huit fois plus long que le bras de levier
musculaire, la force musculaire doit être huit fois supérieure à la
force résistive. Les forces internes extrêmement élevées subies
par les muscles et les tendons expliquent en grande partie les
lésions de ces tissus. Lors d’un mouvement réel, la
catégorisation d’un levier en première, deuxième ou troisième
classe dépend souvent de la décision quelque peu arbitraire de
l’endroit où se trouve le pivot. Il est donc beaucoup plus
intéressant de comprendre le principe de l’avantage mécanique
que de classer les leviers selon des catégories. L’avantage
mécanique change régulièrement au cours des activités de la
vie quotidienne. Les exemples suivants en sont la preuve.
Pour les mouvements tels que l’extension et la flexion
du genou, où l’articulation n’est pas une véritable
charnière, l’emplacement de l’axe de rotation change
continuellement tout au long de l’amplitude des
mouvements, affectant la longueur du bras de levier à
travers lequel agissent les quadriceps et les ischiojambiers. Pour l’extension du genou, la rotule aide à
empêcher de grands changements dans l’avantage
mécanique du muscle quadriceps en empêchant le tendon
du quadriceps de tomber près de l’axe de rotation (figure
2.5).
Pour les mouvements tels que l’extension et la flexion
du coude, il n’existe pas de structure telle que la rotule
pour maintenir la distance perpendiculaire entre l’axe de
rotation articulaire et la ligne d’action du tendon
relativement constante (figure 2.6).
Pendant l’entraînement de musculation avec des poids
libres, le bras de levier par lequel le poids agit est égal à la
distance horizontale entre une ligne passant par le centre
de masse de la barre ou de l’haltère jusqu’à l’articulation
du corps autour de laquelle la rotation du membre se
produit. Le bras de levier résistif varie ainsi tout au long du
mouvement (figure 2.7).
La plupart des muscles squelettiques fonctionnent
avec un désavantage mécanique considérable en
raison de la disposition des leviers dans le corps et
des forces externes auxquelles le corps résiste. Ainsi,
pendant l’activité sportive et durant les autres activités
physiques, les forces dans les muscles et les tendons
sont beaucoup plus élevées que celles exercées par
les mains ou les pieds sur des objets extérieurs ou sur
le sol.
VARIATIONS DANS L’INSERTION DES TENDONS
Il existe une variation considérable de la structure anatomique
humaine, y compris les points auxquels les tendons sont
attachés à l’os. Une personne dont les tendons sont insérés sur
l’os plus loin du centre de l’articulation devrait être capable de
soulever des poids plus lourds, car la force musculaire agit à
travers un bras de levier plus long et peut ainsi produire un plus
grand couple autour de l’articulation. (Dans la figure 2.6,
considérez comment le bras de levier (B) changerait si
l’insertion du tendon était plus à droite.) Il est cependant
important de reconnaître les implications résultant de l’insertion
du tendon. L’avantage mécanique obtenu en insérant les
tendons plus loin du centre de l’articulation s’accompagne d’une
perte de vitesse maximale car, avec le tendon inséré plus loin
du centre de l’articulation, le muscle doit se contracter
davantage pour faire bouger l’articulation dans une amplitude de
mouvement donnée. En d’autres termes, une quantité donnée
de raccourcissement musculaire entraîne une rotation moindre
des segments corporels autour d’une articulation, ce qui se
traduit par une perte de vitesse du mouvement.
La figure 2.8a montre que, en commençant par l’articulation
tendue, lorsqu’un muscle hypothétique se raccourcit d’une
quantité donnée, l’articulation tourne de 37 °. Cependant, si le
muscle était inséré plus loin du centre de l’articulation, comme
dans la figure 2.8b, la même quantité de raccourcissement
musculaire n’entraînerait que 34 ° de rotation articulaire, en
raison de la géométrie du triangle dynamique dont les sommets
sont l’insertion et l’origine musculaire ainsi que le centre de
rotation commun.
Pour produire une vitesse de rotation articulaire donnée, un
muscle inséré plus loin du centre articulaire doit se contracter à
une vitesse plus élevée, à laquelle il peut générer moins de
force en raison de la relation force-vitesse inverse du muscle
décrite plus loin dans ce chapitre. Par conséquent, un tel
arrangement tendineux réduit la capacité de production de force
du muscle lors de mouvements plus rapides. On peut voir
comment des différences individuelles relativement subtiles
dans la structure peuvent entraîner divers avantages et
inconvénients. Bien que ces dispositions squelettiques ne soient
pas modifiables, il est important de comprendre que pour des
mouvements plus lents, comme en force athlétique, une
insertion du tendon plus éloignée de l’articulation que la normale
peut être avantageuse, tandis que pour les activités sportives se
déroulant à des vitesses élevées, telles que la frappe d’une
balle de tennis, cette disposition peut être désavantageuse.
PLANS ANATOMIQUES ET MOUVEMENTS
CORPORELS MAJEURS
La figure 2.9 représente une personne debout dans la position
anatomique standard. Le corps est droit, les bras baissés sur
les côtés et les paumes tournées vers l’avant. Les vues
anatomiques du corps, comme dans l’imagerie par résonance
magnétique (IRM), sont généralement montrées dans les plans
sagittal, frontal et transversal, qui coupent respectivement le
corps en sections gauche-droite, avant-arrière et supérieureinférieure, pas nécessairement au point médian. Les plans
anatomiques sont également utiles pour décrire les principaux
mouvements du corps. Des exemples de mouvements
d’exercice qui ont lieu dans ces plans comprennent le curl avec
barre debout (plan sagittal), l’élévation latérale des haltères
debout (plan frontal) et l’écarté oiseau avec des haltères (plan
transversal).
L’analyse biomécanique du mouvement humain peut être
utilisée pour analyser quantitativement l’activité cible. En
l’absence des équipements requis et de l’expertise nécessaire,
une simple observation visuelle suffit toutefois pour identifier les
caractéristiques de base d’un mouvement sportif. Des exercices
qui impliquent un mouvement similaire autour des mêmes
articulations peuvent ensuite être sélectionnés, incorporant ainsi
la spécificité de l’entraînement. L’observation vidéo au ralenti
peut également faciliter l’observation. De plus, un logiciel
disponible dans le commerce permet une analyse plus détaillée
des mouvements sportifs capturés en vidéo numérique.
La figure 2.10 présente une liste des principaux mouvements
corporels possibles, et fournit un cadre pratique pour la
prescription d’exercices fondés sur les mouvements. Seuls les
mouvements dans les plans frontal, sagittal et transversal sont
pris en compte car, bien que peu de mouvements corporels se
produisent uniquement dans ces trois principaux plans, il y a
suffisamment d’imbrication des effets d’entraînement pour que
l’exercice des muscles à l’intérieur de ces plans permette de
renforcer également les mouvements entre les différents plans.
Bien qu’un programme fournissant un exercice de résistance
pour tous les mouvements de la figure 2.10 soit à la fois
complet et équilibré, certains mouvements sont généralement
omis des programmes d’exercices standards alors que d’autres
sont particulièrement représentés. Les mouvements sportifs
importants qui ne sont généralement pas intégrés aux
programmes standards d’entraînement en résistance incluent
les rotations interne et externe de l’épaule (lancer, tennis), la
flexion du genou (sprint), la flexion de la hanche (coup de pied,
sprint), la flexion de la cheville (course), les rotations interne et
externe de la hanche (pivotement), l’adduction et l’abduction de
la hanche (coupe latérale), la rotation du torse (lancer, frappe) et
les divers mouvements du cou (boxe, lutte).
FORCE ET PUISSANCE
Les termes « force » et « puissance » sont largement utilisés
pour décrire certaines capacités importantes qui contribuent aux
efforts humains maximaux dans le sport et d’autres activités
physiques. Malheureusement, la façon dont les termes sont
utilisés est souvent peu cohérente. Ce paragraphe fournit une
base scientifique pour comprendre les concepts de force et de
puissance chez l’homme et précise la contribution de divers
facteurs.
DÉFINITIONS GÉNÉRALES
Bien qu’il soit largement admis que la force est la capacité
d’exercer la force, il existe un désaccord considérable quant à la
manière de la mesurer. La plus ancienne mesure quantitative de
la force est probablement le poids qu’une personne est capable
de soulever. Les développements technologiques ont rendu
populaire l’utilisation des tests de résistance isométrique et de
résistance isocinétique. Tous les sports impliquent une
accélération (changement de vitesse par unité de temps) du
corps et, pour certains sports, celle d’un instrument (batte de
baseball, javelot, raquette de tennis). L’accélération est
associée à une force de résistance selon la deuxième loi d’Isaac
Newton :
Force = Masse x Accélération (Équation 2.1)
En raison des différences individuelles dans la capacité
d’exercer une force à différentes vitesses, les scores de force
obtenus à partir des tests de résistance isométrique et à basse
vitesse peuvent varier dans la capacité prédictive lorsque la
force est requise avec une vitesse élevée concomitante. Ainsi,
tester les capacités de force d’un athlète à diverses charges
peut fournir plus de renseignements sur les capacités et les
faiblesses spécifiques au sport de la personne. Bien que le
contrôle et la surveillance de la vitesse pendant les tests de
force nécessitent un équipement sophistiqué, les scores de
force résultants peuvent être plus significativement liés à la
capacité sportive que les mesures de force statique ou les
charges maximales levées.
※ TRAVAIL (POSITIF) ET PUISSANCE
La curiosité vis-à-vis de la capacité de force à des vitesses de
mouvement particulières (ou à grande vitesse) a engendré un
intérêt accru pour la puissance en tant que mesure de la
capacité à exercer une force à des vitesses plus élevées. En
dehors du domaine scientifique, la puissance est vaguement
définie comme « force explosive ». Cependant, en physique, la
puissance est précisément définie comme « le taux de temps de
travail, où le travail est le produit de la force exercée sur un
objet et de la distance parcourue par un objet soumis à cette
force ». Quantitativement, le travail et la puissance sont définis
comme il suit :
Travail = Force x Déplacement (Équation 2.2)
Puissance = Travail / Temps (Équation 2.3)
La puissance peut également être calculée comme le produit de
la force sur un objet et de la vitesse de déplacement de l’objet
sur lequel la force est exercée, ou comme le produit de la
vitesse de l’objet et de la force sur l’objet dans la direction dans
laquelle l’objet se déplace.
Pour que toutes les équations de ce chapitre fonctionnent
correctement, des unités cohérentes doivent être utilisées. Dans
le système international d’unités (SI), considéré comme la
norme mondiale, la force est mesurée en newtons (N), la
distance en mètres (m), le travail en joules (J, c’est-à-dire les
newtons-mètres, ou N · m), le temps en secondes (s) et la
puissance en watts (W, c’est-à-dire J/s). Les unités du SI
appropriées pour les équations peuvent être obtenues à partir
d’autres unités communes en utilisant le tableau 2.1.
Comme exemple d’application de l’équation 2.2, le travail net
effectué lorsqu’un poids est levé est égal à la magnitude du
poids (F1) plus la force (F2) requise pour un taux d’accélération
souhaité, multiplié par le déplacement (D) dans lequel le poids
est levé vers le haut. Il convient de noter que la direction du
poids et de la force doit coïncider avec la direction du
déplacement. La détermination de cette relation est définie par
l’angle entre le vecteur force et le vecteur déplacement (thêta, l).
TABLEAU 2.1 Facteurs de conversion des mesures anglo-saxonnes en
unités SI
Par exemple, le travail nécessaire pour soulever dix fois
une barre de 100kg de deux mètres est calculé comme
suit :
1. Déterminer le poids (F1) de la barre en unité SI (newtons)
en multipliant la masse de la barre en kilogrammes par
l’accélération locale due à la gravité en mètres par seconde au
carré. Si l’accélération locale due à la gravité n’est pas
disponible, il est possible d’adopter la valeur approximative de
9,8m/s2. Comme indiqué précédemment, thêta (t) est l’angle
entre la force et le vecteur de déplacement, qui dans ce cas est
nul :
F ↑ F ↑ D ↑ > = 0 degré
12
Force appliquée pour contrer le poids de la barre (F1) :
9,8m/s2 x 100kg x cos 0 ° = 980N
2. Calculer la force supplémentaire (F2) requise pour
accélérer la masse de la barre vers le haut à une vitesse
donnée, la force requise pour abaisser la barre de manière
contrôlée étant calculée plus tard. Par exemple, si le taux
d’accélération souhaité vers le haut est de 2m/s2, la force
requise serait :
Force appliquée pour accélérer la barre vers le haut (F2) :
2m/s2 x 100kg x cos 0 ° = 200N
3. Appliquer l’équation 2.2 pour calculer le travail pour dix
répétitions en joules :
Travail (positif) = (980N + 200N) x 2m x 10 répétitions =
23600J
Cette méthode de calcul du travail peut être très utile pour
quantifier le volume d’un entraînement. Le travail pour chaque
série est calculé comme indiqué, et le travail total pour
l’entraînement entier est déterminé par addition. Pour les
exercices libres, la course verticale de la barre pour une
répétition de chaque exercice est mesurée pour chaque individu
en soustrayant la hauteur de la barre par rapport au sol en
position basse, de celle en position haute. Pour les exercices de
musculation, la course verticale des poids empilés sur la
machine guidée est mesurée. Ces mesures peuvent être
effectuées avec une barre vide ou la plaque de poids la plus
faible sur la pile, car la distance verticale parcourue par le poids
pendant un exercice donné pour un individu doit être à peu près
la même quel que soit le poidsutilisé.
Dans l’exemple précédent, dans lequel le travail a été
préalablement déterminé, s’il faut quarante secondes pour
effectuer les dix répétitions, la puissance de sortie moyenne en
watts pour l’ensemble est calculée à l’aide de l’équation 2.3 :
Puissance (positive) = 23600J / 40s = 590W
※ TRAVAIL NÉGATIF ET PUISSANCE
Parce que la puissance est égale au produit de la force et de la
vitesse, lorsqu’une force est exercée sur un poids dans la
direction opposée à celle dans laquelle le poids se déplace
(comme lorsqu’un poids est abaissé de manière contrôlée), la
puissance calculée est négative, tout comme le travail calculé.
Tous ces travaux et puissances « négatifs » se produisent
pendant les actions musculaires excentriques, comme au
moment de la diminution d’un poids ou d’une décélération à la
fin d’un mouvement rapide. À strictement parler, il n’y a pas de
travail ou de pouvoir négatif. Le terme « travail négatif » fait en
réalité référence au travail effectué sur, et non par, un muscle.
Lorsqu’un poids est levé, les muscles effectuent un travail sur le
poids, augmentant l’énergie potentielle du poids. Lorsque le
poids est abaissé, son énergie potentielle est utilisée pour
effectuer une quantité égale de travail sur l’athlète. Ainsi, au gré
des répétitions, c’est l’athlète et le poids qui effectuent
alternativement un travail l’un sur l’autre, plutôt que l’athlète qui
effectue alternativement un travail positif et négatif. La vitesse à
laquelle les répétitions sont effectuées détermine la puissance
de sortie. La vitesse à laquelle la barre accélérerait vers le bas
en chute libre est de 9,8m/s2. Si la force nette appliquée était de
980N (F ), le taux d’accélération serait de 0m/s2. Si l’on
supprime 200N de force (200N divisé par la masse de la barre
de 100kg, a = F/m), le taux d’accélération de la barre serait de
2m/s2 vers le bas (en d’autres termes, contrôler le taux
d’accélération de la barre par diminution de la force appliquée).
1. Calculer la force (F3) qui doit être supprimée pour
permettre à la masse de la barre d’accélérer vers le bas à un
rythme donné. Par exemple, si le taux d’accélération souhaité
vers le bas est de 2m/s2, la force requise serait :
Force supprimée pour accélérer la barre vers le bas (F3) :
2m/s2 x 100kg x cos 0 ° = 200N
2. Appliquer l’équation 2.2 pour calculer le travail pour dix
répétitions en joules :
Travail (négatif) = (980N + −200N) x (−2m) x 10
répétitions = −15600J
3. Appliquer l’équation 2.3 pour calculer la puissance de sortie
moyenne pour dix répétitions en watts :
Puissance (négative) = −15600J / 40s = −390W
※ TRAVAIL ANGULAIRE ET PUISSANCE
Les équations de travail et de puissance qui viennent d’être
présentées s’appliquent à un objet se déplaçant d’un endroit à
un autre en ligne droite. Le travail et la puissance sont
également nécessaires pour qu’un objet commence à tourner
autour d’un axe ou pour changer la vitesse à laquelle il tourne,
même si l’objet dans son ensemble ne se déplace pas du tout
dans l’espace. L’angle sous lequel un objet tourne est appelé
« déplacement angulaire », et son unité SI est le radian (rad) :
1rad = 180 °/π = 57,3 °, où π = 3,14. La vitesse angulaire est la
vitesse de rotation de l’objet, mesurée en radians par seconde
(rad/s). Le couple est exprimé en newtons-mètres (N · m), mais
ne doit pas être confondu avec le travail, qui est également
exprimé en newtons-mètres. La différence est que la
composante de distance de l’unité de couple se réfère à la
longueur du bras de levier (qui est perpendiculaire à la ligne
d’action de la force), tandis que la composante de distance de
l’unité de travail se réfère à la distance parcourue le long de la
ligne d’action de la force. Tout comme pour un mouvement dans
l’espace, le travail effectué en rotation d’un objet est mesuré en
joules (J) et la puissance en watts (W). Cette équation est
utilisée pour calculer le travail de rotation :
Travail = Couple x Déplacement angulaire (Équation 2.4)
L’équation 2.3 est utilisée pour calculer la puissance de
rotation, tout comme elle a été utilisée pour calculer la
puissance linéaire.
Bien que le mot « force » soit souvent associé à des
vitesses lentes et le mot « puissance » à des vitesses
de mouvement élevées, les deux variables reflètent la
capacité d’exercer une force à une vitesse donnée. La
puissance est une fonction mathématique directe de la
force et de la vitesse.
※ FORCE CONTRE PUISSANCE
La divergence entre les définitions communes et scientifiques
de la puissance a conduit à des malentendus. Par exemple, en
powerlifting, sport qui implique des forces élevées mais des
vitesses de mouvement relativement faibles, il est produit moins
de puissance mécanique que dans de nombreux autres sports,
dont l’haltérophilie. Malgré cette différence, le powerlifting
(littéralement « lever en puissance » en anglais) n’est pas près
de changer de nom. Dans tous les autres contextes, les
professionnels de l’entraînement et de la préparation physique
ne devraient utiliser le mot « puissance » que dans son
acception scientifique pour éviter toute ambiguïté. De plus, bien
que le mot « force » soit souvent associé à des vitesses lentes
et le mot « puissance » à des vitesses de mouvement élevées,
les deux variables reflètent la capacité d’exercer une force à
une vitesse donnée. La puissance est une fonction
mathématique directe de la force et de la vitesse. Par
conséquent, si, à tout instant, deux des variables force, vitesse
et puissance sont connues, la troisième peut être calculée. Si un
individu peut générer une force ou une puissance élevée à une
vitesse de mouvement particulière, c’est la même capacité qui
est précisément décrite, à savoir la capacité d’accélérer une
masse à cette vitesse particulière. Ainsi, il n’est pas correct
d’associer la force à une vitesse faible et la puissance à une
vitesse élevée. La force est la capacité d’exercer une force à
une vitesse donnée, et la puissance est le produit mathématique
de la force et de la vitesse à n’importe quelle vitesse. Ce qui est
essentiel, c’est la capacité d’exercer une force à des vitesses
caractéristiques dans un sport donné pour surmonter la gravité
et faire accélérer le corps ou un instrument. Pour un mouvement
sportif rendu relativement lent par une résistance élevée, la
force à faible vitesse est critique, tandis que, pour un
mouvement qui est très rapide en raison d’une faible résistance,
la force à haute vitesse est importante. Par exemple, lorsque
deux joueurs offensifs et défensifs de football américain se
poussent l’un contre l’autre, leur vitesse de déplacement est
ralentie par la force musculaire exercée par le joueur adverse,
ainsi que par l’inertie de la masse corporelle de ce dernier. Du
fait que les muscles ne peuvent pas se contracter à grande
vitesse, la capacité d’exercer une force et une puissance à
faible vitesse est un élément important de la performance.
En revanche, les muscles d’un joueur de badminton atteignent
rapidement une vitesse élevée en raison de la résistance
inertielle minimale de la raquette légère et du bras du joueur.
Par conséquent, la capacité d’exercer une force et une
puissance à grande vitesse est essentielle pour effectuer des
ajustements rapides dans une course.
L’haltérophilie a une composante de puissance
beaucoup plus élevée que le powerlifting, puisque les
mouvements sont produits à des vitesses plus élevées
avec des poids lourds.
FACTEURS BIOMÉCANIQUES DE LA FORCE
HUMAINE
Plusieurs facteurs biomécaniques sont impliqués dans la
gestion de la force humaine, y compris le contrôle neuronal, la
section transversale musculaire, la disposition des fibres
musculaires, la longueur musculaire, l’angle articulaire, la
vitesse de contraction musculaire, la vitesse angulaire articulaire
et la taille corporelle. Ces facteurs sont examinés dans les
paragraphes suivants, tout comme la relation de résistance
tridimensionnelle et le rapport résistance / masse.
※ CONTRÔLE NEURONAL
Le contrôle neuronal affecte la puissance maximale produite par
un muscle en déterminant quelles unités motrices sont
impliquées dans une contraction musculaire (recrutement) et
leur taux de déclenchement (codage de la fréquence).
Généralement, la force musculaire est plus grande lorsque
plusieurs unités motrices sont impliquées dans une contraction,
les unités motrices sont plus grandes, ou la cadence de
déclenchement est plus rapide. Une grande partie de
l’amélioration de la force mise en évidence au cours des
premières semaines d’entraînement en résistance est
attribuable aux adaptations neuronales, lorsque le cerveau
apprend à générer plus de force à partir d’une quantité donnée
de tissu contractile. Il n’est pas rare que les athlètes débutants
en musculation se découragent lorsqu’ils ne parviennent pas
aux mêmes progressions après avoir passé les premières
semaines d’entraînement. Il est important pour eux de
comprendre qu’une amélioration continue se produira s’ils
adhèrent au régime d’entraînement, bien que ces résultats
soient obtenus par des mécanismes plus lents comme
l’hypertrophie musculaire.
※ SURFACE DE SECTION TRANSVERSALE MUSCULAIRE
Toutes choses étant égales par ailleurs, la force qu’un muscle
peut exercer est liée à sa surface en coupe plutôt qu’à son
volume. Par exemple, si deux athlètes avec un pourcentage de
graisse corporelle similaire, mais avec une taille différente, ont
la même circonférence du biceps, leurs zones transversales
musculaires du bras sont à peu près les mêmes. Bien que le
muscle le plus long (et donc le plus lourd) de l’athlète augmente
le volume musculaire, la force des biceps des deux athlètes
devrait à peu près être la même. Avec la même force mais un
poids corporel plus élevé, l’athlète de grande taille a moins de
capacité à soulever et à accélérer son propre corps, comme
c’est par exemple nécessaire pour les exercices callisthéniques
ou de gymnastique. C’est pourquoi la plupart des gymnastes
d’élite ne sont pas très grands. Comme nous l’avons décrit au
chapitre 1, l’entraînement contre résistance augmente à la fois
la force et la section transversale du muscle.
※ DISPOSITION DES FIBRES MUSCULAIRES
Les muscles se contractant au maximum se sont révélés
capables de générer des forces de 23 à 145 psi (16-100N/ cm2)
de la section transversale musculaire. Cette large fourchette
peut être partiellement expliquée par la variation de
l’arrangement et de l’alignement des sarcomères par rapport à
l’axe long du muscle (figure 2.11). Un muscle penné a des
fibres qui s’alignent obliquement avec le tendon, créant un
arrangement en forme de plumes.
L’angle de pennation est défini comme l’angle entre les fibres
musculaires et une ligne imaginaire entre l’origine et l’insertion
du muscle, 0 ° correspondant à une absence de pennation.
De nombreux muscles humains sont pennés, mais peu ont des
angles de pennation supérieurs à 15 °. En fait, l’angle de
pennation ne reste pas constant pour un muscle donné, mais
augmente à mesure que le muscle se raccourcit. Tout facteur
qui affecte l’angle de pennation affecterait donc la force et la
vitesse de raccourcissement tant que la surface en coupe
transversale reste la même. Les muscles avec une plus grande
pennation ont plus de sarcomères en parallèle et moins de
sarcomères en série ; ils sont donc mieux à même de générer
de la force mais ont une vitesse de raccourcissement maximal
plus faible que les muscles non pennés. En comparaison, des
quantités moindres de pennation peuvent être avantageuses
pour produire des vitesses élevées en raison du plus grand
nombre de sarcomères dans une rangée, au détriment du
nombre de sarcomères en parallèle. Cependant, la quantité de
pennation a un effet sur la capacité des muscles à générer une
force concentrique, excentrique, isométrique ou à basse vitesse.
Plus important encore, bien que l’angle de pennation puisse
varier en fonction de facteurs héréditaires, il peut être modifié
grâce à l’entraînement, ce qui peut aider à expliquer certaines
des différences de force et de vitesse observées chez des
individus qui semblent avoir des muscles de la même taille.
※ LONGUEUR MUSCULAIRE
Lorsqu’un muscle est à sa longueur de repos, les filaments
d’actine et de myosine se trouvent côte à côte, de sorte qu’un
nombre maximum de sites de ponts potentiels est disponible
(figure 2.12). Ainsi, le muscle peut générer la plus grande force
à sa longueur de repos. Lorsque le muscle est étiré bien au-delà
de sa longueur de repos, une plus petite proportion de filaments
d’actine et de myosine se trouvent côte à côte. Parce qu’il y a
moins de sites de ponts potentiels, le muscle ne peut pas
générer autant de force qu’il le peut à sa longueur de repos.
Lorsque le muscle se contracte trop en dessous de sa longueur
de repos, les filaments d’actine se chevauchent et le nombre de
sites de ponts est également réduit, ce qui diminue la capacité
de génération de force.
※ ANGLE ARTICULAIRE
Parce que tous les mouvements du corps, même ceux qui se
produisent en ligne droite, ont lieu par rotation autour d’une ou
de plusieurs articulations, les forces que les muscles produisent
doivent se manifester sous forme de couples (rappelez-vous
qu’une valeur de couple plus élevée indique une plus grande
tendance pour la force appliquée à faire pivoter le membre ou la
partie du corps autour d’une articulation). Par conséquent, nous
parlons de couple par rapport à l’angle de l’articulation plutôt
que de force par rapport à l’angle de l’articulation. La quantité
de couple qui peut être long de l’amplitude des mouvements de
l’articulation, principalement en raison de la relation entre la
force et la longueur musculaire, ainsi que de l’effet de levier en
constante évolution provoqué par la géométrie dynamique des
muscles, tendons et structures articulaires internes.
Ceci est illustré dans les figures 2.2, 2.3 et 2.4. D’autres
facteurs interviennent également comme le type d’exercice
(isotonique, isométrique, etc.), l’articulation du corps concernée,
les muscles utilisés au niveau de cette articulation et la vitesse
de contraction.
※ VITESSE DE CONTRACTION MUSCULAIRE
Les expériences de référence d’A.V. Hill sur le muscle isolé de
l’animal ont montré que la capacité de force du muscle diminue
à mesure que la vitesse de contraction augmente. La relation
n’est pas linéaire : la baisse de la capacité de force est la plus
prononcée sur la plage inférieure de vitesses de déplacement
(figure 2.13). Le mouvement humain peut tirer le meilleur parti
de cette relation. Par exemple, au début d’un saut vertical, les
bras tirent vers le haut, exerçant ainsi une force vers le bas sur
le corps au niveau des épaules, ralentissant le mouvement
ascendant du corps et forçant les muscles extenseurs de la
hanche et du genou à se contracter plus lentement qu’ils ne le
feraient autrement, ce qui permet de générer des forces plus
élevées pendant des périodes plus longues.
※ VITESSE ANGULAIRE DE L’ARTICULATION
Il existe trois types fondamentaux d’action musculaire, au cours
desquelles des forces, générées dans le muscle, tirent les
extrémités du muscle l’une vers l’autre si elles ne sont pas
empêchées de le faire par des forces externes. Le terme action
musculaire » est préférable à celui de « contraction », car ce
dernier signifie « raccourcissement », ce qui ne décrit pas avec
précision deux des trois actions musculaires.
Dans l’action concentrique, les muscles raccourcissent car
la force contractile est supérieure à la force résistive. Les forces
générées dans le muscle et agissant pour le raccourcir sont
supérieures aux forces externes agissant au niveau de ses
tendons pour l’étirer. La natation et le cyclisme impliquent
presque exclusivement une action musculaire concentrique.
Dans l’action excentrique, le muscle s’allonge car la force
contractile est inférieure à la force résistive. Les forces
générées à l’intérieur du muscle et agissant pour le raccourcir
sont inférieures aux forces externes agissant au niveau de ses
tendons pour l’étirer (ce qui augmente le risque de douleur et de
blessure). Cela se produit pendant la phase d’abaissement de
tout exercice de résistance. Pendant un entraînement classique
contre résistance, la force excentrique exercée par le muscle
empêche le poids d’être accéléré vers le bas par la force
gravitationnelle. Ainsi, le poids se déplace régulièrement vers le
bas plutôt que de prendre de la vitesse et de toucher le sol ou le
corps de l’athlète.
Dans l’action isométrique, la longueur musculaire ne
change pas, car la force contractile est égale à la force résistive.
Les forces générées à l’intérieur du muscle, et agissant pour le
raccourcir, sont égales aux forces externes agissant au niveau
de ses tendons pour l’étirer. Lors d’un exercice de relevé de
buste avec le tronc tendu, les muscles abdominaux agissent
isométriquement pour maintenir la rigidité du tronc, tandis que
les fléchisseurs de la hanche effectuent le mouvement de
redressement. En revanche, les muscles abdominaux agissent
respectivement de manières concentrique et excentrique
pendant les phases de montée et de descente lors d’un
exercice de relevé de buste normal.
Le couple musculaire varie avec la vitesse angulaire articulaire
selon le type d’action musculaire (figure 2.13). Les tests ont
montré, que pendant les exercices concentriques et
isocinétiques (à vitesse constante), la capacité de couple
diminue à mesure que la vitesse angulaire augmente. En
revanche, pendant les exercices excentriques, à mesure que la
vitesse angulaire articulaire augmente, la capacité de couple
maximal augmente jusqu’à environ 90 °/s (1,57rad/s), après
quoi elle diminue progressivement. Cela signifie que la force
musculaire la plus importante peut être obtenue lors d’une
action musculaire excentrique. Cela est illustré par les athlètes
qui « trichent » sur les mouvements lorsqu’ils ne parviennent
pas à lever un poids en utilisant une forme stricte. Par exemple,
une personne qui atteint un point de blocage dans l’exercice de
curl du biceps en raison de la limite de la force du fléchisseur
concentrique du coude penche généralement le torse vers
l’arrière, permettant aux fléchisseurs du coude d’exercer une
force accrue en agissant de manière isométrique ou
excentrique, ce qui permet au sportif de continuer à effectuer
son mouvement.
※ RAPPORT FORCE / MASSE
Dans les activités sportives telles que le sprint et le saut, le
rapport entre la force des muscles impliqués dans le
mouvement et la masse des parties du corps accélérées est
primordial. Ainsi, le rapport force / masse reflète directement la
capacité d’un athlète à accélérer son corps. Si, après
l’entraînement, un athlète augmente la masse corporelle de 15
% mais n’augmente la capacité de force que de 10 %, le rapport
force / masse, et donc la capacité de l’athlète à accélérer, est
réduit. Un sprinteur ou un sauteur peut tenter de rechercher la
masse musculaire optimale en déterminant le rapport force /
masse le plus élevé, ce qui entraînerait les meilleures
performances possibles.
Dans les sports impliquant des catégories de poids, le rapport
force / masse est extrêmement important. Si tous les
concurrents ont à peu près la même masse corporelle, l’athlète
le plus fort a un avantage certain. Il est normal que le rapport
force / masse des athlètes plus grands soit inférieur à celui des
athlètes plus petits, car lorsque la taille du corps augmente, le
volume musculaire (et le poids corporel concomitant) augmente
proportionnellement plus que la section transversale musculaire
(et la force concomitante). Les essais et erreurs peuvent aider
les athlètes à déterminer la catégorie de poids dans laquelle
leur force est la plus élevée par rapport à celle des autres
athlètes de la même catégorie de poids. Une fois qu’un athlète a
trouvé sa catégorie de poids la plus compétitive, l’objectif est de
devenir aussi fort que possible sans dépasser la limite de poids.
※ TAILLE DU CORPS
On constate depuis longtemps que, toutes choses étant égales
par ailleurs, les petits athlètes sont plus forts, kilogramme pour
kilogramme, que les athlètes plus grands. Cela s’explique par le
fait que la force contractile maximale d’un muscle est assez
proportionnelle à sa section transversale, qui est liée au carré
des dimensions corporelles linéaires, tandis que la masse d’un
muscle est proportionnelle à son volume, qui est lié au cube des
dimensions linéaires du corps. Par conséquent, à mesure que la
taille du corps augmente, la masse corporelle augmente plus
rapidement que la force musculaire. Compte tenu des
proportions constantes du corps, un athlète plus petit a un
rapport force / masse plus élevé qu’un athlète de grande taille.
Il y a toujours eu un intérêt à comparer les performances des
athlètes dans différentes catégories de poids. La méthode la
plus évidente pour ce faire est de diviser le poids soulevé par le
poids corporel de l’athlète. Cependant, un tel indicateur est
biaisé pour les grands athlètes car il ne prend pas en compte la
baisse attendue du rapport force / masse avec l’augmentation
de la taille corporelle. Diverses adaptations de formules ont été
imaginées pour comparer plus équitablement les charges
soulevées. Dans la formule classique, la charge soulevée est
divisée par le poids corporel aux deux tiers de la puissance, ce
qui explique la relation entre la section transversale et le
volume. D’autres formules ont depuis été développées car la
formule classique semblait favoriser les athlètes de poids
moyen par rapport aux athlètes plus légers ou plus lourds.
Cependant, le fait que, par la formule classique, les
performances des athlètes de poids moyen sont généralement
les meilleures, peut être impartial. En effet, selon la courbe en
cloche décrivant la distribution normale des caractéristiques
anthropométriques au sein de la population, les poids corporels
d’une majorité de personnes sont regroupés près de la
moyenne.
Dans les activités sportives telles que le sprint et le
saut, le rapport entre la force des muscles impliqués
dans le mouvement et la masse des parties du corps
accélérées est primordial. Ainsi, le rapport force /
masse reflète directement la capacité d’un athlète à
accélérer son corps.
SOURCES DE RÉSISTANCE À LA CONTRACTION
MUSCULAIRE
Les sources de résistance les plus courantes pour les exercices
de musculation sont la gravité, l’inertie, la friction, la résistance
aux fluides et l’élasticité. Ce paragraphe fournit des informations
sur la force et la puissance nécessaires pour surmonter ces
formes de résistance. Une compréhension des principes
régissant les appareils de musculation utilisant les différentes
formes de résistance permet de mieux appréhender leur
efficacité et les conditions de leur mise en œuvre.
GRAVITÉ
La force vers le bas exercée sur un objet par la force de gravité,
autrement appelée « poids de l’objet », est égale à la masse de
l’objet multipliée par l’accélération locale due à la gravité :
F = m x a (Équation 2.5)
Fg est la force due à la gravité (identique au poids de l’objet), m
est la masse de l’objet et ag est l’accélération locale due à la
gravité. L’accélération due à la gravité peut varier selon
l’emplacement géographique. Peser une barre sur un ressort
étalonné, ou une balance électronique, précise son poids réel.
Une balance normale ne détermine que la masse de l’objet,
donc son poids (Fg) doit être calculé en utilisant l’équation 2.5 si
un ressort ou une balance électronique n’est pas disponible.
L’utilisation courante des termes « poids » et « masse » est
souvent incorrecte. Par exemple, certains disques pour haltères
ou pour machines affichent un poids en livres. La livre est une
unité de force et non de masse. En réalité, seule la masse d’une
plaque d’haltères reste constante, tandis que son poids varie en
fonction de l’accélération locale due à la gravité. La désignation
du kilogramme sur une plaque de poids fait référence à sa
masse. Il n’est pas correct de dire qu’un objet pèse un certain
nombre de kilogrammes, car le poids fait référence à la force et
non à la masse. Au lieu de cela, il faudrait dire : « la masse de
l’haltère est de 85kg ». La quantité de masse qu’un individu peut
soulever sera légèrement affectée par l’emplacement terrestre
en raison des variations de l’accélération due à la gravité autour
du globe (tableau 2.1). Un haltère de 85kg serait ressenti
comme pesant environ 14kg s’il était sur la lune, quand bien
même il ne changerait pas physiquement.
※ APPLICATION À L’ENTRAÎNEMENT CONTRE RÉSISTANCE
La force gravitationnelle sur un objet agit toujours vers le bas.
Puisque, par définition, le bras de levier, par lequel une force
produit un couple, est perpendiculaire à la ligne d’action de la
force, le bras de levier d’un poids est toujours horizontal. Ainsi,
le couple dû au poids d’un objet est le produit du poids et de la
distance horizontale entre le poids et le point de pivot
(articulation). Pendant un exercice, bien que le poids ne change
pas, sa distance horizontale par rapport à un axe articulaire
donné change constamment. Lorsque le poids est
horizontalement plus proche de l’articulation, il exerce moins de
couple résistif ; lorsqu’il est horizontalement plus éloigné d’une
articulation, il exerce un couple plus résistant. Par exemple,
dans un curl avec les bras, la distance horizontale entre le
coude et la barre est plus grande lorsque l’avant-bras est
horizontal. Ainsi, dans cette position, l’athlète doit exercer le
plus grand couple musculaire pour supporter le poids. Le bras
de levier diminue lorsque l’avant-bras tourne vers le haut ou
vers le bas en s’éloignant de l’horizontal, diminuant le couple
résistif résultant du poids (figure 2.7). Lorsque le poids est
directement au-dessus ou en dessous du point de pivot du
coude, il n’y a pas de couple résistif du poids.
La technique de réalisation de l’exercice peut affecter le modèle
de couple résistif pendant un exercice et déplacer la tension
entre les groupes musculaires. Dans le squat barre arrière, une
inclinaison vers l’avant du tronc rapproche horizontalement le
poids des genoux, réduisant ainsi le couple résistif autour des
genoux, que les quadriceps doivent contrer. Dans le même
temps, le poids est horizontalement plus éloigné de la hanche,
augmentant le couple résistif autour de la hanche, que les
muscles fessiers et ischio-jambiers doivent contrer. Ce modèle
de couple résistif est le plus souvent présent lorsque l’haltère
est positionné aussi bas que possible sur le haut du dos
(souvent appelé « squat à barre basse ») ; l’athlète doit incliner
le tronc relativement loin vers l’avant pour garder le centre de
masse du corps et la barre au-dessus des pieds, évitant ainsi
une chute. La barre étant alors horizontalement loin de la
hanche et près du genou, la tension est concentrée sur les
extenseurs de la hanche et, dans une moindre mesure, sur les
extenseurs du genou. L’opposé de ce modèle de couple résistif
se produit dans un squat barre haute, pour lequel la barre est
placée plus haut sur le dos, plus près du cou. En raison de ce
positionnement de la barre, la répartition du couple augmente le
couple résistif autour des genoux et réduit de manière
concomitante le couple résistif autour de la hanche
(contrairement à ce qui se produit avec le squat barre basse).
La réalisation technique d’un exercice peut affecter le
schéma de couple résistif et déplacer la tension entre
les groupes musculaires.
※ MACHINES DE MUSCULATION À CHARGE GUIDÉE
Comme pour les poids libres, la gravité est la source de
résistance des machines de musculation à charge guidée.
Cependant, au moyen de poulies, cames, câbles et
engrenages, ces machines offrent un contrôle accru sur la
direction et le modèle de résistance. Qu’il s’agisse de poids
libres ou de machines guidées, les deux dispositifs présentent
des avantages et des inconvénients. Voici quelques-uns des
avantages de la machine guidée :
Sécurité : Les risques de blessure résultant du fait
d’être heurté, de trébucher ou d’être coincé sous un poids sont
réduits. Il faut moins de compétences pour maintenir le contrôle
d’une pile de poids sur une machine guidée qu’un poids libre.
Flexibilité : Les machines peuvent être conçues pour fournir
une résistance aux mouvements du corps auxquels il est difficile
de résister avec des poids libres (tirage, adduction et abduction
de la hanche, curl des jambes). Dans une certaine mesure, le
modèle de résistance peut être intégré dans une machine.
Facilité d’utilisation : Beaucoup de gens qui craignent de
manquer de coordination ou de technique pour soulever des
poids libres en toute sécurité se sentent en confiance lorsqu’ils
utilisent des machines. De plus, il est plus rapide et plus facile
de sélectionner un poids en insérant une goupille dans une pile
qu’en chargeant des plaques sur une barre.
Les avantages des poids libres sont les suivants :
Entraînement du corps entier : Les exercices de musculation
à poids libres sont souvent effectués en position debout avec le
poids soutenu par tout le corps, imposant une plus grande
sollicitation de la musculature et du squelette du corps qu’avec
une machine de musculation. Ce type d’exercice favorise une
plus grande minéralisation osseuse, aidant à prévenir
l’ostéoporose qui peut survenir plus tard. De plus, le mouvement
d’un poids libre est contraint par l’athlète plutôt que par une
machine, obligeant les muscles à travailler aussi bien en
stabilisation qu’en soutien. Les exercices « structurels », tels
que le power clean et le snatch, sont particulièrement utiles pour
stimuler l’entraînement d’une grande partie de la musculature
du corps.
Simulation d’activités réelles : Le levage et l’accélération
d’objets représentent une part importante du sport et d’autres
activités physiquement exigeantes. Les machines ont tendance
à isoler des groupes musculaires, alors que le lever de poids
libres implique la coordination plus « naturelle » de plusieurs
groupes musculaires.
Nautilus Sports / Medical Industries a popularisé le concept de
l’adaptation du couple résistif à travers la gamme de
mouvements articulaires en créant une machine d’exercices qui
utilise une came de rayon variable ; cela change la longueur du
bras de levier à travers lequel la pile de poids agit (figure 2.14).
L’objectif est de fournir plus de résistance aux points de
l’amplitude des mouvements où les muscles peuvent exercer un
couple plus important, et moins de résistance là où les muscles
peuvent appliquer moins de couple. Cependant, pour que le
système fonctionne comme prévu, l’athlète doit se déplacer à
une vitesse angulaire lente et constante, ce qui est difficile à
faire de manière continue. En outre, les machines à cames ne
correspondent pas souvent aux capacités de couple humain
normales.
INERTIE
En plus de la force gravitationnelle, une barre (ou une pile de
poids) exerce une force d’inertie sur l’athlète lorsqu’elle est
accélérée. Bien que la force de gravité n’agisse que vers le bas,
la force d’inertie peut agir dans n’importe quelle direction. La
force ascendante exercée par un athlète est égale au poids levé
plus toute force inertielle, qui est la masse multipliée par
l’accélération ascendante de la barre. L’accélération de la barre
horizontale se produit si l’athlète exerce une force nette sur la
barre dirigée vers l’avant, l’arrière, la gauche ou la droite. Tous
les exercices impliquent une accélération au début pour
ramener la barre de zéro à une vitesse ascendante, ainsi qu’une
décélération près du sommet de l’exercice pour ramener la
vitesse de la barre à zéro afin qu’elle ne poursuive pas sa
trajectoire et ne s’envole pas des mains de l’athlète. Avec ce
modèle d’accélération, les muscles agonistes reçoivent une
résistance supérieure au poids de la barre au début de
l’amplitude des mouvements, mais une résistance inférieure au
poids de la barre vers la fin. L’athlète décélère la barre soit en
réduisant la force ascendante sur la barre pour laisser une
partie ou la totalité du poids de la barre la ralentir, soit en
poussant contre la barre en utilisant les muscles antagonistes.
Dans les deux cas, la décélération a pour effet de fournir moins
de résistance aux muscles agonistes vers la fin du mouvement.
Comparé à un exercice lent avec une accélération minimale
d’un poids donné, un exercice impliquant une accélération plus
élevée (exercice « explosif ») offre une plus grande résistance
aux muscles impliqués au début de l’amplitude des
mouvements, et moins de résistance aux muscles impliqués
vers la fin de l’amplitude des mouvements. Cependant, en
raison de l’ajout d’inertie, des poids plus lourds peuvent être
manipulés dans des exercices accélérés que dans des
exercices lents, permettant d’atteindre une résistance presque
maximale pour tous les muscles impliqués dans l’exercice. Lors
d’un power clean avec un poids lourd, les muscles forts des
jambes, des hanches et du dos accélèrent la barre
verticalement, à une vitesse suffisamment élevée pour que,
même si les muscles du haut du corps plus faibles ne peuvent
pas exercer une force verticale égale au poids de la barre, la
barre continue de se déplacer vers le haut jusqu’à ce que la
force de gravité la décélère pour atteindre finalement, à la
position de barre la plus élevée, une vitesse nulle.
Bien que l’accélération modifie la nature d’un exercice et rende
les schémas de résistance moins prévisibles, l’accélération
pendant l’entraînement en résistance n’est pas nécessairement
indésirable.
L’accélération
étant
caractéristique
des
mouvements naturels dans le sport et la vie quotidienne, les
exercices d’entraînement en résistance impliquant une
accélération produisent probablement des effets d’entraînement
neuromusculaire souhaitables. Les exercices d’haltérophilie tels
que l’arraché et l’épaulé-jeté sont efficaces pour améliorer la
capacité à produire des accélérations élevées contre une forte
résistance.
L’accélération et la décélération sont caractéristiques de
pratiquement tous les mouvements naturels. Par exemple, le
sprint nécessite que les bras et les jambes de l’athlète passent
par des cycles répétés d’accélération et de décélération. Lancer
une balle de baseball, un disque, un poids ou un javelot
implique des séquences de mouvements corporels qui
accélèrent les objets à des vitesses de libération élevées.
L’accélération étant un type particulier de schéma de
mouvement, l’entraînement avec des mouvements accélératifs
peut constituer une spécificité de l’entraînement. C’est pourquoi
des exercices explosifs, tels que le power clean et l’arraché
haut, sont utilisés dans nombre de sports différents pour
lesquels les muscles des jambes et des hanches fournissent
une force pour faire accélérer le corps. La technique du
bracketing, dans laquelle l’athlète exécute le mouvement sportif
avec une résistance inférieure ou supérieure à la normale, est
une autre forme d’entraînement à l’accélération. Selon la
relation force-vitesse du muscle, un lanceur de poids qui
s’entraîne avec un poids extra-lourd développe des forces plus
importantes pendant le mouvement accéléré que lors de
l’utilisation du poids normal, parce que l’inertie de l’outil plus
lourd oblige le muscle à se contracter à une vitesse relativement
faible. Lorsqu’un poids relativement léger est utilisé, l’inertie
inférieure du poids permet au lanceur d’accélérer le poids plus
rapidement et d’atteindre une vitesse de libération plus élevée,
entraînant ainsi le système neuromusculaire à fonctionner dans
les plages d’accélération et de vitesse souhaitées. Bien que le
principe d’augmentation ou de diminution de la charge pendant
un mouvement ait un fondement théorique, il convient
également de considérer l’influence que ces changements de
charge ont au cours d’activités hautement spécifiques ou
techniques telles que le lancer ou sprint. Par exemple, la
modification de la masse de l’outil pourrait avoir des
conséquences négatives sur la technique, car le corps a besoin
de temps pour ajuster la configuration du schéma moteur pour
ce mouvement particulier avec la nouvelle charge.
FRICTION
La friction est la force résistive rencontrée lorsque l’on tente de
déplacer un objet alors qu’il est pressé contre un autre objet.
Les appareils de musculation qui utilisent la friction comme
source principale de résistance comprennent des ergocycles
avec des résistances au niveau de la ceinture ou des plaquettes
de frein, et des dispositifs de curl du poignet. Pour ces
appareils :
FR= k · FN (Équation 2.6)
FR est la force résistive ; k est le coefficient de frottement pour
les deux substances particulières en contact ; et FN est la force
normale, qui presse les objets les uns contre les autres.
Les coefficients de frottement pour amorcer et maintenir le
mouvement sont différents. Toutes choses étant égales par
ailleurs, il faut plus de force pour initier un mouvement entre
deux surfaces en contact que pour maintenir un mouvement
précédemment initié. Ainsi, un appareil de musculation résistant
à la friction nécessite une force relativement élevée pour initier
le mouvement et une force relativement constante après le
début du mouvement, quelle que soit la vitesse de déplacement.
La résistance fournie par de tels dispositifs est parfois ajustée
grâce à un mécanisme qui modifie la force normale maintenant
les surfaces de friction en contact les unes avec les autres.
Un traîneau lesté utilisé pour l’entraînement au football ou sur
piste est un exemple d’appareil qui résiste à la fois à la friction
et à l’inertie. La résistance due à l’inertie du traîneau est
directement proportionnelle à la masse du traîneau et à son
accélération. La résistance due au frottement entre les patins du
traîneau et le sol est proportionnelle au coefficient de frottement
entre les surfaces en contact et à la force nette appuyant le
traîneau contre le sol, ce qui équivaut à la force gravitationnelle
moins toute force ascendante exercée par l’individu poussant le
traîneau. La masse peut être ajoutée au traîneau pour
augmenter la force gravitationnelle. Le coefficient de frottement
varie en fonction de la surface sur laquelle repose le traîneau
(sable, sol nu, herbe sèche, herbe humide). Ainsi, pour
l’entraînement en extérieur, de tels appareils n’offrent pas de
résistance constamment reproductible. Ils sont néanmoins utiles
pour fournir une résistance horizontale, qui ne peut pas être
directement fournie par des poids. Il faut plus de force pour faire
bouger le traîneau que pour le maintenir en mouvement, car le
coefficient de friction statique est toujours supérieur au
coefficient de friction de glissement. Une fois le traîneau en
mouvement, le coefficient de friction de glissement reste
relativement constant. Par conséquent, il faut comprendre que
la résistance au frottement ne change pas lorsque la vitesse
augmente. Cependant, conformément à l’équation 2.3, la
puissance de sortie augmente avec la vitesse. En outre, comme
exprimé par l’équation 2.1, lors de la transition d’une vitesse
inférieure à une vitesse supérieure, il y a une résistance
supplémentaire due à l’accélération.
RÉSISTANCE AU FLUIDE
La force résistive rencontrée par un objet se déplaçant à travers
un fluide (liquide ou gaz), ou par un fluide se déplaçant devant
ou autour d’un objet ou à travers une ouverture, est appelée
« résistance au fluide ». La résistance au fluide est un facteur
important dans des activités sportives telles que la natation,
l’aviron, le golf, le sprint, le lancer du disque et le pitching au
baseball (à l’exception de la natation et de l’aviron, dans
lesquels le fluide est l’eau, les autres activités sportives
impliquent une résistance à l’air). Ce type d’exercices intégrant
la résistance au fluide est devenu de plus en plus fréquent avec
l’avènement des machines d’exercice hydrauliques (liquide) et
pneumatiques (gaz), et avec la popularité croissante des
routines d’exercice en piscine, en particulier chez les personnes
âgées et les femmes enceintes. Les deux sources de résistance
au fluide sont la traînée de surface, qui résulte du frottement
d’un fluide passant le long de la surface d’un objet, et la traînée,
qui résulte de la manière dont un fluide appuie contre l’avant ou
l’arrière d’un objet traversant. La zone transversale (frontale) a
un effet majeur sur la traînée de forme.
Les appareils d’exercice résistants au fluide utilisent le plus
souvent des cylindres dans lesquels un piston force le fluide à
travers une ouverture pendant l’exécution du mouvement
d’exercice. La force résistive est plus importante lorsque le
piston est poussé plus rapidement, lorsque l’ouverture est plus
petite ou lorsque le fluide est plus visqueux. Toutes choses étant
égales par ailleurs, la résistance est à peu près proportionnelle
à la vitesse de déplacement du piston :
FR = k · v (Équation 2.7)
FR est la force résistive, k est une constante, qui reflète les
caractéristiques physiques du cylindre et du piston, la viscosité
du fluide et le nombre, la taille et la forme des ouvertures, et v
est la vitesse du piston par rapport au cylindre.
Parce que les cylindres contenant des fluides offrent une
résistance qui augmente avec la vitesse, ils permettent une
accélération rapide au début du mouvement et peu
d’accélération après que des vitesses plus élevées soient
atteintes. La vitesse de déplacement est ainsi maintenue dans
une plage intermédiaire. Bien que de telles machines limitent les
changements de vitesse dans une certaine mesure, elles ne
sont pas isocinétiques (vitesse constante) comme on le prétend
parfois. Certaines machines ont des boutons de réglage qui
permettent de changer la taille d’ouverture. Une ouverture plus
grande permet à l’utilisateur d’atteindre une vitesse de
déplacement plus élevée avant que la force résistive au fluide
ne réduise la capacité d’accélération.
Les machines résistantes au fluide ne fournissent généralement
pas de phase d’exercice excentrique, mais elles le pourraient si
elles incorporaient une pompe interne. Avec un poids libre, un
groupe musculaire agit de manière concentrique tout en
augmentant le poids, et de manière excentrique tout en le
diminuant. Avec les machines résistantes au fluide sans
résistance
excentrique,
un
groupe
musculaire
agit
concentriquement pendant l’exécution du mouvement d’exercice
primaire, et le groupe musculaire antagoniste agit
concentriquement pendant le retour à la position de départ. En
d’autres termes, alors que les poids libres ou les machines à
poids impliquent des actions concentriques et excentriques
alternées du même muscle, avec peu ou pas de repos entre les
deux, les machines résistantes au fluide impliquent
généralement des actions concentriques alternées de groupes
musculaires antagonistes. Chaque groupe musculaire se repose
pendant que son antagoniste travaille. Le manque d’action
musculaire excentrique avec des machines résistantes au fluide
signifie qu’un tel exercice ne permet probablement pas
d’atteindre une spécificité optimale dans l’entraînement de
nombreux mouvements sportifs qui impliquent des actions
musculaires excentriques (course, saut, lancer).
ÉLASTICITÉ
Un certain nombre d’appareils de musculation, en particulier
ceux conçus pour un usage domestique, ont des composants
élastiques tels que des ressorts, des bandes, des arcs ou des
tiges comme source de résistance. La résistance fournie par un
composant élastique standard est proportionnelle à la distance
à laquelle il est étiré :
FR = k · x (Équation 2.8)
FR est la force résistive, k est une constante qui reflète les
caractéristiques physiques du composant élastique, et x est la
distance à laquelle le composant élastique est étiré au-delà de
sa longueur de repos.
La caractéristique la plus évidente de la résistance élastique est
que plus l’élastique est étiré, plus la résistance est grande. Le
problème avec les appareils utilisant une résistance élastique
est que chaque mouvement commence par une faible
résistance et se termine par une résistance élevée. Ceci est
contraire aux schémas de capacité de force de pratiquement
tous les groupes musculaires humains, qui montrent une baisse
importante de la capacité de force vers la fin de l’amplitude des
mouvements. Un autre problème avec les machines utilisant
l’élastique réside dans le fait que le réglage de la résistance est
généralement limité par le nombre de composants élastiques
disponibles pour fournir de la résistance au mouvement. Un
appareil de résistance efficace devrait incorporer suffisamment
de variation de force résistive pour que le nombre de répétitions
que l’athlète puisse effectuer soit maintenu dans une plage
souhaitable.
Il existe des produits qui offrent une résistance au saut vertical
avec des bandes élastiques pour développer la puissance de
saut. Cependant, les bandes élastiques offrent peu de
résistance au début du saut lorsque les gros muscles fessiers et
quadriceps sont capables d’exercer une grande force. Les
bandes offrent la plus grande résistance lorsque le sauteur est
dans les airs – servant principalement à le ramener au sol plutôt
qu’à résister aux muscles, et à augmenter la vitesse à laquelle
le sauteur touche le sol à l’atterrissage, ce qui peut augmenter
les risques de blessure.
ARTICULATIONS BIOMÉCANIQUES :
PRÉOCCUPATIONS CONCERNANT
L’ENTRAÎNEMENT EN RÉSISTANCE
Comme pour toute activité physique, l’entraînement en
résistance comporte un certain degré de risque. Cependant, les
risques encourus sont généralement plus faibles que pour de
nombreuses autres activités physiques. Les taux de blessure
sont les plus élevés pour les sports d’équipe, moyens pour la
course et l’aérobic, et les plus faibles pour le vélo, la marche et
la musculation (cette dernière pratique recensant environ quatre
blessures pour mille heures d’entraînement). Une étude sur des
footballeurs américains de collège a démontré que seulement
0,35 blessure était liée à l’entraînement de musculation par
saison pour cent joueurs. Les blessures causées par
l’entraînement de musculation ne représentaient que 0,74 %
des pertes de temps des joueurs liées à des blessures pendant
la saison. Malgré ce risque relativement faible, il est souhaitable
de minimiser la probabilité de blessure grâce à une gestion
prudente des risques. Voici plusieurs facteurs à considérer pour
éviter les blessures liées à l’entraînement contre résistance, une
attention particulière étant accordée au dos, aux épaules et aux
genoux.
Le risque de blessure lié à l’entraînement de
musculation est faible par rapport à celui des autres
activités sportives et de préparation physique.
DOS
Contrairement aux quadrupèdes, dont les colonnes vertébrales
pendent comme les câbles sur un pont suspendu, les humains
se tiennent normalement debout, les os vertébraux empilés les
uns sur les autres, séparés par des disques caoutchouteux.
L’avantage que nous tirons de notre position verticale et de la
libre utilisation des bras et des mains s’accompagne de
l’inconvénient d’avoir nos disques intervertébraux soumis à une
force de compression, même lorsque nous sommes simplement
assis ou debout (marche ou course), et sous une force encore
plus compressive lorsque nous soulevons et transportons une
charge. Lorsque nous sommes en position debout, toute force
que nous exerçons avec le haut du corps doit être transmise par
le dos aux jambes et au sol. De plus, les muscles du dos
agissent avec un grand désavantage mécanique et doivent
générer des forces beaucoup plus importantes que le poids d’un
objet soulevé. Pour ces raisons, le dos est particulièrement
vulnérable aux blessures. Il convient cependant de noter que les
charges internes de la colonne vertébrale sont assez variables,
avec des postures diverses pendant la levée : les positions
accroupies profondes avec charge ne sont pas nécessairement
associées à des blessures au dos.
※ BLESSURE DU DOS
Les blessures du dos peuvent être extrêmement invalidantes,
persistantes et difficiles à soigner. Ainsi, tous les efforts doivent
être déployés pour éviter les blessures au dos pendant
l’entraînement en musculation. Le bas du dos est
particulièrement vulnérable. Il a été observé que 85 % à 90 %
de toutes les hernies discales intervertébrales se produisent au
niveau du disque entre les deux vertèbres lombaires les plus
basses (L4 et L5), ou entre la lombaire inférieure et la vertèbre
sacrée supérieure (L5 et S1). Cela n’est pas surprenant, étant
donné les forces de compression extrêmement élevées sur les
disques pendant la phase de soulevé. Lorsqu’un poids est
soulevé dans les mains ou sur les épaules et que le tronc est
incliné vers l’avant, il y a un grand couple autour des disques
intervertébraux inférieurs en raison de la grande distance
horizontale entre le bas du dos et le poids. Les muscles du dos
fonctionnent avec un avantage mécanique extrêmement faible,
car la distance perpendiculaire entre la ligne d’action des
muscles érecteurs vertébraux et les disques intervertébraux est
beaucoup plus courte (environ cinq centimètres) que la distance
horizontale entre le poids et les disques. En conséquence, les
muscles doivent exercer des forces qui dépassent fréquemment
dix fois le poids levé. Ces forces agissent pour comprimer les
disques intervertébraux entre les corps vertébraux adjacents et
peuvent entraîner des blessures.
La posture de levage du dos neutre s’est avérée être
globalement meilleure qu’un dos arrondi (opposé à l’arc),
minimisant les forces de compression L5 / S1 et la tension
ligamentaire. Par conséquent, il vaut mieux avoir une position
lombaire normale qu’un dos arrondi pour éviter les blessures
aux vertèbres, aux disques, aux articulations facettaires, aux
ligaments et aux muscles du dos. De plus, les muscles du bas
du dos sont capables d’exercer des forces considérablement
plus élevées lorsque le dos est arqué plutôt qu’arrondi.
La colonne vertébrale est naturellement en forme de S,
légèrement arrondie (cyphose) dans la colonne vertébrale
thoracique et lordotique dans la colonne lombaire. La forme en
coin des vertèbres donne à la colonne vertébrale sa courbe
naturelle. Cependant, les disques intervertébraux sont plats
lorsque le dos est en forme de S. Lorsque le bas du dos est
arrondi, les bords ventraux (vers l’avant) des corps vertébraux
pressent les parties avant des disques intervertébraux. En
revanche, une cambrure extrême du dos entraîne une
compression des parties dorsales (vers la partie postérieure)
des disques. Une telle compression inégale des disques
intervertébraux augmente probablement le risque de rupture du
disque. Ainsi, les exercices d’entraînement en résistance
doivent généralement être effectués avec le bas du dos, dans
une position modérément arquée, pour réduire le risque
d’endommagement des disques.
※ PRESSION INTRA-ABDOMINALE ET CEINTURES LOMBAIRES
Lorsque le diaphragme et les muscles profonds du torse se
contractent, une pression est générée dans la cavité
abdominale. Parce que l’abdomen est composé principalement
de liquide et contient normalement très peu de gaz, il est
pratiquement incompressible. Les fluides abdominaux et les
tissus maintenus sous pression par la tension des muscles
environnants (muscles abdominaux profonds et diaphragme)
ont été décrits comme une « boule de fluide » (figure 2.15), qui
aide à soutenir la colonne vertébrale pendant l’entraînement de
musculation. Un tel support peut réduire de manière significative
les forces requises par les muscles érecteurs de la colonne
vertébrale pour effectuer un exercice, et les forces de
compression associées sur les disques.
Il est important de noter que la manœuvre de Valsalva n’est pas
nécessaire pour générer une pression intra-abdominale. Dans la
manœuvre de Valsalva, la glotte est fermée, empêchant ainsi
l’air de s’échapper des poumons, et les muscles de l’abdomen
et de la cage thoracique se contractent, créant des
compartiments rigides de liquide dans le bas du torse, et d’air
dans le haut du torse. Un avantage de la manœuvre de Valsalva
est qu’elle augmente la rigidité de l’ensemble du torse,
permettant de porter des charges lourdes. Par exemple, lors de
la levée de charges lourdes dans l’exercice de squat barre
arrière, de nombreux athlètes utilisent la manœuvre de
Valsalva, en particulier lorsque le tronc est le plus incliné vers
l’avant, lors de la transition de la phase de mouvement
excentrique à la phase de mouvement concentrique.
Cependant, la pression dans la poitrine associée à la
manœuvre de Valsalva peut avoir pour effet secondaire
indésirable d’exercer une force de compression sur le cœur, ce
qui rend plus difficile le retour du sang vers le cœur. De plus, la
manœuvre de Valsalva peut élever temporairement la pression
artérielle, à des niveaux assez élevés. Le diaphragme et les
muscles abdominaux peuvent se contracter sans que la glotte
ne soit fermée, créant cependant une boule de fluide dans
l’abdomen sans pressuriser le compartiment thoracique. Parmi
les deux options, cette dernière doit être considérée comme le
moyen le plus sûr d’ajouter du soutien à la colonne vertébrale
inférieure sans augmenter la pression dans la poitrine, et c’est
la technique qui devrait être utilisée pour la plupart des
entraînements de musculation. On peut augmenter la pression
intra-abdominale sans augmenter la pression thoracique, en
gardant consciemment les voies respiratoires ouvertes. Lors
d’une répétition intense, les muscles abdominaux et le
diaphragme se contractent par réflexe, même avec les voies
respiratoires ouvertes. Les athlètes, en particulier ceux qui
participent à des épreuves d’haltérophilie, peuvent choisir
d’utiliser la manœuvre de Valsalva s’ils reconnaissent et
acceptent les risques encourus et ont l’expérience nécessaire
pour éviter d’augmenter la pression jusqu’au malaise.
Il a été démontré que les ceintures lombaires augmentent la
pression intra-abdominale pendant l’entraînement en résistance
et sont donc probablement efficaces pour améliorer la sécurité
lorsqu’elles sont utilisées correctement. Il a toutefois été
observé que si un athlète effectue tous les exercices avec une
ceinture, les muscles abdominaux qui produisent une pression
intra-abdominale peuvent ne pas recevoir suffisamment de
stimulus d’entraînement pour se développer de manière
optimale. Il est particulièrement risqué, pour une personne qui
est habituée à porter une ceinture, d’effectuer soudainement un
exercice sans celle-ci, car la musculature abdominale pourrait
ne pas être capable de générer suffisamment de pression intraabdominale pour réduire considérablement les forces
musculaires des érecteurs. Les forces de compression
excessives qui en résultent sur les disques pourraient
augmenter les risques de blessure au
recommandations habituelles sont les suivantes :
dos.
Les
une ceinture de musculation n’est pas nécessaire
lorsque les exercices effectués n’affectent pas
directement le bas du dos ;
pour les exercices qui sollicitent directement le dos,
une personne doit s’abstenir de porter une ceinture
pendant les séries plus légères mais peut en porter
une pour les séries sous-maximales et maximales.
Les séries réalisées sans ceinture permettent aux
muscles abdominaux profonds, qui génèrent une
pression intra-abdominale, de recevoir un stimulus
d’entraînement sans exercer de forces de
compression
excessives
sur
les
disques
intervertébraux ;
un athlète peut choisir de ne jamais porter de ceinture
lombaire s’il cherche à renforcer la force des muscles
du dos et des muscles qui génèrent une pression
intra-abdominale de manière
progressive
et
systématique, et s’il maîtrise la technique des
exercices de musculation. De nombreux haltérophiles
de classe mondiale ne portent jamais de ceinture.
ÉPAULES
L’épaule est particulièrement sujette à la blessure lors de
l’entraînement en musculation, en raison de sa structure et des
forces auxquelles elle est soumise au cours d’une séance
d’entraînement.
Comme la hanche, l’épaule est capable de tourner dans toutes
les directions. La hanche est une articulation sphérique stable,
mais la cavité glénoïde de l’épaule, qui retient la tête de
l’humérus, n’est pas une véritable alvéole et est nettement
moins stable. L’articulation de l’épaule a la plus grande
amplitude de mouvement de toutes les articulations du corps
humain, mais la mobilité excessive de l’articulation contribue à
sa vulnérabilité, tout comme la proximité des os, des muscles,
des tendons, des ligaments et des bourses de l’épaule.
La stabilité de l’épaule dépend en grande partie du labrum
glénoïde, de la synoviale articulaire et des capsules, ligaments,
muscles, tendons et bourses. Les muscles de la coiffe des
rotateurs (sus-épineux, sous-épineux, sous-scapulaire et petit
rond) et les pectoraux sont particulièrement importants pour
maintenir la boule de l’humérus en place. Avec la grande
amplitude de mouvement de l’épaule, ses différentes structures
peuvent facilement entrer en conflit, provoquant une tendinite
ainsi qu’une inflammation et une dégénérescence des tissus
contigus. Les forces élevées générées pendant l’entraînement
de musculation peuvent entraîner une déchirure des ligaments,
des muscles et des tendons. Les athlètes doivent être
particulièrement vigilants lors des différentes formes d’exercices
de développé couché et de presse à épaule en raison des fortes
contraintes exercées sur l’épaule. Pour ces exercices, il est
particulièrement important de s’échauffer avec des poids
relativement légers et de suivre un programme qui exerce
l’épaule de manière équilibrée, en utilisant tous ses principaux
mouvements.
GENOUX
Le genou est sujet aux blessures en raison de son
emplacement entre deux longs leviers (le haut et le bas de la
jambe). La flexion et l’extension autour du genou se produisent
presque exclusivement dans le plan sagittal. La rotation dans le
plan frontal et le plan transversal est empêchée principalement
par
des
structures
stabilisatrices
ligamentaires
et
cartilagineuses. Le couple du plan frontal sur le genou se
produit, par exemple, lorsqu’un joueur de football est frappé de
côté à mi-hauteur de la jambe, alors que le pied est planté
fermement sur le sol. Heureusement, à l’entraînement, les
couples résistifs se produisent presque exclusivement dans le
plan de rotation normal du genou.
Parmi les diverses composantes du genou, la rotule et les tissus
environnants sont les plus sensibles aux types de forces
rencontrés lors de l’entraînement de musculation. La fonction
principale de la rotule est d’éloigner le tendon des quadriceps
de l’axe de rotation du genou, augmentant ainsi le bras de levier
du groupe musculaire des quadriceps et son avantage
mécanique (figure 2.5). Si une charge, un volume ou une
récupération inappropriés sont introduits, des forces élevées
répétitives rencontrées par le tendon rotulien pendant
l’entraînement en résistance (comme pour toute activité de force
élevée, telle que la course) peuvent entraîner une tendinite,
caractérisée par une sensibilité et un gonflement. Il n’y a aucun
risque inhérent de tendinite avec l’exécution de ces exercices,
puisque la tendinite découle simplement d’un volume trop
important de travail et d’intensité sans progression appropriée.
Il n’est pas rare que des individus utilisent des genouillères
pendant l’entraînement ou la compétition afin de maximiser les
performances tout en prévenant les blessures. Le type de
genouillère varie. Lorsqu’elles sont minces, élastiques et à
enfiler, elles peuvent être achetées dans les pharmacies.
Lorsqu’elles sont plus lourdes et spécifiques, elles sont
uniquement vendues par des magasins spécialisés
d’haltérophilie. L’utilisation de genouillères, en particulier les
plus lourdes, est plus répandue chez les haltérophiles. Très peu
de recherches ont été menées sur l’efficacité des genouillères.
Des effets secondaires néfastes ont toutefois été signalés,
comme des lésions cutanées, des chondromalacies rotuliennes,
l’usure ou la rugosité de la surface postérieure de la rotule.
Grâce à l’effet de ressort qu’elles occasionnent, des
genouillères ont permis de gagner en moyenne 11,3kg (110N)
de force en squat. L’idée selon laquelle les genouillères
fonctionnent uniquement en stabilisant le genou, en diminuant la
peur de l’athlète de se blesser ou en fournissant un signal
kinesthésique est incorrecte. Les genouillères fournissent en fait
une aide directe à l’extension du genou.
Les preuves manquant sur l’efficacité des genouillères dans la
prévention des blessures, les athlètes devraient minimiser leur
utilisation en les limitant aux répétitions avec les charges les
plus lourdes.
COUDES ET POIGNETS
Les principales blessures du coude et du poignet concernent les
soulevés au-dessus de la tête. Cependant, le risque relatif aux
soulevés au-dessus de la tête est assez faible comparé aux
blessures les plus fréquentes, survenant au niveau des
articulations dans des mouvements à composante aérienne tels
que les lancers ou le service de tennis. D’autres exemples de
blessures possibles sont la luxation du coude, parfois observée
en gymnastique, et les blessures liées au surentraînement telles
que l’apophyse de traction, parfois observée en plongée, en
lutte et au hockey. L’une des principales préoccupations est
l’endommagement ou la surutilisation de la plaque de
croissance épiphysaire, soit dans la partie postérieure du coude,
soit dans le radius distal chez les jeunes athlètes. La prévalence
des blessures au coude ou au poignet en haltérophilie est très
sporadique, et souvent mentionnée dans la littérature
uniquement dans des études de cas. Une étude mentionne une
rupture du tendon du triceps chez un haltérophile d’âge moyen,
une autre évoque une rupture bilatérale du tendon du biceps
distal chez un entraîneur de poids, pratiquant en loisir. Une
étude portant sur 245 haltérophiles compétitifs a révélé une
incidence extrêmement faible de blessure au coude ou au
poignet. Il existe très peu de données suggérant une possible
fracture de l’épiphyse radiale distale chez les haltérophiles
adolescents. Selon une étude récente, réunissant 500 experts
dans le domaine de la médecine sportive, la plupart des
personnes interrogées ont indiqué qu’il n’était pas nécessaire
d’éviter l’entraînement en musculation avant la fin de la
croissance osseuse.
CONCLUSION
Nous espérons que les lecteurs appliqueront les
principes biomécaniques exposés dans ce chapitre
pour choisir les équipements de musculation et
concevoir des programmes d’exercices. La
connaissance de la façon dont différents types
d’exercices fournissent des schémas spécifiques de
résistance au corps peut aider à développer des
programmes sûrs et efficaces pour répondre aux
besoins spécifiques des athlètes pratiquant divers
sports et la musculation, pour améliorer les
performances physiques, la santé, le sentiment de
bien-être et de confiance en soi.
MOTS-CLÉS
Acceleration
Action concentrique du muscle
Action excentrique du muscle
Action isometrique du muscle
Agoniste
Angle de pennation
Antagoniste
Articulation cartilagineuse
Attachement des fibres
Attachement musculaire
Avantage mecanique
Biomecanique
Bras de levier
Codage du taux
Colonne vertebrale
Couple
Cyphose
Deplacement angulaire
Distal
Dorsal
Force
Force d’inertie
Force musculaire
Force resistive
Formule classique
Friction
Insertion
Levier
Levier de premiere classe
Levier de seconde classe
Levier de troisieme classe
Lordose
Manoeuvre de Valsalva
Muscle penne
Origine
Plan frontal
Plan sagittal
Plan transversal
Poids
Point d’appui
Position anatomique
Proximal
Puissance
Puissance de rotation
Recrutement
Resistance des fluides
Synergie
Technique de bracketing
Tendons
Trainee de surface
Travail
Travail de rotation
Velocite angulaire
Ventral
RÉVISION
DES CONNAISSANCES
1. Lequel des énoncés suivants définit la
puissance ?
a. (masse) · (accélération)
b. (force) · (distance)
c. (force) · (vitesse)
d. (couple) · (temps)
2. Pour comparer les performances des
haltérophiles de différents poids corporels, la
formule classique divise la charge levée par
l’athlète par :
a. Le poids de corps
b. Le poids de corps au carré
c. Le poids de corps maigre
d. Le poids de corps aux deux tiers de la puissance
3. Pendant un exercice de musculation avec
poids libres, la force musculaire varie avec lequel
des éléments suivants ?
I. La distance perpendiculaire du poids à l’articulation
du corps
II. L’angle de l’articulation
III. L’accélération du mouvement
IV. La vitesse de déplacement au carré
a. I et II
b. I et IV
c. II et III
d. II, III et IV
4. Un saut vertical implique un mouvement du
genou, de la hanche et de l’épaule principalement
dans lequel des plans anatomiques suivants ?
a. Sagittal
b. Perpendiculaire
c. Frontal
d. Transversal
5. Un athlète effectue un exercice de flexion et
d’extension isocinétique, concentrique du coude.
Parmi les types de leviers suivants, le(s) quel(s) se
produi(sen)t au niveau du coude au cours de cet
exercice ?
I. Première classe
II. Seconde classe
III. Troisième classe
a. I seulement
b. II seulement
c. I et III
d. II et III
RÉPONSES AUX QUESTIONS ICI
CHAPITRE 03
BIOÉNERGÉTIQUE
DE L’EXERCICE
ET DE L’ENTRAÎNEMENT
DOCTEURS TRENT J. HERDA ET JOEL T. CRAMER
LORSQUE VOUS AUREZ LU CE CHAPITRE,
VOUS SEREZ CAPABLE :
d’expliquer quels sont les systèmes énergétiques de base
disponibles pour fournir de l’ATP pendant l’exercice ;
de comprendre l’accumulation de lactate, l’acidose
métabolique et les manifestations cellulaires de la fatigue ;
d’identifier les schémas d’épuisement et de réplétion du
substrat pendant diverses intensités d’exercice ;
de décrire les facteurs bioénergétiques qui limitent la
performance physique ;
de développer des programmes d’entraînement qui
démontrent la spécificité métabolique de l’entraînement ;
d’expliquer les exigences métaboliques et la récupération
après un entraînement par intervalles, un entraînement par
intervalles à haute intensité et un entraînement combiné
pour optimiser les rapports travail/ repos.
La spécificité métabolique de l’exercice et de l’entraînement est
fondée sur une compréhension du transfert d’énergie dans les
systèmes biologiques. Des programmes d’entraînement
efficaces et productifs peuvent être conçus en comprenant
comment l’énergie est mise à disposition dans la réalisation de
types d’exercice particuliers, et comment le transfert d’énergie
peut être modifié par des régimes d’entraînement spécifiques.
Après avoir défini la terminologie bioénergétique de base et
expliqué le rôle de l’adénosine triphosphate (ATP), ce chapitre
traitera des trois systèmes énergétiques de base qui
fonctionnent pour reconstituer l’ATP dans le muscle squelettique
humain. Ensuite, nous examinerons l’épuisement et la réplétion
du substrat, en particulier au regard de la fatigue et de la
récupération, les facteurs bioénergétiques qui limitent les
performances et les contributions aérobies et anaérobies à
l’absorption d’oxygène. Enfin, nous nous intéresserons à la
spécificité métabolique de l’entraînement.
DÉFINITIONS PRINCIPALES
La bioénergétique, ou le flux d’énergie dans un système
biologique, concerne principalement la conversion de
macronutriments – glucides, protéines et graisses, qui
contiennent de l’énergie chimique – en formes d’énergie
biologiquement utilisables. C’est la rupture des liaisons
chimiques de ces macronutriments qui fournit l’énergie
nécessaire pour effectuer le travail biologique.
La décomposition de grosses molécules en plus petites
molécules, associée à la libération d’énergie, est appelée
« catabolisme ». La synthèse de molécules plus grosses à partir
de molécules plus petites peut être réalisée en utilisant l’énergie
libérée par les réactions cataboliques : ce processus de
construction est appelé « anabolisme ». La décomposition des
protéines en acides aminés est un exemple de catabolisme,
tandis que la formation de protéines à partir d’acides aminés est
un processus anabolique. Les réactions exergoniques sont des
réactions de libération d’énergie et sont généralement
cataboliques. Les réactions endergoniques nécessitent de
l’énergie et comprennent des processus anaboliques ainsi que
la contraction des muscles. Le métabolisme regroupe toutes les
réactions cataboliques (ou exergoniques) et anaboliques (ou
endergoniques) dans un système biologique. L’énergie dérivée
des réactions cataboliques est utilisée pour conduire des
réactions anaboliques à travers une molécule intermédiaire,
l’adénosine triphosphate (ATP). L’adénosine triphosphate
permet le transfert d’énergie des réactions cataboliques aux
réactions anaboliques. Sans un apport suffisant d’ATP, l’activité
et la croissance musculaires ne seraient pas possibles. Ainsi, il
est évident que lors de la conception de programmes
d’entraînement, les professionnels de la force et du
conditionnement doivent avoir une compréhension de base de
la façon dont l’exercice affecte l’hydrolyse et la resynthèse de
l’ATP. L’adénosine triphosphate est composée d’adénosine et
de trois groupes phosphate (figure 3.1). L’adénosine est la
combinaison d’adénine (une base contenant de l’azote) et de
ribose (un sucre à cinq carbones). La décomposition d’une
molécule d’ATP pour produire de l’énergie est connue sous le
nom d’hydrolyse, car elle nécessite une molécule d’eau.
L’hydrolyse de l’ATP est catalysée par la présence d’une
enzyme appelée « adénosine triphosphatase » (ATPase). Plus
précisément, la myosine ATPase est l’enzyme qui catalyse
l’hydrolyse de l’ATP pour le recyclage des ponts. D’autres
enzymes spécifiques hydrolysent l’ATP à d’autres endroits,
comme l’ATPase calcique, pour pomper le calcium dans le
réticulum sarcoplasmique, et l’ATPase sodium-potassium, pour
maintenir le gradient de concentration sarcolemmal après la
dépolarisation. L’équation suivante représente les réactifs (à
gauche), l’enzyme (au milieu) et les produits (à droite) de
l’hydrolyse de l’ATP :
ADP représente l’adénosine diphosphate (seulement deux
groupes phosphate, figure 3.1), Pi est une molécule de
phosphate inorganique et H+ est un ion hydrogène (proton).
Une hydrolyse supplémentaire de l’ADP clive le deuxième
groupe phosphate et donne de l’adénosine monophosphate
(AMP). L’énergie libérée principalement par l’hydrolyse de l’ATP,
et secondairement par l’ADP, entraîne un travail biologique.
L’adénosine triphosphate est classée comme une molécule de
haute énergie, car elle stocke de grandes quantités d’énergie
dans les liaisons chimiques des deux groupes phosphate
terminaux. Les processus de production d’ATP doivent se
produire dans la cellule car les cellules musculaires ne stockent
l’ATP qu’en quantité limitée et l’activité physique nécessite un
approvisionnement constant en ATP pour fournir l’énergie
nécessaire aux actions musculaires.
SYSTÈMES D’ÉNERGIE BIOLOGIQUE
Il existe trois systèmes énergétiques de base dans les cellules
musculaires des mammifères pour reconstituer l’ATP :
le système phosphagène
la glycolyse
le système oxydatif
Lorsqu’il est question de la bioénergétique liée à l’exercice, les
termes « métabolisme anaérobie » et « métabolisme aérobie »
sont souvent utilisés. Les processus anaérobies ne nécessitent
pas la présence d’oxygène, tandis que les mécanismes
aérobies dépendent de l’oxygène. Les systèmes phosphagène
et glycolytique sont des mécanismes anaérobies qui se
produisent dans le sarcoplasme d’une cellule musculaire. Le
cycle de Krebs, le transport d’électrons et le reste du système
oxydatif sont des mécanismes aérobies qui se produisent dans
les mitochondries des cellules musculaires, et nécessitent de
l’oxygène comme accepteur d’électrons terminal.
Des trois principaux macro-nutriments – glucides, protéines et
graisses – seul le glucide peut être métabolisé en énergie sans
l’intervention directe de l’oxygène. Par conséquent, les glucides
sont essentiels pendant le métabolisme anaérobie. Les trois
systèmes énergétiques sont actifs à tout moment. Cependant,
l’ampleur de la contribution de chaque système à la
performance globale du travail dépend d’abord de l’intensité de
l’activité et ensuite de la durée.
L’énergie stockée dans les liaisons chimiques de
l’adénosine triphosphate (ATP) est utilisée pour
stimuler l’activité musculaire. La régénération de l’ATP
dans le muscle squelettique humain est accomplie par
trois systèmes énergétiques de base : phosphagène
(a), glycolytique (b) et oxydatif (c).
SYSTÈME PHOSPHAGÈNE
Le système phosphagène fournit de l’ATP principalement pour
des activités à court terme et de haute intensité (par exemple,
entraînement de musculation et sprint) et est très actif au début
de tout exercice, quelle que soit l’intensité. Ce système
énergétique repose sur l’hydrolyse de l’ATP (équation 3.1) et la
dégradation d’une autre molécule de phosphate de haute
énergie appelée « phosphate de créatine » (CP) ou
« phosphocréatine » (PCr). La créatine kinase est l’enzyme qui
catalyse la synthèse de l’ATP à partir du CP et de l’ADP dans la
réaction suivante :
Le phosphate de créatine fournit un groupe phosphate qui se
combine avec l’ADP pour reconstituer l’ATP. La réaction de
créatine kinase fournit de l’énergie à un taux élevé/ Cependant,
comme le CP est stocké en quantité relativement faible, le
système phosphagène ne peut pas être le principal fournisseur
d’énergie pour des activités continues de longue durée.
※ RÉSERVES D’ATP
Le corps stocke environ 80 à 100 g d’ATP à un moment donné,
ce qui ne représente pas une réserve d’énergie suffisante pour
l’exercice. De plus, les réserves d’ATP ne peuvent pas être
complètement épuisées en raison de la nécessité d’une fonction
cellulaire de base. En fait, les concentrations d’ATP peuvent
diminuer jusqu’à 50 % à 60 % des niveaux de préexercice lors
d’expérimentations induisant une fatigue musculaire. Par
conséquent, le système phosphagène utilise la réaction de
créatine kinase (équation 3.2) pour maintenir la concentration
d’ATP.
Dans des circonstances normales, les concentrations de PC
dans les muscles squelettiques sont quatre à six fois plus
élevées que les concentrations d’ATP. Le système
phosphagène, au moyen de la CP et de la réaction de créatine
kinase, sert ainsi de réserve d’énergie pour reconstituer
rapidement l’ATP. De plus, les fibres musculaires de type II (à
contraction rapide) contiennent des concentrations de CP plus
élevées que les fibres de type I (à contraction lente). Les
individus avec des pourcentages plus élevés de fibres de type II
peuvent donc reconstituer l’ATP plus rapidement à travers le
système phosphagène pendant un exercice explosif anaérobie.
Une autre réaction importante à enzyme unique qui peut
rapidement reconstituer l’ATP est la réaction d’adénylate kinase
(également appelée « myokinase ») :
Cette réaction est particulièrement importante car l’AMP, produit
de la réaction de l’adénylate kinase (ou myokinase), est un
puissant stimulant de la glycolyse.
※ CONTRÔLE DU SYSTÈME PHOSPHAGÈNE
Les réactions du système phosphagène (souvent représentées
par les équations 3.1, 3.2 et 3.3) sont largement contrôlées par
la loi de l’action de masse ou l’effet de l’action de masse. La loi
de l’action de masse stipule que les concentrations de réactifs
ou de produits (ou les deux) en solution dirigeront la direction
des réactions. Avec les réactions à médiation enzymatique,
telles que les réactions du système phosphagène, la vitesse de
formation du produit est fortement influencée par les
concentrations des réactifs. Ceci est indiqué dans les
équations 3.1, 3.2 et 3.3 par la flèche bidirectionnelle entre les
réactifs et les produits.
Par exemple, comme l’ATP est hydrolysée pour produire
l’énergie nécessaire à l’exercice (équation 3.1), il y a une
augmentation transitoire des concentrations d’ADP (ainsi que de
Pi) dans le sarcolemme. Cela augmentera le taux de réaction de
la créatine kinase et de l’adénylate kinase (équations 3.2 et
3.3) pour reconstituer l’approvisionnement en ATP. Le
processus se poursuivra jusqu’à ce que l’exercice cesse, ou que
l’intensité soit suffisamment faible pour ne pas épuiser les
réserves de CP et permettre à la glycolyse ou au système
oxydatif de devenir le principal fournisseur d’ATP et de
phosphoryler à nouveau la créatine libre (équation 3.2). À ce
stade, la concentration sarcoplasmique d’ATP restera stable ou
augmentera, ce qui ralentira ou inversera les directions des
réactions de la créatine kinase et de l’adénylate kinase. En
conséquence, les équations 3.1, 3.2 et 3.3 sont souvent
appelées « réactions de quasi-équilibre », et se déroulent dans
une direction dictée par les concentrations des réactifs en raison
de la loi de l’action de masse.
GLYCOLYSE
La glycolyse est la décomposition des glucides – soit du
glycogène stocké dans le muscle, soit du glucose délivré dans
le sang – pour resynthétiser l’ATP. Le processus de glycolyse
implique de multiples réactions catalysées enzymatiquement
(figure 3.2). Par conséquent, le taux de resynthèse de l’ATP
pendant la glycolyse n’est pas aussi rapide qu’avec le système
phosphagène à une seule étape. Cependant, la capacité de
produire de l’ATP est beaucoup plus élevée, en raison d’un
apport plus important de glycogène et de glucose par rapport à
la CP. Comme avec le système phosphagène, la glycolyse se
produit dans le sarcoplasme.
Comme le montre la figure 3.2, le pyruvate, résultat final de la
glycolyse, peut se dérouler de deux façons :
1. Le pyruvate peut être converti en lactate dans le
sarcoplasme.
2. Le pyruvate peut être transporté dans les mitochondries.
Lorsque le pyruvate est converti en lactate, la resynthèse de
l’ATP se produit à un rythme plus rapide, via la régénération
rapide de NAD+, mais sa durée est limitée en raison de la
production subséquente de H+ et de la diminution du pH
cytosolique qui en résulte. Ce processus est parfois appelé
« glycolyse anaérobie », ou « glycolyse rapide ». Cependant,
lorsque le pyruvate est transporté dans les mitochondries pour
subir le cycle de Krebs, le taux de resynthèse de l’ATP est plus
lent en raison des nombreuses réactions, et peut prendre plus
de temps si l’intensité de l’exercice est suffisamment faible. Ce
processus est souvent appelé « glycolyse aérobie », ou
« glycolyse lente ». À des intensités d’exercice plus élevées, le
pyruvate et le NADH augmenteront au-delà de ce qui peut être
traité par le pyruvate déshydrogénase et seront ensuite
convertis en lactate et NAD+. Malheureusement, comme la
glycolyse elle-même ne dépend pas de l’oxygène, les termes de
« glycolyse anaérobie » et « glycolyse aérobie » ne sont
probablement pas pratiques pour décrire les processus.
Néanmoins, le sort du pyruvate est finalement contrôlé par les
besoins énergétiques de la cellule.
Si la demande d’énergie est élevée et doit être transférée
rapidement, comme dans le cas de l’entraînement en
résistance, le pyruvate est principalement converti en lactate
pour soutenir davantage la glycolyse anaérobie.
Si la demande d’énergie n’est pas aussi élevée et que l’oxygène
est présent en quantité suffisante dans la cellule, le pyruvate
peut être davantage oxydé dans les mitochondries.
※ GLYCOLYSE ET FORMATION DE LACTATE
La formation de lactate à partir de pyruvate est catalysée par
l’enzyme lactate déshydrogénase. Parfois, à tort, il est
considéré que le résultat final de cette réaction est la formation
d’« acide lactique ». Cependant, en raison du pH physiologique
(près de 7) et des étapes antérieures de la glycolyse qui
consomment des protons, le lactate – plutôt que l’« acide
lactique » – est le produit de la réaction de lactate
déshydrogénase. Bien que la fatigue musculaire ressentie
pendant l’exercice soit souvent en corrélation avec des
concentrations tissulaires élevées de lactate, le lactate n’est pas
la cause de la fatigue. L’accumulation de protons H+ pendant la
fatigue réduit le pH intracellulaire, inhibe les réactions
glycolytiques et interfère directement avec le couplage
excitation/contraction des muscles, peut-être en inhibant la
liaison du calcium à la troponine ou en interférant avec le
recyclage des ponts. De plus, la diminution du pH inhibe le taux
de renouvellement enzymatique des systèmes énergétiques de
la cellule. Dans l’ensemble, ce processus de diminution du pH
induit par l’exercice est appelé « acidose métabolique » et peut
être responsable d’une grande partie de la fatigue périphérique
qui se produit pendant l’exercice. Plus récemment, le rôle de
l’acidose métabolique dans la fatigue périphérique a été remis
en question : d’autres facteurs joueraient un rôle prépondérant
dans la fatigue périphérique, comme une augmentation de la
concentration interstitielle en K+ et P qui altérerait la libération
de Ca2+. Cependant, des recherches suggèrent que d’autres
mécanismes, tels que la simple hydrolyse de l’ATP (équation
3.1), sont responsables de la majeure partie de l’accumulation
de H+, et que le lactate lui-même agit en fait pour diminuer
l’acidose métabolique plutôt que pour l’accélérer. Vous pouvez
vous reporter à l’encadré intitulé « L’« acide lactique » ne
provoque pas d’acidose métabolique ! ». En fait, le lactate est
souvent utilisé comme substrat énergétique, en particulier dans
les fibres de type I et les fibres musculaires cardiaques. Il est
également utilisé dans la gluconéogenèse – la formation de
glucose à partir de sources non glucidiques – pendant un
exercice et une récupération prolongés.
Normalement, il y a une faible concentration de lactate dans le
sang et les muscles. La plage normale de concentration de
lactate dans le sang est de 0,5 à 2,2 mmol/L au repos et de 0,5
à 2,2 mmol pour chaque kilogramme de muscle humide (muscle
non desséché). La production de lactate augmente avec
l’intensité de l’exercice et semble dépendre du type de fibre
musculaire. Les chercheurs ont rapporté que le taux maximal de
production de lactate pour les fibres musculaires de type II est
de 0,5 mmol · g-1 · s-1 et de 0,25 mmol · g-1 · s-1 pour les fibres
de type I. Un taux plus élevé de production de lactate par les
fibres musculaires de type II peut refléter une concentration ou
une activité plus élevée des enzymes glycolytiques que dans les
fibres musculaires de type I. Bien que la concentration la plus
élevée possible d’accumulation de lactate ne soit pas connue,
une fatigue intense peut se produire à des concentrations
sanguines comprises entre 20 et 25 mmol/L. Une étude a
cependant montré des concentrations sanguines de lactate
supérieures à 30 mmol/L après plusieurs épisodes d’exercice
dynamique. Parallèlement à l’intensité de l’exercice et le type de
fibre musculaire, la durée de l’exercice, l’état d’entraînement et
les niveaux initiaux de glycogène peuvent également influencer
l’accumulation de lactate.
Les concentrations de lactate dans le sang reflètent l’équilibre
net de la production et de la clairance du lactate résultant du
tamponnage au bicarbonate (HCO -). HCO - minimise
l’influence perturbatrice des H+ sur le pH en acceptant le proton
(H2CO3). La clairance et la mise en tampon du lactate du sang
reflètent un retour à la plage homéostatique. Le lactate peut être
éliminé par oxydation dans la fibre musculaire dans laquelle il a
été produit, ou il peut être transporté dans le sang vers d’autres
fibres musculaires pour être oxydé. Le lactate peut également
être transporté dans le sang vers le foie, où il est converti en
glucose. Ce processus est appelé cycle de Cori et est illustré à
la figure 3.3.
Gollnick, ses collègues et d’autres auteurs ont rapporté que les
concentrations sanguines de lactate reviennent normalement à
leurs valeurs initiales dans l’heure qui suit l’activité, selon la
durée et l’intensité de l’exercice, le statut d’entraînement et le
type de récupération (passive ou active). Il a été démontré
qu’une légère activité pendant la période post-exercice
augmente les taux de clairance du lactate. Par exemple, chez
les nageurs de compétition, une récupération active après une
baignade à effort maximal de deux cents yards (182,9 m) a
entraîné une meilleure clairance du lactate par rapport à une
récupération passive. De plus, les athlètes entraînés en aérobie
et en anaérobie ont des taux d’élimination du lactate plus
rapides que les personnes non entraînées. Les pics de
concentration de lactate dans le sang se produisent environ cinq
minutes après la fin de l’exercice, un délai fréquemment attribué
au temps nécessaire pour tamponner et transporter le lactate
des tissus vers le sang.
L’accumulation de lactate sanguin est plus importante après un
exercice intermittent de haute intensité (entraînement en
musculation et sprints) qu’après un exercice continu de faible
intensité. Cependant, les personnes entraînées connaissent des
concentrations de lactate sanguin plus faibles que les
personnes non entraînées lorsqu’elles font de l’exercice à une
charge de travail absolue (même résistance). Cela indique que
l’entraînement en résistance entraîne des altérations de la
réponse au lactate similaires à celles de l’entraînement
d’endurance aérobie. Ces altérations incluent une concentration
de lactate sanguin plus faible à une charge de travail donnée
chez des individus entraînés et des concentrations de lactate
sanguin plus élevées chez des individus entraînés pendant
l’exercice maximal.
La réaction nette à la glycolyse lorsque le pyruvate est converti
en lactate peut être résumée comme suit :
Glucose + 2P + 2ADP → 2Lactate + 2ATP + H2O (Équation
3.4)
L’« ACIDE LACTIQUE » NE PROVOQUE
PAS D’ACIDOSE MÉTABOLIQUE !
L’acidose lactique est un terme commun
impropre, car on pense que l’« acide lactique »
provoque à tort les sensations de brûlure
ressenties lors de la fatigue musculaire
pendant des exercices de haute intensité. Ceci
est fondé sur l’hypothèse qu’il existe une
dissociation immédiate de l’« acide lactique »
en lactate et H+ lorsqu’il est produit par
glycolyse dans le muscle squelettique.
Cependant, la réaction phosphoglycérate
kinase de la glycolyse implique le transfert d’un
phosphate laissant un groupe carboxylate
(COO-). Ainsi, comme le montre la figure 3.4 ,
aucun proton (H+) n’existe pour se dissocier du
lactate.
De plus, la réaction de lactate déshydrogénase
elle-même consomme des protons, ce qui
alcalinise la cellule – tout le contraire de
l’acidose. En fait, Busa et Nuccitelli ont
déclaré : « L’hydrolyse de l’ATP, et non
l’accumulation de lactate, est la source
dominante
de
la
charge
d’acide
intracellulaire… ».
Pour Robergs et ses collègues, l’hydrolyse de
l’ATP à l’extérieur des mitochondries est
principalement responsable de l’accumulation
de protons (H+) pendant l’acidose métabolique
induite par l’exercice – et non la conversion du
pyruvate en lactate comme on le croit
communément.
Le terme « acide lactique » ne devrait plus être
utilisé en méthodologie de l’entraînement, le
corps humain n’étant pas capable de produire
de tels niveaux d’acidité.
※ GLYCOLYSE MENANT AU CYCLE DE KREBS
Si l’oxygène est présent en quantité suffisante dans les
mitochondries (organites cellulaires spécialisés où se produisent
les réactions du métabolisme aérobie), le pyruvate, produit final
de la glycolyse, n’est pas converti en lactate mais est transporté
dans les mitochondries. Sont également transportées deux
molécules de nicotinamide adénine dinucléotide réduit (NADH)
produites au cours des réactions glycolytiques (le terme
« réduit » fait référence à l’hydrogène ajouté). Lorsque le
pyruvate pénètre dans les mitochondries, il est converti en
acétyl-CoA (CoA pour coenzyme A) par le complexe pyruvate
déshydrogénase, entraînant la perte d’un carbone sous forme
de CO2.
L’acétyl-CoA peut alors entrer dans le cycle de Krebs pour une
nouvelle resynthèse de l’ATP. Les molécules de NADH
pénètrent dans le système de transport d’électrons, où elles
peuvent également être utilisées pour resynthétiser l’ATP.
La réaction nette à la glycolyse lorsque le pyruvate est fermé
aux mitochondries peut être résumée comme suit :
Glucose + 2Pi + 2ADP + 2NAD+ → 2Pyruvate
+ 2ATP + 2NADH + 2H O (Équation 3.5)
※ RENDEMENT ÉNERGÉTIQUE DE LA GLYCOLYSE
Il existe deux mécanismes principaux pour resynthétiser l’ATP
pendant le métabolisme :
1. La phosphorylation au niveau du substrat
2. La phosphorylation oxydative
La phosphorylation est le processus consistant à ajouter un
phosphate inorganique (Pi) à une autre molécule. Par exemple,
ADP + Pi → ATP est la phosphorylation de l’ADP en ATP. La
phosphorylation oxydative se réfère à la resynthèse de l’ATP
dans la chaîne de transport d’électrons (CTE). En revanche, la
phosphorylation au niveau du substrat fait référence à la
resynthèse directe de l’ATP à partir de l’ADP, lors d’une seule
réaction dans les voies métaboliques. Pour illustrer, dans la
glycolyse, il y a deux étapes qui entraînent une phosphorylation
au niveau du substrat de l’ADP en ATP :
1,3-bisphosphoglycérate + ADP + P
→ Phosphoglycérate kinase →→ 3-phosphoglycérate
+ ATP (Équation 3.6)
Phosphénolpyruvate + ADP + P
→ Pyruvate kinase →→ Pyruvate + ATP (Équation 3.7)
Le nombre brut de molécules d’ATP qui sont resynthétisées à la
suite de la phosphorylation au niveau du substrat pendant la
glycolyse est de quatre (figure 3.2). Cependant, la réaction qui
convertit le fructose-6-phosphate en fructose-1,6-bisphosphate
(catalysé par l’enzyme phosphofructokinase [PFK]) dans la
glycolyse nécessite l’hydrolyse d’une molécule d’ATP. De plus, il
existe deux sources possibles de glucose : la glycémie et le
glycogène musculaire. Lorsque le glucose sanguin pénètre dans
la cellule musculaire, il doit être phosphorylé pour rester dans la
cellule et maintenir le gradient de concentration en glucose. La
phosphorylation d’une molécule de glucose sanguin, qui est
catalysée par l’hexokinase, nécessite également l’hydrolyse
d’une ATP. En revanche, lorsque le glycogène musculaire est
décomposé (glycogénolyse) en glucose à l’aide de l’enzyme
glycogène phosphorylase, le glucose est déjà phosphorylé et ne
nécessite pas l’hydrolyse de l’ATP. Par conséquent, lorsque la
glycolyse commence avec une molécule de glucose sanguin,
deux molécules d’ATP sont utilisées et quatre sont
resynthétisées, se traduisant par une resynthèse nette de deux
molécules d’ATP. Lorsque la glycolyse commence à partir du
glycogène musculaire, un seul ATP est utilisé et quatre ATP
sont resynthétisées, ce qui donne une resynthèse nette de trois
molécules d’ATP.
※ CONTRÔLE DE LA GLYCOLYSE
En général, le taux de glycolyse est stimulé pendant les actions
musculaires intenses par des concentrations élevées d’ADP, de
Pi et d’ammoniac et par une légère diminution du pH et de
l’AMP, qui sont tous des signes d’une augmentation de
l’hydrolyse d’ATP et d’un besoin d’énergie. En revanche, la
glycolyse est inhibée par un pH, une ATP, un CP, un citrate et
des acides gras libres nettement plus bas, qui sont
généralement présents au repos. (Notez qu’une légère
diminution du pH augmente la glycolyse. Si le pH continue de
diminuer de manière significative, il inhibera le taux de
glycolyse). Cependant, il existe des facteurs plus spécifiques qui
contribuent à la régulation de la glycolyse, tels que les
concentrations et le taux de renouvellement de trois enzymes
glycolytiques importantes : hexokinase, PFK et pyruvate kinase.
Ces trois enzymes régulent la glycolyse, car chacune a
d’importants sites de liaison allostérique (signifiant « autre
site »). La régulation allostérique se produit lorsque le produit
final d’une réaction ou d’une série de réactions se nourrit pour
réguler le taux de renouvellement des enzymes clés dans les
voies métaboliques. Par conséquent, ce processus est
également appelé « régulation du produit final » ou « régulation
par rétroaction ». L’inhibition allostérique se produit lorsqu’un
produit final se lie à l’enzyme de régulation, diminue son taux de
renouvellement et ralentit la formation du produit. En revanche,
l’activation allostérique se produit lorsqu’un « activateur » se lie
à l’enzyme et augmente son taux de renouvellement.
L’hexokinase, qui catalyse la phosphorylation du glucose en
glucose-6-phosphate, est inhibée de façon allostérique par la
concentration de glucose-6-phosphate dans le sarcoplasme.
Ainsi, plus la concentration de glucose-6-phosphate est élevée,
plus l’hexokinase sera inhibée. De plus, la phosphorylation du
glucose l’engage dans la cellule pour qu’elle ne puisse pas
partir. De même, la réaction PFK (fructose-6-phosphate →
fructose 1,6-bisphosphate) engage la cellule à métaboliser le
glucose plutôt qu’à le stocker sous forme de glycogène. La
phosphofructokinase est le régulateur le plus important de la
glycolyse car c’est l’étape limitant la vitesse. L’adénosine
triphosphate étant un inhibiteur allostérique de la PFK, à mesure
que les concentrations intracellulaires d’ATP augmentent,
l’activité PFK diminue et réduit la conversion du fructose-6phosphate en fructose 1,6-bisphosphate et, par la suite, diminue
l’activité de la voie glycolytique. Cependant, l’AMP est un
activateur allostérique de la PFK et un puissant stimulateur de la
glycolyse. De plus, l’ammoniac produit au cours d’un exercice
de haute intensité, et à la suite de la désamination de l’AMP ou
des acides aminés (élimination du groupe amine de la molécule
d’acides aminés), peut également stimuler la PFK. La pyruvate
kinase catalyse la conversion du phosphoénolpyruvate en
pyruvate et est l’enzyme de régulation finale. Le pyruvate kinase
est inhibé de façon allostérique par l’ATP et l’acétyl-CoA (ce
dernier est un intermédiaire du cycle de Krebs) et activée par
des concentrations élevées d’AMP et de fructose-1,6bisphosphate.
※ SEUIL LACTIQUE ET DÉBUT D’ACCUMULATION DU LACTATE SANGUIN
Des données récentes suggèrent qu’il existe des points de
rupture spécifiques dans la courbe d’accumulation de lactate
(figure 3.5) lorsque l’intensité de l’exercice augmente.
L’intensité d’exercice ou l’intensité relative à laquelle le lactate
sanguin commence une augmentation brusque au-dessus de la
concentration de base a été appelée « seuil de lactate »
(« lactate threshold » en anglais, ou LT). Le LT représente une
dépendance considérablement accrue sur les mécanismes
anaérobies dans la production d’énergie pour répondre à la
demande. Le LT correspond bien au seuil ventilatoire (point de
rupture dans la relation entre ventilation et la VO2) et est
souvent utilisé comme marqueur du seuil anaérobie.
Le LT commence généralement entre 50 % et 60 % de
l’absorption maximale d’oxygène chez les individus non
entraînés, et entre 70 % et 80 % chez les athlètes entraînés en
aérobie. Une deuxième augmentation du taux d’accumulation
de lactate a été observée lors d’exercices plus intenses. Ce
deuxième point d’inflexion a été appelé « début de
l’accumulation de lactate sanguin » (« onset of blood lactate
accumulation » en anglais, ou OBLA), et se produit lorsque la
concentration de lactate sanguin atteint 4 mmol/L. Les ruptures
de la courbe d’accumulation de lactate peuvent correspondre
aux points où les unités motrices intermédiaires et grandes sont
recrutées lors de l’augmentation des intensités d’exercice. Les
cellules musculaires associées à de grandes unités motrices
sont généralement des fibres de type II, qui sont
particulièrement adaptées au métabolisme anaérobie et à la
production de lactate. Certaines études suggèrent que
l’entraînement à des intensités proches ou supérieures au LT ou
à l’OBLA pousse le LT et l’OBLA vers la droite (l’accumulation
de lactate se produit plus tard lors d’un exercice plus intense).
Ce changement se produit probablement à la suite de
changements dans la libération d’hormones, en particulier la
libération réduite de catécholamines, et l’augmentation du
contenu mitochondrial qui permet une plus grande production
d’ATP par le biais de mécanismes aérobies. Ce changement
permet à l’athlète de performer à des pourcentages plus élevés
d’absorption maximale d’oxygène, sans autant d’accumulation
de lactate dans le sang.
LE SYSTÈME OXYDATIF (AÉROBIE)
Le système oxydatif, principale source d’ATP au repos et
pendant les activités de faible intensité, utilise principalement
des glucides et des graisses comme substrat. Les protéines
n’apportent pas une contribution significative à l’énergie totale
mais, cependant, l’utilisation de protéines augmente de façon
significative pendant les longues privations et les exercices de
longue durée (> 90 minutes). Au repos, environ 70 % de l’ATP
produite est dérivé des graisses, et 30 % des glucides. Après le
début de l’activité, à mesure que l’intensité de l’exercice
augmente, il s’opère un changement pour privilégier les glucides
aux graisses. Pendant un exercice aérobie de haute intensité,
près de 100 % de l’énergie est dérivée des glucides si un
approvisionnement adéquat est disponible, avec seulement des
contributions minimes de graisses et de protéines. Cependant,
au cours d’un travail prolongé, sous-maximal et à l’état
d’équilibre, il y a un passage progressif des glucides aux
graisses et, dans une très faible mesure, aux protéines, en tant
que substrats énergétiques.
※ OXYDATION DE GLUCOSE ET DE GLYCOGÈNE
Le métabolisme oxydatif de la glycémie et du glycogène
musculaire commence par la glycolyse. Si l’oxygène est présent
en quantité suffisante, le pyruvate, produit final de la glycolyse,
n’est pas converti en lactate mais est transporté vers les
mitochondries, où il est converti en acétyl-CoA (une molécule à
deux carbones), qui entre dans le cycle de Krebs, également
connu sous les noms de « cycle d’acide citrique » ou « cycle
d’acide tricarboxylique ». Le cycle de Krebs est une série de
réactions qui continue l’oxydation du substrat de la glycolyse et
produit indirectement deux ATP, à partir du guanosine
triphosphate (GTP), via la phosphorylation au niveau du
substrat, pour chaque molécule de glucose.
Sont également produites à partir des deux molécules de
pyruvate après la production d’une molécule de glucose, six
molécules de NADH et deux molécules de flavine adénine
dinucléotide réduite (FADH2). Ces molécules transportent des
atomes d’hydrogène vers la CTE (chaîne de transport
d’électrons) pour être utilisées pour produire de l’ATP à partir
d’ADP. La CTE utilise les molécules NADH et FADH2 pour
rephosphoryler l’ADP en ATP (figure 3.7).
Les atomes d’hydrogène sont transmis le long de la chaîne (une
série de porteurs d’électrons, appelés « cytochromes ») pour
former un gradient de concentration de protons, qui fournit
l’énergie pour la production d’ATP, l’oxygène servant
d’accepteur d’électrons final (entraînant la formation d’eau).
Parce que la NADH et la FADH2 entrent dans la CTE à
différents sites, ils diffèrent dans leur capacité à produire de
l’ATP. Une molécule de NADH peut produire trois molécules
d’ATP, tandis qu’une molécule de FADH2 ne peut en produire
que deux. La production d’ATP au cours de ce processus est
appelée « phosphorylation oxydative ». Le système oxydatif,
commençant par la glycolyse et incluant le cycle de Krebs et la
CTE, aboutit à la production d’environ 38 ATP à partir de la
dégradation d’une seule molécule de glucose sanguin.
Cependant, si la glycolyse est initiée à partir du glycogène
musculaire, la production nette d’ATP est de 39, car la réaction
à l’hexokinase n’est pas nécessaire avec la glycogénolyse
musculaire.
Néanmoins,
la
phosphorylation
oxydative
représente plus de 90 % de la synthèse d’ATP par rapport à la
phosphorylation au niveau du substrat, ce qui démontre la
capacité de transfert d’énergie par le système oxydatif. Vous
pouvez vous reporter au tableau 3.1 pour un résumé de ces
processus.
※ OXYDATION DES GRAISSES
Les graisses peuvent également être utilisées par le système
d’énergie oxydatif. Les triglycérides stockés dans les cellules
graisseuses peuvent être décomposés par une enzyme, la
lipase hormonosensible, pour produire des acides gras libres et
du glycérol. Cela libère une partie du total des acides gras libres
des cellules graisseuses dans le sang, où ils peuvent circuler et
pénétrer dans les fibres musculaires et subir une oxydation. De
plus, des quantités limitées de triglycérides sont stockées dans
le muscle avec une forme de lipase hormonosensible pour
produire une source intramusculaire d’acides gras libres. Les
acides gras libres pénètrent dans les mitochondries, où ils
subissent une oxydation bêta, une série de réactions dans
lesquelles les acides gras libres se décomposent, entraînant la
formation d’acétyl-CoA et de protons d’hydrogène (figure 3.6).
L’acétyl-CoA entre directement dans le cycle de Krebs et les
atomes d’hydrogène sont transportés par le NADH et le FADH2
vers la CTE. Le résultat est des centaines de molécules d’ATP
fournies par oxydation bêta. Par exemple, la décomposition
d’une seule molécule de triglycérides contenant trois acides
gras libres à seize chaînes carbonées (acide palmitique) peut
être métabolisée par oxydation bêta pour produire plus de trois
cents molécules d’ATP (> 100 ATP par acide palmitique). Le
concept global est que l’oxydation des graisses est capable
d’une énorme capacité de synthèse d’ATP par rapport à
l’oxydation des glucides et des protéines.
TABLEAU 3.1 Rendement énergétique total de l’oxydation d’une molécule de
glucose
※ OXYDATION DES PROTÉINES
Bien qu’elle ne soit pas une source d’énergie importante pour la
plupart des activités, la protéine peut être décomposée en ses
acides aminés constitutifs par divers processus métaboliques.
La plupart de ces acides aminés peuvent ensuite être convertis
en glucose (dans un processus appelé « gluconéogenèse »), en
pyruvate ou en divers intermédiaires du cycle de Krebs pour
produire de l’ATP (figure 3.6). On estime que la contribution des
acides aminés à la production d’ATP est minime au cours d’un
exercice à court terme, mais peut contribuer à hauteur de 3 à 18
% des besoins énergétiques pendant une activité prolongée. On
pense que les principaux acides aminés oxydés dans le muscle
squelettique sont les acides aminés à chaîne ramifiée (leucine,
isoleucine et valine), bien que l’alanine, l’aspartate et le
glutamate puissent également être utilisés. Les déchets azotés
issus de la dégradation des acides aminés sont éliminés par la
formation d’urée et de petites quantités d’ammoniac.
L’élimination par la formation d’ammoniac est importante car
l’ammoniac est toxique et est associé à la fatigue.
※ CONTRÔLE DU SYSTÈME OXYDATIF (AÉROBIE)
L’étape déterminant la vitesse dans le cycle de Krebs (figure
3.6) est la conversion de l’isocitrate en )-cétoglutarate, une
réaction catalysée par l’enzyme isocitrate déshydrogénase.
L’isocitrate déshydrogénase est stimulée par l’ADP et inhibée de
façon allostérique par l’ATP. Les réactions qui produisent du
NADH ou du FADH2 influencent également la régulation du
cycle de Krebs. Si le NAD+ et le FAD2+ ne sont pas disponibles
en quantité suffisante pour accepter l’hydrogène, la vitesse du
cycle de Krebs est réduite. De plus, lorsque le GTP s’accumule,
la concentration de succinyl-CoA augmente, ce qui inhibe la
réaction initiale (oxaloacétate + acétyl-CoA → citrate + CoA) du
cycle de Krebs. La CTE est inhibée par l’ATP et stimulée par
l’ADP. Un aperçu simplifié du métabolisme des lipides, des
glucides et des protéines est présenté à la figure 3.8.
※ PRODUCTION D’ÉNERGIE ET CAPACITÉ
Les systèmes d’énergie phosphagène, glycolytique et oxydatif
diffèrent dans leur capacité à fournir de l’énergie pour des
activités de différentes intensités et durées (tableaux 3.2 et
3.3). L’intensité de l’exercice est définie comme un niveau
d’activité musculaire qui peut être quantifié en termes de
puissance (travail effectué par unité de temps). Des activités
telles que l’entraînement de musculation, effectué à une
puissance
élevée,
nécessitent
un
taux
rapide
d’approvisionnement en énergie et dépendent presque
entièrement de l’énergie fournie par le système phosphagène.
Les activités de faible intensité, mais de longue durée, comme
le marathon, nécessitent un approvisionnement énergétique
prolongé et dépendent principalement de l’énergie fournie par le
système d’énergie oxydatif. La principale source d’énergie pour
les activités entre ces deux extrêmes se déplace, selon
l’intensité et la durée de l’événement (tableau 3.2). En général,
les activités courtes et de haute intensité (entraînement de
musculation à haute intensité, sprint) dépendent en grande
partie du système énergétique phosphagène et de la glycolyse
rapide. À mesure que l’intensité diminue et que la durée
augmente, l’accent est progressivement mis sur la glycolyse
lente et le système d’énergie oxydatif.
TABLEAU 3.2 Effet de la durée et de l’intensité de l’épreuve sur le système
d’énergie primaire utilisé
TABLEAU 3.3 Classements du taux et de la capacité de production d’ATP
En général, il existe une relation inverse entre le taux
maximal de production d’ATP d’un système
énergétique donné (ATP produite par unité de temps)
et sa capacité (quantité totale d’ATP produite au fil du
temps). Le système phosphagène est capable
d’atteindre le taux de production d’ATP le plus élevé,
tandis que l’oxydation des graisses a la plus grande
capacité de production d’ATP. En conséquence, le
système d’énergie phosphagène fournit
principalement de l’ATP pour les activités de haute
intensité et de courte durée (sprint sur 100 m), le
système glycolytique intervient pour les activités
d’intensité modérée à élevée de courte à moyenne
durée (sprint sur 400 m) et le système oxydatif pour
les activités de faible intensité de longue durée
(marathon).
La durée de l’activité influence également le système
énergétique utilisé. Les événements sportifs varient en durée de
quelques secondes (épaulé et lancer du poids) à plus de quatre
heures (triathlon longue distance, ultra-marathon). Si un athlète
produit un effort (qui se traduit par la meilleure performance
possible pour une épreuve donnée), les considérations de
temps indiquées dans le tableau 3.2 sont raisonnables.
À aucun moment, pendant l’exercice ou le repos, un système
énergétique ne fournit à lui seul l’approvisionnement complet
d’énergie. Pendant l’exercice, le degré auquel les systèmes
anaérobies et oxydatifs contribuent à la production d’énergie
produite est déterminé principalement par l’intensité de
l’exercice et, secondairement, par la durée de l’exercice.
La mesure dans laquelle chacun des trois systèmes
énergétiques contribue à la production d’ATP dépend
principalement de l’intensité de l’activité musculaire
et, secondairement, de la durée. Aucun système
énergétique ne fournit à aucun moment, pendant
l’exercice ou au repos, l’ensemble des besoins
énergétiques.
ÉPUISEMENT ET RÉPLÉTION DES SUBSTRATS
Les substrats énergétiques – molécules qui fournissent des
matières de départ pour les réactions bioénergétiques, y
compris les phosphates (ATP et CP), le glucose, le glycogène,
le lactate, les acides gras libres et les acides aminés – peuvent
être épuisés de manière sélective pendant l’exécution d’activités
de différentes intensités et durées. Par la suite, l’énergie qui
peut être produite par les systèmes bio-énergétiques est
réduite. La fatigue ressentie lors de nombreuses activités est
fréquemment associée à l’épuisement des phosphagènes et du
glycogène : l’épuisement des substrats tels que les acides gras
libres, le lactate et les acides aminés ne se produit
généralement pas, dans la mesure où les performances sont
limitées. Par conséquent, le schéma de déplétion et de réplétion
des phosphagènes et du glycogène après l’activité physique est
important dans la bio-énergétique de l’exercice et du sport.
PHOSPHAGÈNES
La fatigue pendant l’exercice semble être au moins
partiellement liée à la diminution des phosphagènes (ATP et
CP). Les concentrations de phosphagènes dans les muscles
sont plus rapidement épuisées en raison de l’exercice anaérobie
de haute intensité par rapport à l’exercice aérobie. La créatine
phosphate peut considérablement diminuer (50-70 %) au cours
de la première étape d’un exercice de haute intensité de courte
et moyenne durées (5-30 secondes) et peut être presque
complètement épuisée à la suite d’un exercice très intense
pouvant aller jusqu’à l’épuisement. Les concentrations d’ATP
musculaire peuvent légèrement diminuer, ou diminuer jusqu’à
50 à 60 % des niveaux de préexercice pendant la fatigue induite
expérimentalement.
Il convient également de noter que les actions musculaires
dynamiques qui produisent un travail externe utilisent plus
d’énergie métabolique et épuisent généralement les
phosphagènes dans une plus large mesure que les actions
musculaires isométriques.
La concentration intramusculaire d’ATP est en grande partie
maintenue pendant l’exercice, en raison de l’appauvrissement
en CP et de l’apport d’ATP supplémentaire par la réaction de
myokinase et de l’oxydation d’autres sources d’énergie, telles
que le glycogène et les acides gras libres. La réplétion postexercice du phosphate peut se produire dans une période
relativement courte : la resynthèse complète de l’ATP semble se
produire dans les trois à cinq minutes, et la resynthèse complète
du CP peut se produire dans les huit minutes. La réplétion des
phosphagènes est en grande partie réalisée en raison du
métabolisme aérobie, bien que la glycolyse puisse contribuer à
la récupération après un exercice intense.
Les effets de l’entraînement sur les concentrations de
phosphagènes ne sont pas bien étudiés ou compris.
L’entraînement en endurance aérobie peut augmenter les
concentrations de phosphagènes au repos et diminuer leur taux
d’épuisement à une puissance sous-maximale absolue donnée,
mais pas à une puissance sous-maximale relative (en
pourcentage du maximum). Bien que les chercheurs aient noté
des indications d’augmentation des concentrations de
phosphore au repos, des études à court terme (huit semaines)
sur le sprint et six mois de musculation ou d’entraînement
explosif n’ont pas montré d’altération des concentrations de
phosphagènes au repos. Cependant, la teneur totale en
phosphagènes peut être plus importante après l’entraînement
au sprint, en raison de l’augmentation de la masse musculaire. Il
a été démontré que l’entraînement de musculation augmentait
les concentrations de phosphagènes au repos dans le triceps
brachial après cinq semaines d’entraînement. L’augmentation
de la concentration de phosphagènes peut être due à
l’hypertrophie sélective des fibres de type II, qui peut contenir
une concentration de phosphagènes plus élevée que les fibres
de type I.
GLYCOGÈNE
Des réserves limitées de glycogène sont disponibles pour
l’exercice. Environ 300 à 400 g de glycogène sont stockés dans
l’ensemble des muscles du corps, et environ 70 à 100 g dans le
foie. Les concentrations de glycogène hépatique et musculaire
au repos peuvent être influencées par l’entraînement et les
habitudes
alimentaires.
La
recherche
suggère
que
l’entraînement anaérobie, y compris l’entraînement au sprint et
la musculation, et l’entraînement en endurance aérobie peuvent
augmenter la concentration de glycogène musculaire au repos,
en concomitance avec une nutrition appropriée.
Le taux de diminution du glycogène est lié à l’intensité de
l’exercice. Le glycogène musculaire est une source d’énergie
plus importante que le glycogène hépatique lors d’exercices
d’intensité modérée et élevée. Le glycogène hépatique semble
être plus important au cours d’un exercice de faible intensité et
sa contribution aux processus métaboliques augmente avec la
durée de l’exercice. Des augmentations de l’intensité relative de
l’exercice de 50 %, 75 % et 100 % de l’absorption maximale
d’oxygène entraînent une augmentation du taux de
glycogénolyse musculaire (dégradation du glycogène) de
respectivement 0,7, 1,4 et 3,4 mmol · kg −1 · min −1. À des
intensités relatives d’exercice supérieures à 60 % de
l’absorption maximale d’oxygène, le glycogène musculaire
devient un substrat énergétique de plus en plus important : toute
la teneur en glycogène de certaines cellules musculaires peut
s’épuiser pendant l’exercice.
Des concentrations de glucose sanguin relativement constantes
sont maintenues à de très faibles intensités d’exercice
(inférieures à 50 % de l’absorption maximale d’oxygène) en
raison d’une faible absorption de glucose musculaire. À mesure
que la durée de l’exercice se rapproche de quatre-vingt-dix
minutes, les concentrations de glucose dans le sang chutent,
mais rarement en dessous de 2,8 mmol/L. Un exercice de
longue durée (> 90 min), à des intensités plus élevées
(supérieures à 50 % de l’absorption maximale d’oxygène), peut
entraîner une diminution substantielle des concentrations de
glucose dans le sang en raison de l’épuisement du glycogène
hépatique. Des réactions hypoglycémiques peuvent survenir
chez certaines personnes dont la glycémie induite par l’exercice
est inférieure à 2,5 mmol/L. Une baisse de la glycémie à environ
2,5 à 3,0 mmol/L résulte d’une réduction des réserves de
glucides hépatiques et entraîne une diminution de l’oxydation
des glucides, voire l’épuisement.
L’exercice intermittent de très haute intensité, tel que
l’entraînement en résistance de haute intensité, peut provoquer
une déplétion substantielle du glycogène musculaire (diminution
de 20 % à 60 %) avec relativement peu de répétitions (faible
charge de travail total). Bien que les phosphagènes puissent
être le principal facteur limitant lors d’un exercice de résistance
avec une résistance élevée et peu de répétitions ou quelques
séries, le glycogène musculaire peut devenir le facteur limitant
de l’entraînement en résistance avec de nombreuses séries et
de plus grandes quantités de travail. Ce type d’exercice peut
entraîner une déplétion sélective du glycogène des fibres
musculaires (davantage de déplétion dans les fibres de type II),
ce qui peut également limiter les performances. Comme pour
d’autres types d’exercices dynamiques, le taux de
glycogénolyse musculaire pendant un exercice de résistance
dépend de l’intensité (plus l’intensité est élevée, plus le taux de
glycogénolyse est rapide). Cependant, il apparaît que lorsque
l’ensemble du travail effectué est identique, la quantité absolue
de déplétion en glycogène est la même, quelle que soit
l’intensité de la séance d’entraînement en résistance.
La réplétion du glycogène musculaire pendant la récupération
est liée à l’ingestion de glucides après l’exercice. La réplétion
semble être optimale si 0,7 à 3 g de glucides par kilogramme de
poids corporel sont ingérés toutes les deux heures après
l’exercice. Ce niveau de consommation de glucides peut
maximiser la réplétion du glycogène musculaire à 5 à 6 mmol/g
de masse musculaire humide par heure pendant les quatre à six
premières heures suivant l’exercice. Le glycogène musculaire
peut être complètement reconstitué en vingt-quatre heures, à
condition que suffisamment de glucides soient ingérés.
Cependant, si l’exercice a une composante excentrique élevée
(associée à des atteintes musculaires induites par l’exercice),
un laps de temps plus long peut être nécessaire pour
reconstituer complètement le glycogène musculaire.
DIFFÉRENCES DANS LA DÉPLÉTION
ET LA RESYNTHÈSE
DE LA PHOSPHOCRÉATINE ENTRE
LES ENFANTS ET LES ADULTES
Kappenstein et ses collègues ont travaillé
l’hypothèse selon laquelle une plus grande
capacité oxydative chez les enfants entraîne,
lors d’exercices intermittents de haute intensité,
une déplétion en CP plus faible, une
resynthèse plus rapide des CP et une acidose
métabolique plus faible que chez les adultes.
Seize enfants (d’un âge moyen de neuf ans) et
seize adultes (d’un âge moyen de vingt-six ans)
ont réalisé dix épisodes de contractions de
flexion plantaire dynamiques de trente
secondes, à 25 % du maximum d’une répétition
(1RM). La créatine phosphate, l’ATP, le
phosphate
inorganique
(Pi)
et
les
phosphomonoesters ont été mesurés pendant
et après l’exercice. La dégradation de la
créatine phosphate était significativement plus
faible chez les enfants pendant le premier
exercice, et les niveaux moyens de CP étaient
plus élevés chez les enfants à la fin de
l’exercice et pendant les périodes de
récupération. De plus, le pH musculaire était
significativement plus élevé chez les enfants à
la fin de l’exercice.
Les résultats suggèrent que les enfants sont
plus en mesure de répondre aux demandes
énergétiques grâce au métabolisme oxydatif
lors d’exercices intermittents de haute intensité.
FACTEURS BIOÉNERGÉTIQUES LIMITANTS
DE LA PERFORMANCE
Les facteurs limitant les performances maximales doivent être
pris en compte dans les mécanismes de fatigue ressentis
pendant l’exercice et l’entraînement. Lorsque l’on conçoit des
programmes d’entraînement et que l’on tente de retarder la
fatigue pour améliorer les performances, il est nécessaire de
comprendre les facteurs limitants éventuels pour chaque type
d’événement sportif. Le tableau 3.4 présente des exemples de
divers facteurs limitants fondés sur l’épuisement des sources
d’énergie et l’augmentation des ions d’hydrogène musculaire,
bien que d’autres facteurs puissent potentiellement interférer.
L’appauvrissement en glycogène peut être un facteur limitant, à
la fois pour les exercices de longue durée et de faible intensité,
soutenus principalement par le métabolisme aérobie, mais aussi
pour les exercices répétés de haute intensité portés
principalement par les mécanismes anaérobies. L’effet de
l’acidose métabolique sur la limitation de la force contractile est
important pour l’entraînement en musculation, le sprint et
d’autres activités principalement anaérobies. Plusieurs autres
facteurs ont été impliqués dans le développement de la fatigue
musculaire et peuvent limiter les performances physiques,
notamment une augmentation du phosphate inorganique
intracellulaire, une accumulation d’ammoniac, une augmentation
de l’ADP et une diminution de la libération de calcium par le
réticulum sarcoplasmique. Des recherches supplémentaires
sont nécessaires pour délimiter les causes de la fatigue
musculaire et les facteurs limitants la performance physique.
ABSORPTION D’OXYGÈNE ET CONTRIBUTIONS
AÉROBIES ET ANAÉROBIES À L’EXERCICE
L’absorption (ou la consommation) d’oxygène est une mesure
de la capacité d’une personne à absorber l’oxygène via le
système respiratoire et à l’apporter aux tissus actifs via le
système cardiovasculaire, et la capacité des tissus actifs
(principalement le muscle squelettique) à utiliser l’oxygène. Lors
d’un exercice de faible intensité à puissance constante,
l’absorption d’oxygène augmente pendant les premières
minutes jusqu’à ce qu’un état stable d’absorption (lorsque la
demande en oxygène est égale à la consommation d’oxygène)
soit atteint (figure 3.9).
Au début d’un exercice, cependant, une partie de l’énergie doit
être fournie par des mécanismes anaérobies car le système
aérobie répond lentement à l’augmentation initiale de la
demande d’énergie. Cette contribution anaérobie au coût
énergétique total de l’exercice est appelée « déficit en
oxygène ». Après l’exercice, l’absorption d’oxygène reste
supérieure aux niveaux préexercice pendant une période de
temps qui varie en fonction de l’intensité et de la durée de
l’exercice. La consommation d’oxygène post-exercice a été
appelée « dette d’oxygène », « récupération d’O2 » ou
« consommation excessive d’oxygène post-exercice »
(CEOPE). La CEOPE est l’absorption d’oxygène au-dessus des
valeurs de repos utilisée pour restaurer le corps à l’état initial,
c’est-à-dire avant l’exercice. Des relations uniquement faibles à
modérées entre le déficit en oxygène et la CEOPE ont été
observées : le déficit en oxygène peut influencer la taille de la
CEOPE, mais les deux ne sont pas égaux. Les facteurs pouvant
affecter la CEOPE sont répertoriés dans l’encart ci-dessous.
TABLEAU 3.4 Classement des facteurs bioénergétiques limitants (1 = facteur
limitant le moins probable ; 5 = facteur limitant le plus probable)
Les mécanismes anaérobies fournissent une grande partie de
l’énergie nécessaire au travail si l’intensité de l’exercice est
supérieure à la consommation maximale d’oxygène qu’une
personne peut atteindre (figure 3.10). Généralement, à mesure
que la contribution des mécanismes anaérobies soutenant
l’exercice augmente, la durée de l’exercice diminue.
La contribution approximative des mécanismes anaérobies et
aérobies aux efforts soutenus maximaux sur un ergomètre est
indiquée dans le tableau 3.5.
Les contributions des mécanismes anaérobies sont dominantes
jusqu’à soixante secondes, après quoi le métabolisme aérobie
devient le principal mécanisme d’alimentation en énergie. La
contribution des mécanismes anaérobies à ce type d’exercice
représente la capacité anaérobie maximale.
LA CONSOMMATION EXCESSIVE
D’OXYGÈNE POST-EXERCICE DÉPEND
DE L’INTENSITÉ, DE LA DURÉE
ET DU MODE DE CONSOMMATION
La consommation excessive d’oxygène
après l’exercice (CEOPE) fait référence à
l’augmentation prolongée de VO2 qui peut
être observée des heures après l’exercice.
EXERCICE AÉROBIE ET CEOPE
L’intensité a le plus grand effet sur la CEOPE
On trouve les valeurs de CEOPE les plus
élevées lorsque l’intensité de l’exercice (>5060 % VO2max) et la durée (> 40 min) sont
élevées
Le travail avec des exercices intermittents
brefs et supra maximaux (> 100 % VO2max)
peut induire la plus grande CEOPE avec
moins de travail total
Chaque individu peut voir une CEOPE
différente en réponse au stimulus d’un
exercice
Les effets des types d’exercice aérobie sur
la CEOPE ne sont pas tous connus
EXERCICE DE RÉSISTANCE ET CEOPE
Un exercice de résistance intense (trois séries
de huit exercices jusqu’à l’épuisement, à 80 à
90 % d’1RM) produit des CEOPE plus
importantes que la musculation en circuit
(quatre séries de huit exercices de quinze
répétitions, à 50 % d’1RM).
Ainsi, la CEOPE dépend également de
l’intensité dans le cadre de l’entraînement
contre résistance
FACTEURS RESPONSABLES DE LA CEOPE
Reconstitution d’oxygène dans le sang et les
muscles
Resynthèse ATP / CP
Augmentation de la température corporelle, de
la circulation et de la ventilation
Augmentation du taux de cycle triglycérideacide gras
Augmentation
protéines
du
renouvellement
Modifications de l’efficacité
pendant la récupération
des
énergétique
TABLEAU 3.5 Contributions des mécanismes anaérobies et aérobies aux
efforts soutenus maximaux sur un ergocycle
SPÉCIFICITÉ MÉTABOLIQUE
DE L’ENTRAÎNEMENT
Des intensités d’exercice et des intervalles de repos appropriés
peuvent permettre la « sélection » de systèmes d’énergie
primaire spécifiques pendant l’entraînement pour des
événements sportifs particuliers. Peu d’activités sportives ou
physiques nécessitent un effort soutenu maximal jusqu’à
l’épuisement ou presque, comme dans les sprints sur moyenne
distance (400 à 1600 m). La plupart des activités sportives
produisent des profils métaboliques très similaires à ceux d’une
série d’exercices de haute intensité, d’efforts constants ou quasi
constants entrecoupés de périodes de repos, comme le football
américain, le basket-ball et le hockey. Dans ce type d’exercice,
l’intensité d’exercice requise (puissance) qui doit être satisfaite
lors de chaque exercice est bien supérieure à la puissance
maximale pouvant être maintenue en utilisant uniquement des
sources d’énergie aérobie. Augmenter la puissance aérobie
grâce à un entraînement d’endurance principalement aérobie,
tout en compromettant ou en négligeant la puissance et la
capacité anaérobies, ne constitue que peu d’avantages pour les
athlètes dans ces sports. Par exemple, il est peu intéressant
pour un joueur de baseball de parcourir des kilomètres pendant
l’entraînement et il serait plus bénéfique de se concentrer sur
des exercices qui améliorent la puissance et la capacité
anaérobies.
L’utilisation d’intensités d’exercice et d’intervalles de
repos appropriés permet de « sélectionner » des
systèmes d’énergie primaire spécifiques pendant
l’entraînement et, en se rapprochant des exigences
métaboliques réelles du sport, cela se traduit par des
régimes plus efficaces et plus productifs pour des
événements sportifs spécifiques, aux exigences
métaboliques diverses.
ENTRAÎNEMENT PAR INTERVALLES
L’entraînement par intervalles est une méthode qui met l’accent
sur les adaptations bioénergétiques, pour un transfert d’énergie
plus efficace au sein des voies métaboliques, en utilisant des
intervalles prédéterminés d’exercice et de repos (rapports
travail/repos). Théoriquement, des intervalles travail/repos
correctement espacés permettent d’accomplir plus de travail à
des intensités d’exercice élevées, avec moins ou autant de
fatigue que lors d’un entraînement continu à même intensité
relative. Un premier article de Christensen et ses collègues a
comparé la distance totale de course, la consommation
moyenne d’oxygène et la concentration de lactate sanguin lors
d’une course continue de cinq minutes et lors d’une course à
intervalles totalisant trente minutes avec des rapports
travail/repos de 2 : 1, 1 : 1 et 1 : 2. Les sujets de l’étude
devaient courir à une intensité (vitesse) de course continue qui
entraînerait une fatigue en moins de cinq minutes. À ce rythme
rapide pendant la course continue, les sujets ont pu parcourir
1,81 km avant l’épuisement. Cependant, en utilisant des
rapports travail/ repos de 2 : 1, 1 : 1 et 1 : 2 et la même intensité
de course pendant une durée totale de trente minutes, les sujets
ont respectivement pu parcourir 6,66, 5 et 3,33 km, tout en
travaillant la capacité aérobie d’une manière similaire à celle en
condition de course continue. Par conséquent, la charge totale
d’entraînement peut être augmentée en s’entraînant par
intervalles brefs à intensité élevée. Ce concept existe depuis
plus de quarante-cinq ans.
Une série d’études d’entraînement par intervalles à court terme
(deux semaines) a utilisé six séances, de quatre à sept efforts
cyclistes maximaux de trente secondes, entrecoupés de quatre
minutes de récupération (rapport travail/ repos de 1 : 8). Ces
études ont démontré des améliorations du potentiel d’oxydation
musculaire, de la capacité tampon musculaire, de la teneur en
glycogène musculaire et des performances au contre-la-montre,
ainsi qu’un doublement de la capacité d’endurance aérobie. De
plus, un programme similaire d’entraînement par intervalles de
quatre semaines a montré une augmentation de l’activation
musculaire et de la production totale de travail chez les cyclistes
entraînés. Ainsi, même les résultats d’études récentes
soutiennent l’utilisation de l’entraînement par intervalles pour les
adaptations métaboliques.
Peu d’études fournissent des résultats qui peuvent être utilisés
pour guider le choix des ratios travail/repos spécifiques.
Cependant, une étude a rapporté des différences métaboliques
aérobies et anaérobies, des variables du travail total et des
changements de délai d’épuisement entre deux rapports
travail/repos chez les cyclistes d’élite. Les cyclistes ont effectué
deux protocoles intermittents, qui comprenaient un intervalle
40 : 20 secondes ou 30 : 30 secondes entre travail et repos
jusqu’à l’épuisement, à un rythme de travail fixe. Le rapport
travail/repos de 40 : 20 secondes a entraîné une réduction
significative du travail total et du temps d’épuisement tout en
produisant des valeurs métaboliques plus élevées (VO2max,
concentration en lactate, CTE). Le rapport travail/repos de 30 :
30 secondes a fourni des valeurs métaboliques soutenues, mais
légèrement inférieures pendant une période de temps
considérablement plus longue. Une autre étude a manipulé la
variable de travail, via l’intensité et la durée des rapports
travail/repos. Wakefield et Glaister ont démontré qu’il était
possible de réaliser un effort durant une plus grande quantité de
temps, au-dessus de 95 % VO2max à une intensité de 105 % de
VO2max plutôt qu’à 115 % de VO2max avec une durée de travail
de trente secondes plutôt que vingt et vingt-cinq secondes
(repos = vingt secondes). Lorsque l’on détermine le bon rapport
travail/repos pour les athlètes, la connaissance des intervalles
de temps, de l’intensité du travail et des périodes de
récupération pour chacun des systèmes énergétiques est
essentielle pour maximiser la quantité de travail pouvant être
accomplie pour un exercice à une intensité donnée. Par
exemple, après une période d’exercice maximal qui épuise les
réserves de PC, la resynthèse complète de la PC peut prendre
jusqu’à huit minutes, ce qui suggère qu’un exercice de courte
durée et de haute intensité nécessite des rapports travail/repos
plus élevés en raison des mécanismes aérobies qui remplissent
les réserves de phosphagènes.
En revanche, à mesure que les objectifs de l’entraînement
évoluent vers des tâches de plus longue durée et de moindre
intensité, les durées des intervalles de travail peuvent être plus
longues : cela allongera les périodes de repos et diminuera les
rapports travail/repos. Le tableau 3.6 fournit quelques directives
générales pour les rapports travail/repos qui sont conçues pour
mettre l’accent sur le développement de systèmes énergétiques
spécifiques, fondés sur l’évolution théorique de l’implication du
système métabolique et la régénération du substrat. Cependant,
il convient de noter que davantage de recherches sont
nécessaires pour fournir des recommandations fondées sur des
données probantes pour définir des ratios travail/repos
optimaux.
ENTRAÎNEMENT PAR INTERVALLES À HAUTE
INTENSITÉ
L’entraînement par intervalles à haute intensité (EIHI) implique
de brèves périodes répétées d’exercice de haute intensité avec
des périodes de récupération intermittentes. L’entraînement par
intervalles à haute intensité incorpore généralement des modes
d’exercice fondés sur la course ou le vélo et s’apparente à un
régime d’exercice efficace pour susciter des adaptations cardiopulmonaires, métaboliques et neuromusculaires. Buchheit et
Laursen affirment même que l’EIHI « est aujourd’hui considéré
comme l’une des formes d’exercice les plus efficaces pour
améliorer la performance physique des athlètes ».
L’entraînement par intervalles à haute intensité est souvent
défini en termes de cycles de travail, impliquant une phase de
travail à haute intensité suivie d’une phase de récupération à
faible intensité. Il a été suggéré que neuf variables EIHI
différentes peuvent être manipulées pour atteindre la spécificité
métabolique la plus précise, à savoir :
l’intensité de la partie active de chaque cycle de travail
la durée de la partie active de chaque cycle de travail
l’intensité de la partie de récupération de chaque cycle
de travail
la durée de la partie de récupération de chaque cycle de
travail
le nombre de cycles de travail effectués dans chaque
série
le nombre de séries
le temps de repos entre les séries
l’intensité de récupération entre les séries
le mode d’exercice des EIHI
Les auteurs indiquent cependant que les intensités et les durées
des parties actives et de récupération de chaque cycle de travail
sont les facteurs les plus importants à prendre en considération.
Pour optimiser les adaptations d’EIHI pour les athlètes, les
séances devraient maximiser le temps passé à VO2max ou près
de cette valeur. Plus précisément, la durée et l’intensité
cumulées des parties actives des cycles de travail devraient
correspondre à plusieurs minutes au-dessus de 90 % de la
VO2max.
Les avantages d’un protocole d’EIHI conçu pour provoquer de
façon répétée un pourcentage très élevé de VO2max sont
principalement le résultat du recrutement simultané de grandes
unités motrices et d’un débit cardiaque presque maximal. Ainsi,
l’EIHI fournit un stimulus pour l’adaptation des fibres
musculaires oxydantes et l’hypertrophie myocardique. Les
adaptations EIHI supplémentaires incluent des augmentations
de VO2max, le tampon de protons, la teneur en glycogène, les
seuils anaérobies, le délai d’épuisement et les performances au
contre-la-montre. Par exemple, Gibala et ses collègues ont
signalé des améliorations équivalentes de la capacité de
tamponnage musculaire et de contenu en glycogène pour l’EIHI
à 250 % du pic de la VO2 pendant quatre à six sprints de
cyclisme de trente secondes par rapport au fait de pédaler en
continu pendant 90 à 120 minutes à 65 % du pic de VO2 sur six
séances d’entraînement total. De plus, les essais chronométrés
à vélo de 750 kJ ont respectivement diminué de 10,1 et 7,5 %
dans les groupes d’EIHI et d’endurance longue et lente. Ainsi,
l’EIHI a fourni des performances et des adaptations
physiologiques équivalentes à celles d’un entraînement
d’endurance long et lent, mais dans un délai de temps
beaucoup plus court. Les préparateurs physiques doivent
prendre en compte un certain nombre de facteurs lors de la
conception d’un programme d’EIHI. Par exemple, un sprinter sur
400 m aura besoin d’un programme EIHI centré sur des durées
et des intensités anaérobies supérieures à un coureur de 3000
m.
TABLEAU 3.6 Utilisation de l’entraînement par intervalles pour développer
des systèmes énergétiques spécifiques
Les autres éléments à prendre en compte pour adapter
l’entraînement sont la périodisation, similaire à celle de
l’entraînement contre résistance, et le nombre de séances
d’exercice par jour et par semaine. La périodisation permet le
développement général de systèmes aérobies et anaérobies
pendant la présaison avec une transition vers des sessions
d’EIHI spécifiques au sport pendant la phase de compétition. De
plus, les séances d’EIHI conjuguées avec d’autres séances
d’entraînement (entraînements collectifs) peuvent entraîner un
stress et un risque de blessure accrus en raison d’un
surentraînement. Par conséquent, une attention particulière est
nécessaire pour déterminer le nombre approprié de séances
d’EIHI lorsqu’elles viennent s’ajouter à d’autres activités
physiques liées au sport.
ENTRAÎNEMENT COMBINÉ
Certains suggèrent que l’entraînement d’endurance aérobie
devrait être ajouté à l’entraînement des athlètes anaérobies (un
processus qui peut être appelé « entraînement combiné » ou
« entraînement croisé ») pour améliorer la récupération, car il
est avancé que la récupération repose principalement sur des
mécanismes aérobies. Plusieurs études ont démontré que la
récupération de la puissance développée est liée à la condition
physique d’endurance. Bogdanis et ses collègues ont mis en
exergue des relations dans la récupération d’énergie dans les
dix premières secondes d’un sprint à vélo, la resynthèse de la
PCr et la condition physique d’endurance (VO2max).
Cependant, l’entraînement d’endurance aérobie peut réduire les
capacités de performance anaérobie, en particulier pour les
performances à hautes résistance et puissance. Il a été
démontré que l’entraînement en endurance aérobie réduit les
capacités de production d’énergie anaérobie chez le rat. De
plus, l’entraînement combiné d’endurances anaérobie et aérobie
peut réduire le gain de circonférence musculaire, de force
maximale et des performances liées à la vitesse et à la
puissance.
Même si le mécanisme exact de ce phénomène n’est pas
connu, il a été suggéré que l’entraînement combiné peut
augmenter le volume d’entraînement à un niveau qui peut
conduire au surentraînement par rapport à l’entraînement
aérobie ou anaérobie seul. Hickson et ses collègues apportent
la preuve qu’un entraînement combiné, qui comprend de la
course d’endurance progressive, du cyclisme et de la
musculation, peut produire un effet de plateau et, en fin de
compte, une diminution des gains de force. Plus précisément, il
a été signalé que l’entraînement en résistance intense combiné
à un programme d’endurance a permis d’améliorer
considérablement la force au squat au cours des sept premières
semaines du programme, suivi d’une période de plateau (deux
semaines), puis d’une diminution de la force au squat pendant
les semaines restantes du programme (deux semaines). Les
résultats ont fourni la preuve que les limites supérieures de
force peuvent être inhibées avec un entraînement d’endurance
progressif, comme la course et le cyclisme. D’autres
mécanismes ont été suggérés pour entraver le développement
de la force lorsqu’ils sont combinés avec un entraînement
d’endurance comme une diminution de l’activation volontaire
rapide, des niveaux chroniquement inférieurs de glycogène
musculaire qui peuvent limiter les réponses de signalisation
intracellulaire pendant l’entraînement en résistance, et une
transition du type de fibres vers des fibres à contraction lente.
D’un autre côté, certaines études et revues indiquent que le
contraire est vrai et suggère que l’entraînement anaérobie
(entraînement en force) peut améliorer l’endurance dans les
exercices à faible et haute intensités. Sedano et ses collègues
ont signalé des améliorations des performances des coureurs
hautement entraînés grâce à l’endurance, la résistance et
l’entraînement pliométrique simultanés. Il n’y a pas eu de
réduction de VO2max au cours des douze semaines chez les
coureurs qui ont participé à l’entraînement en résistance et
pliométrique. De plus, l’entraînement combiné a amélioré
certaines performances telles que la force maximale, la vitesse
de course maximale et le contre-la-montre sur trois kilomètres
par rapport à l’entraînement d’endurance seul. Ainsi, chez les
coureurs hautement entraînés, il semblerait que l’entraînement
en force améliore les performances sans entraver les
paramètres métaboliques (VO2max).
Bien que le métabolisme oxydatif soit important pour augmenter
la VO2 après l’exercice, l’élimination des lactates et la
restauration de la PCr après un exercice anaérobie intensif
(entraînement en résistance, entraînement au sprint), des
précautions doivent être prises dans la prescription d’un
entraînement d’endurance aérobie pour les sports anaérobies.
Dans ce contexte, il convient de noter qu’un entraînement
anaérobie spécifique peut stimuler l’augmentation de la
puissance aérobie et améliorer les marqueurs de récupération.
Ainsi, il semble qu’un entraînement intensif en endurance
aérobie visant à améliorer la récupération après des
événements anaérobies n’est pas nécessaire et peut être
contre-productif dans la plupart des sports de force et de
puissance.
CONCLUSION
Les programmes d’entraînement avec une
productivité accrue peuvent être conçus en
comprenant comment l’énergie est produite pendant
divers types d’exercices, et comment la production
d’énergie peut être modifiée par des régimes
d’entraînement spécifiques. Le système utilisé pour
fournir de l’énergie lors de la contraction musculaire
est d’abord déterminé par l’intensité de l’exercice,
puis par sa durée. Les réponses métaboliques et les
adaptations à l’entraînement sont largement
régulées par les caractéristiques de l’exercice
(intensité, durée et intervalles de récupération). La
façon dont ces réponses et adaptations se
produisent après l’activité physique constitue la base
de la spécificité métabolique de l’exercice et de
l’entraînement. Ce principe permet d’améliorer les
performances athlétiques grâce à la mise en œuvre
de programmes d’entraînement plus efficaces.
MOTS-CLÉS
Absorption d’oxygene
Acide amine a chaine ramifiee
Acidose metabolique
Activation allosterique
Adenosine monophosphate (AMP)
Adenosine diphosphate (ADP)
Adenosine triphosphatase (ATPase)
Adenosine triphosphate (ATP)
Aerobie
Anabolisme
Anaerobie
ATPase de myosine
ATPase du calcium
ATPase sodium-potassium
Bioenergetique
Catabolisme
Chaine de transport des electrons (CTE)
Consommation excessive d’oxygene apres
l’exercice (CEOPE)
Creatine kinase
Creatine phosphate (CP)
Cycle de Cori
Cycle de Krebs
Cytochrome
Debut d’accumulation du lactate sanguin
Deficit d’oxygene
Depletion
Dette d’oxygene
Effet d’action de masse
Energie
Entrainement combine
Entrainement en intervalle de haute intensite
(EIHI)
Flavine adenine dinucleotide (FADH2)
Gluconeogenese
Glycogenolyse
Glycolyse
Glycolyse aerobie
Glycolyse anaerobie
Glycolyse lente
Glycolyse rapide
Glycolytique
Hydrolyse
Inhibition allosterique
Interval training
Lactate
Loi d’action de masse
Metabolisme
Mitochondrie
Nicotinamide adenine dinucleotide (NADH)
Oxydation beta
Phosphate inorganique
Phosphocreation (PCr)
Phosphofructokynase (PFK)
Phosphorylation
Phosphorylation au niveau du substrat
Phosphorylation oxydative
Pyruvate
Ratio travail/repos
Reaction d’adenylate kinase
Reaction de myokinase
Reaction de quasi-equilibre
Reaction endergonique
Reaction exergonique
Repletion
Seuil de lactate
Specificites metaboliques
Substrat d’energie
Systeme oxydatif
Systeme phosphagene
RÉVISION
DES CONNAISSANCES
1. Laquelle des substances suivantes peut être
métabolisée par voie anaérobie ?
a. Le glycérol
b. Le glucose
c. Les acides aminés
d. Les acides gras libres
2. Laquelle des réactions suivantes est la
principale
cause
d’acidose
métabolique
(diminution du pH intramusculaire pendant un
exercice intense et provoquant de la fatigue) ?
a. ATP → ADP + P + H+
b. pyruvate + NADH → lactate + NAD+
c. ADP + créatine phosphate → ATP + créatine
d. fructose-6-phosphate → fructose-1,6-bisphosphate
3. Lequel des systèmes énergétiques suivants
produit le plus rapidement de l’ATP ?
a. Phosphagène
b. Glycolyse aérobie
c. Oxydation des graisses
d. Glycolyse rapide
4. Combien d’ATP nettes sont produites via le
système
d’énergie
oxydatif
à
partir
du
métabolisme d’une molécule de glucose ?
a. 27
b. 34
c. 38
d. 41
5. Lequel des substrats énergétiques suivants
ne peut pas être épuisé lors d’intensités ou de
durées d’exercice extrêmes ?
a. Créatine phosphate
b. Glycogène
c. Eau
d. ATP
RÉPONSES AUX QUESTIONS ICI
CHAPITRE 04
RÉPONSES
ENDOCRINIENNES
À L’ENTRAÎNEMENT
EN RÉSISTANCE
DOCTEURS WILLIAM K. KRAEMER, JAKOB
L. VINGREN ET BARRY A. SPIERING
LORSQUE VOUS AUREZ LU CE CHAPITRE,
VOUS SEREZ CAPABLE :
de comprendre les concepts de base de l’endocrinologie,
y compris ce que sont les hormones et comment elles
interagissent entre elles et les tissus cibles ;
d’expliquer les rôles physiologiques des hormones
anabolisantes ;
de décrire les réponses hormonales à l’exercice contre
résistance ;
d’élaborer des programmes d’entraîne
témoignent
d’une
compréhension
des
endocriniennes humaines.
ment qui
réponses
Le système endocrinien soutient la fonction homéostatique
normale du corps et l’aide à répondre aux stimuli externes. Il fait
partie d’un système de signalisation complexe dans le corps
humain pour effectuer des changements et soutenir les
demandes d’exercice et la récupération. L’importance du
système endocrinien dans le domaine de la force et de la
préparation physique se reflète dans le rôle critique que ce
système a joué dans le développement théorique de la
périodisation de l’entraînement. Hans Selye, un endocrinologue
canadien, a fourni sans le savoir la base théorique de la
périodisation avec ses travaux sur la glande surrénale et le rôle
des hormones du stress dans l’adaptation au stress, à la
détresse et à la maladie.
Des scientifiques et médecins du sport de l’ancien bloc de l’Est
ont trouvé des similitudes entre le modèle des réponses à
l’entraînement chez les athlètes et les modèles de stress
observés par Selye. Ce dernier a inventé le terme de
« syndrome d’adaptation générale » pour désigner la manière
dont la glande surrénale réagit à un stimulus nocif (facteur de
stress). Cette réponse commence par une réaction d’alarme
initiale, comprenant une réduction de la fonction suivie d’une
augmentation de la résistance au stress au-dessus de la
fonction de base précédente. Cette augmentation de la
résistance au stress est appelée « adaptation ». Lorsque le
facteur de stress est un exercice, on parle d’« adaptation à
l’entraînement ». La clé de l’adaptation bénéfique continue au
stress est la suppression rapide du stimulus (exercice) afin que
la fonction puisse récupérer, puis la mise en œuvre à nouveau
d’un stress souvent accru (surcharge progressive).
Il est important pour les professionnels de la force et de la
préparation physique d’avoir une compréhension de base des
réponses hormonales à l’exercice. Les signaux hormonaux
jouent un rôle dans une variété de mécanismes, des
anaboliques (pour construire) aux permissifs (pour permettre) et
cataboliques (pour se décomposer). Il est important de
comprendre que les changements dans les réponses
circulatoires dans le sang ne sont qu’un changement observable
de ce que certains programmes d’entraînement produisent en
raison des défis métaboliques. On peut également voir des
réponses anabolisantes avec des programmes lourds, qui
régulent positivement les récepteurs des androgènes, pour
utiliser les hormones anabolisantes disponibles sans aucun
changement dans les concentrations sanguines (deux ou trois
séries avec une intensité maximale d’une répétition, à 1RM, et 5
à 7 minutes de repos entre les séries par exemple). Et tandis
que les signaux endocriniens sont impliqués dans la
signalisation, les changements dans les concentrations
sanguines circulatoires sont beaucoup plus subtils et doivent
être observés au niveau du récepteur. Comprendre la façon
dont le système endocrinien interagit avec l’exercice peut
permettre aux professionnels de la préparation physique de
mieux appréhender la façon dont les hormones contribuent à la
médiation des adaptations optimales à l’entraînement. Bien que
celui-ci soit le seul stimulus naturel qui provoque des
augmentations spectaculaires de la masse maigre (hypertrophie
musculaire), des différences significatives existent dans la
capacité des programmes d’entraînement à produire une
augmentation de la taille des muscles et du tissu conjonctif.
Dans une séance d’exercices, la sélection parmi des variables
précises du programme (intensité, séries, ordre des exercices,
durée de la période de repos et sélection de l’exercice) dicte en
grande partie l’apparence et l’ampleur des réponses
hormonales. Surtout, les adaptations tissulaires sont influencées
par les changements dans les concentrations hormonales
circulantes après l’exercice, et la manipulation naturelle du
système endocrinien par la sélection appropriée pour chaque
variable de programme aiguë peut améliorer le développement
des tissus cibles et améliorer les performances. Ainsi, la
compréhension de cette activité anabolique naturelle, qui se
produit dans le corps de l’athlète pendant et après l’exercice, est
fondamentale pour réussir la récupération, l’adaptation, la
conception du programme, la progression de l’entraînement et,
finalement, la performance athlétique.
SYNTHÈSE, STOCKAGE ET SÉCRÉTION
D’HORMONES
Les hormones sont des messagers chimiques, ou des
molécules de signaux qui sont synthétisées, stockées et
libérées dans le sang par les glandes endocrines – structures
corporelles spécialisées pour cette fonction – et certaines autres
cellules (figure 4.1, tableau 4.1).
TABLEAU 4.1 Glandes endocrines et hormones
De même, les neurones synthétisent, stockent et sécrètent des
neurotransmetteurs, qui peuvent avoir des fonctions
hormonales.
Le terme relativement nouveau de « neuroendocrinologie » fait
référence à l’étude des interactions entre le système nerveux et
le système endocrinien. En règle générale, les glandes
endocrines sont stimulées pour libérer des hormones par un
signal chimique reçu par les récepteurs de la glande ou par
stimulation neurale directe. Par exemple, la médullosurrénale
(partie interne de la glande surrénale) libère l’hormone
épinéphrine lors d’une stimulation neurale du cerveau. Le cortex
surrénal (partie externe de la glande surrénale) synthétise et
sécrète l’hormone cortisol après stimulation par une autre
hormone, l’hormone adrénocorticotrope, libérée de l’hypophyse.
Après la stimulation, les glandes endocrines libèrent des
hormones dans le sang, qui transportent les hormones (et donc
le signal) vers des récepteurs hormonaux spécifiques situés à la
surface (hormones peptidiques) ou dans le cytosol (hormones
stéroïdes et hormones thyroïdiennes) des cellules tissulaires
cibles.
En plus de la fonction endocrinienne via la libération dans la
circulation sanguine, les hormones peuvent être sécrétées pour
fonctionner via les mécanismes intracrine, autocrine et
paracrine. La sécrétion intracrine et autocrine d’une hormone
signifie que la cellule libère l’hormone pour agir sur la cellule
elle-même, en se liant respectivement aux récepteurs
intracellulaires et membranaires. Cela peut être stimulé via un
stimulus externe (une autre hormone), mais l’hormone sécrétée
ne pénètre jamais dans la circulation sanguine. Par exemple, le
facteur de croissance analogue à l’insuline I (IGF-I) peut être
produit à l’intérieur de la fibre musculaire lorsqu’il est stimulé par
la production de force mécanique ou les interactions des
hormones de croissance avec la cellule musculaire. La
sécrétion paracrine d’hormones implique la libération d’une
hormone pour interagir avec les cellules adjacentes, sans entrer
dans la circulation sanguine. Ces mécanismes démontrent les
multiples rôles que les hormones peuvent jouer dans leurs
interactions avec une cellule cible.
Une variété de protéines de liaison qui transportent des
hormones se trouve dans le sang. Ces nombreuses protéines
de liaison portent à la fois des hormones peptidiques et des
hormones stéroïdes. Dans un sens, ces protéines de liaison
agissent comme des sites de stockage dans la circulation,
aident à lutter contre la dégradation de l’hormone et prolongent
sa demi-vie. La plupart des hormones ne sont actives que si
elles sont séparées (libres) de leur protéine de liaison
spécifique. Cependant, certaines protéines qui se lient aux
hormones peuvent avoir elles-mêmes des actions biologiques.
Par exemple, la globuline de liaison aux hormones sexuelles
(« sex hormone-binding globulin » en anglais, ou SHBG),
protéine de liaison de la testostérone et des œstrogènes, peut
se lier à des récepteurs membranaires spécifiques et initier
l’activation d’une voie d’adénosine monophosphate cyclique
(AMPc). Ainsi, les protéines de liaison, qu’elles circulent dans le
sang ou qu’elles soient liées à un récepteur cellulaire, sont des
acteurs majeurs de la fonction et de la régulation
endocriniennes. Les interactions des hormones liées avec les
récepteurs commencent à peine à être étudiées dans le
domaine de l’endocrinologie, et des recherches récentes ont
suggéré l’existence d’une régulation encore plus complexe des
hormones et des tissus cibles.
De nombreuses hormones affectent plusieurs tissus du corps.
La testostérone, ou l’un de ses dérivés par exemple, interagit
avec presque tous les tissus du corps. Dans ce chapitre, nous
nous concentrons sur le tissu musculaire squelettique comme
cible principale des interactions hormonales, mais de nombreux
autres tissus, tels que les os, les tissus conjonctifs, les reins ou
le foie, sont tout aussi importants pour les changements
adaptatifs observés avec l’entraînement en résistance. Il faut se
rappeler que toute la cascade d’événements physiologiques, y
compris la signalisation hormonale, est le résultat de l’activation
d’unités motrices pour créer un mouvement (principe de taille).
Les exigences et l’ampleur de toute réponse physiologique sont
liées à ce besoin créé par les unités motrices activées. La
quantité de tissu musculaire activé par l’exercice dicte le
système physiologique nécessaire et son implication pour
répondre aux exigences homéostatiques de production de
force/puissance pendant l’exercice et lors de la récupération.
Par exemple, la fréquence cardiaque sera beaucoup plus
élevée lors de trois séries de dix répétitions au squat à 80 % de
1RM, avec deux minutes de repos entre les séries, que pour le
même protocole réalisé avec un exercice de biceps (curl). Alors
que des systèmes similaires seront impliqués dans les deux,
des différences de protocole d’exercice existeront en fonction de
la quantité de masse de tissu musculaire affectée par le
protocole. Les systèmes hormonaux sont également impliqués
dans d’autres tissus et glandes cibles, qui ont été stressés lors
d’un entraînement particulier. Mais, encore une fois, leurs
besoins sont également dictés par les demandes spécifiques de
recrutement de neurones et leur implication pour soutenir le
mouvement. Ainsi, un entraînement de cinq séries de 5RM a
des exigences différentes d’un entraînement d’une série de
25RM en ce qui concerne l’activation de son unité motrice et
son besoin de soutien et de récupération physiologiques.
La plupart des hormones jouent plusieurs rôles physiologiques.
Ces rôles comprennent la régulation de la reproduction, le
maintien de l’environnement interne (homéostasie), la
production, l’utilisation et le stockage d’énergie, la croissance et
le développement. De plus, les hormones interagissent les unes
avec les autres de manière complexe. Une hormone peut
fonctionner de manière indépendante ou dépendante, selon son
rôle dans un mécanisme physiologique donné. Une telle
complexité (et flexibilité) permet au système endocrinien de
répondre de façon appropriée à un défi physiologique et
d’interagir différemment avec divers systèmes physiologiques
ou tissus cibles en même temps.
LE MUSCLE COMME CIBLE DES INTERACTIONS
HORMONALES
Les mécanismes hormonaux font partie d’un système de
signalisation intégré qui assure la médiation des changements
dans les processus métaboliques et cellulaires du muscle à la
suite d’exercices d’entraînement. Le remodelage musculaire
implique la perturbation et l’endommagement des fibres
musculaires, la réponse inflammatoire, la dégradation des
protéines endommagées, les interactions de signaux
hormonaux et autres (comme les facteurs de croissance, les
cytokines) et, finalement, la synthèse de nouvelles protéines et
leur incorporation ordonnée dans les sarcomères existants ou
nouveaux. Le processus inflammatoire implique le système
immunitaire et diverses cellules immunitaires (cellules T et B par
exemple), qui sont influencées par le système endocrinien.
L’étude de la connexion entre les systèmes neuronal,
endocrinien et immunitaire est appelée « immunologie
neuroendocrine ». Ce terme démontre l’interdépendance de ces
systèmes et la nature intégrative du processus de remodelage
musculaire. Nous ne pouvons limiter notre réflexion sur les
processus biologiques à un seul système.
Les hormones sont intimement impliquées dans les
mécanismes de synthèse et de dégradation des protéines qui
font partie des adaptations musculaires à l’exercice. La
production des protéines contractiles (actine et myosine), ainsi
que des protéines structurales (desmine et titine, entre autres),
et l’incorporation ultime de toutes ces protéines dans le
sarcomère complètent le processus au niveau moléculaire. Une
multitude d’hormones, y compris des hormones anabolisantes
(favorisant la construction des tissus) telles que l’insuline, les
facteurs de croissance similaires à l’insuline (IGF), la
testostérone et l’hormone de croissance, contribuent toutes à
divers aspects de ce processus. Les hormones thyroïdiennes
agissent comme des hormones permissives importantes qui
permettent à d’autres hormones d’agir. Les hormones
anabolisantes opèrent également une autre action importante
dans la construction des tissus, en bloquant les effets négatifs
sur le métabolisme des protéines des hormones cataboliques,
telles que le cortisol et la progestérone, qui peuvent dégrader
les protéines cellulaires. Les effets négatifs du cortisol sur le
muscle squelettique peuvent également être vus dans son rôle
d’inactiver les cellules immunitaires ou sa fonction de bloquer
d’autres voies de signalisation, telles que la voie Akt/cible
mécanistique de la rapamycine (mTOR), impliquée dans
l’initiation de la traduction de l’ARNm. L’interdépendance des
hormones, des fibres musculaires et les changements ultérieurs
des capacités fonctionnelles des fibres musculaires constituent
la base de l’influence adaptative des hormones dans
l’hypertrophie.
Encore une fois, l’effet des hormones ne représente qu’un des
mécanismes possibles dans l’adaptation des muscles
squelettiques face à l’entraînement en résistance.
RÔLE DES RÉCEPTEURS DANS LA MÉDIATION
DES CHANGEMENTS HORMONAUX
Le signal d’une hormone (et donc son effet biologique) n’est
relayé qu’aux cellules qui expriment le récepteur de cette
hormone spécifique. Cela garantit que le signal hormonal
affecte uniquement le tissu cible, et non toutes les cellules du
corps. En règle générale, l’hormone tente d’influencer le
métabolisme cellulaire ou d’affecter la transcription de l’ADN
dans le noyau (rappelez-vous que les cellules musculaires sont
multinucléées). De nombreuses hormones ne pouvant pas
traverser la membrane cellulaire, leur signal doit être transmis
dans toute la cellule via des messagers secondaires (souvent
sous la forme d’une cascade de réactions qui interagissent et
transmettent le signal à la machinerie d’ADN dans les multiples
noyaux des cellules musculaires ou dans le noyau unique des
cellules typiques). Les récepteurs sont généralement intégrés
dans la membrane cellulaire (récepteurs hormonaux
polypeptidiques) ou dans le cytosol (récepteurs hormonaux
stéroïdiens et thyroïdiens). Chaque cellule, des fibres
musculaires aux cellules immunitaires, en passant par les
cellules cérébrales, possède des récepteurs pour véhiculer le
message ou le signal d’une hormone. L’un des principes de
base de l’endocrinologie est qu’une hormone donnée interagit
avec un récepteur spécifique. Ce principe est généralement
appelé « théorie du verrou et de la clé » (dans laquelle le
récepteur est le verrou et l’hormone est la clé, figure 4.2).
Cependant,
on
sait
maintenant
que
l’interaction
hormone/récepteur est beaucoup plus complexe que ne le
suggère cette simple théorie de la clé. Bien qu’une seule
hormone ait exactement les bonnes caractéristiques pour se lier
à un récepteur spécifique et induire complètement un signal, en
cas de réactivité croisée, un récepteur donné interagit
partiellement avec d’autres hormones (liaison allostérique ou
blocage du site de liaison principal). De même, les récepteurs
peuvent avoir des sites de liaison allostérique où des
substances autres que les hormones peuvent augmenter ou
réduire la réponse cellulaire à l’hormone primaire. Enfin,
certaines hormones peuvent avoir besoin d’être sous une forme
agrégée (plusieurs hormones liées entre elles) pour produire le
signal optimal, via le récepteur. Nous pensons que c’est le cas
pour l’hormone de croissance, où l’on voit que les masses
moléculaires élevées n’ont pas de liaison immunitaire mais se
lient aux récepteurs bioactifs dans le test de la ligne tibiale.
Lorsqu’une adaptation n’est plus possible (quand la quantité
maximale de protéines a été ajoutée à la fibre musculaire par
exemple) ou qu’une « surstimulation » par une hormone s’est
produite (résistance à l’insuline), un récepteur peut devenir
moins réactif, ou même ne pas répondre à une hormone
spécifique, l’empêchant de stimuler d’autres actions dans la
cellule. Cette incapacité d’une hormone à interagir avec un
récepteur est appelée « régulation négative » de la fonction du
récepteur. Les récepteurs ont la capacité d’augmenter ou de
diminuer leur sensibilité à la liaison, et le nombre réel de
récepteurs présents pour la liaison peut également être modifié.
Les altérations des caractéristiques de liaison du récepteur ou
du nombre de récepteurs peuvent être une adaptation aussi
spectaculaire que la libération de quantités accrues d’hormones
d’une glande endocrine. De toute évidence, si un récepteur ne
réagit pas à l’hormone, cette hormone entraînera peu ou pas
d’altération du métabolisme cellulaire. Il a notamment été
démontré pour l’hormone testostérone que l’entraînement
physique affecte uniquement le nombre maximal de récepteurs,
et non la sensibilité de liaison du récepteur. Les scientifiques
commencent tout juste à étudier et à comprendre le rôle des
changements des récepteurs dans les adaptations musculaires
à l’entraînement physique.
CATÉGORIES D’HORMONES
En termes de structure moléculaire, il existe trois principales
catégories d’hormones : les stéroïdes, les polypeptides (ou
peptides) et les hormones amines.
Chaque catégorie d’hormones interagit de différentes manières
avec les cellules musculaires. Dans ce chapitre, nous nous
concentrons principalement sur les deux premières catégories,
ainsi que sur les hormones amines les plus importantes
impliquées dans l’exercice, les catécholamines.
INTERACTIONS AVEC LES HORMONES
STÉROÏDES
Les hormones stéroïdes, qui comprennent les hormones du
cortex surrénalien (cortisol) et les gonades (testostérone et
estradiol), sont liposolubles et diffusent passivement à travers la
membrane cellulaire, bien que des mécanismes de transport
possibles aient été décrits. La série d’événements de base
conduisant à l’effet biologique est la même pour toute hormone
stéroïde. Après diffusion à travers le sarcolemme, l’hormone se
lie à son récepteur pour former un complexe hormone-récepteur
(H-RC), provoquant un changement conformationnel du
récepteur et donc l’activant. Le H-RC se lie ensuite à un autre
H-RC et se déplace vers le noyau, où il arrive à l’ADN. Le H-RC
« ouvre » l’ADN double brin afin d’exposer des unités
transcriptionnelles qui codent pour la synthèse de protéines
spécifiques. Le H-RC reconnaît des amplificateurs spécifiques,
ou des éléments régulateurs en amont du gène spécifique
promu par l’hormone donnée, et cette partie spécifique de l’ADN
est transcrite. L’ARN messager (ARNm) résultant se déplace
ensuite dans le sarcoplasme de la cellule, où il est traduit par le
ribosome en la protéine spécifique promue par l’hormone
stéroïde.
La figure 4.3 montre une hormone stéroïde typique
(testostérone) migrant dans et à travers la cellule. Grâce à son
interaction au niveau génétique de la cellule, l’action de
l’hormone stéroïde est terminée. Cependant, le fait que l’ARNm
soit produit pour une protéine spécifique (comme l’actine) ne
signifie pas nécessairement que cette protéine est produite par
le ribosome et incorporée dans le sarcomère. Le message
hormonal pour produire un ARNm spécifique n’est que la
première partie de l’ensemble du processus de synthèse des
protéines.
INTERACTIONS AVEC LES HORMONES
POLYPEPTIDIQUES
Les hormones polypeptidiques sont constituées de chaînes
d’acides aminés, comme l’hormone de croissance et l’insuline.
Les hormones polypeptidiques n’étant pas liposolubles et ne
pouvant donc pas traverser la membrane cellulaire, les
messagers secondaires à l’intérieur de la cellule sont activés
par le changement de conformation du récepteur induit par la
liaison hormonale. De cette façon, les récepteurs membranaires
transmettent le signal hormonal à l’intérieur de la cellule où il se
propage à travers une cascade d’événements de signalisation à
l’intérieur de la cellule. En général, les cascades de signalisation
initiées par les hormones polypeptidiques affectent les
processus métaboliques, la transcription de l’ADN ou l’initiation
de la traduction de l’ARNm au niveau du ribosome. L’un des
signaux de l’insuline induit une translocation de transporteurs
spécifiques du glucose (GLUT4) du cytosol vers la membrane
cellulaire, permettant une absorption accrue de glucose. La
figure 4.4 montre une interaction typique de l’hormone
polypeptidique avec le noyau cellulaire via la voie de
signalisation, activée par cytokine, Janus kinase (JAK) /
transducteur de signal et l’activateur de la transcription (STAT).
La voie JAK/STAT est utilisée dans de nombreuses interactions
différentes avec diverses hormones et fait l’objet d’une enquête
continue.
INTERACTIONS AVEC LES HORMONES AMINES
Les hormones amines sont synthétisées à partir d’un acide
aminé de tyrosine (épinéphrine, noradrénaline et dopamine) ou
de tryptophane (sérotonine). De même que les hormones
peptidiques, elles se lient aux récepteurs membranaires et
agissent via des messagers secondaires. Cependant,
contrairement aux hormones peptidiques, les hormones amines
ne sont pas directement régulées par rétroaction négative.
EXERCICE DE RÉSISTANCE INTENSE
ET AUGMENTATIONS HORMONALES
Un entraînement important et sur une longue période (de
plusieurs mois à plusieurs années) engendre des réponses
adaptatives importantes qui se traduisent par une taille, une
force et une puissance accrues de la musculature entraînée.
L’augmentation des concentrations d’hormones anabolisantes
suite à un exercice de musculation intense est un signal qui
peut augmenter les interactions hormonales avec divers tissus
cibles, y compris le muscle squelettique. Lors de la stimulation
d’une unité motrice par le cortex moteur, divers signaux
(électriques, chimiques et hormonaux) sont envoyés du cerveau
et des muscles activés vers un certain nombre de glandes
endocrines. Un concept clé est que les systèmes
physiologiques, y compris le système endocrinien, sont
sensibles aux besoins du muscle activé, et donc le type de
protocole d’exercice détermine l’étendue de l’implication d’un
système donné.
Les hormones sont sécrétées avant (réponse anticipative),
pendant et après la séance d’exercice de résistance en raison
du stress physiologique de l’exercice de résistance. Les
sécrétions hormonales aiguës fournissent au corps des
informations telles que la quantité et le type de stress
physiologique (via l’épinéphrine), les exigences métaboliques de
l’exercice (via l’insuline), et donc la nécessité de modifications
ultérieures du métabolisme au repos (changement dans
l’utilisation du substrat). Avec des schémas spécifiques de
stimulation du système nerveux par l’exercice de musculation,
certains changements hormonaux se produisent simultanément,
à des fins spécifiques liées à la satisfaction des exigences de la
période d’exercice, à la récupération et à l’adaptation au stress
aigu de l’exercice. Les schémas du stress et des réponses
hormonales se combinent pour façonner la réponse adaptative
des tissus à un programme d’entraînement spécifique.
Les augmentations hormonales en réponse à l’exercice de
résistance ont lieu dans un environnement physiologique unique
à ce type de stress d’exercice. Les lourdes charges externes
levées – et les besoins importants en force musculaire qui en
résultent – nécessitent l’activation d’unités motrices à seuil
élevé qui ne sont généralement pas stimulées par d’autres
types d’exercices tels que ceux d’endurance aérobie. Parmi les
nombreuses réponses différentes à ce stress de production de
forces importantes, on trouve des altérations de la capacité du
sarcolemme à importer des nutriments, de la sensibilité et du
nombre de récepteurs hormonaux dans les cellules
musculaires. Une ou deux séances d’exercices de résistance
intense peuvent augmenter le nombre de récepteurs aux
androgènes, le récepteur de la testostérone, dans le muscle. De
plus, les processus inflammatoires locaux liés aux lésions
tissulaires et aux mécanismes de réparation sont activés par le
stress et suivent leur cours avec le temps. Combinées, ces
altérations entraînent une croissance musculaire et une
augmentation de la force du muscle intact.
Après une séance d’exercices de résistance, le remodelage du
tissu musculaire a lieu dans l’environnement des sécrétions
hormonales et d’autres mécanismes de signalisation
moléculaire qui prévoient des actions anaboliques. Cependant,
si le stress est trop important, les actions cataboliques dans le
muscle peuvent dépasser les actions anaboliques, en raison,
entre autres, de l’incapacité des hormones anabolisantes à se
lier à leurs récepteurs, ou de la régulation négative des
récepteurs dans le tissu musculaire. Ainsi, les actions
hormonales sont importantes à la fois pendant et après une
séance d’exercice pour répondre aux exigences du stress de
l’exercice. Comme indiqué précédemment, l’ampleur de la
réponse hormonale (anabolique ou catabolique) dépend de la
quantité de tissu stimulé, de la quantité de remodelage tissulaire
et de la quantité de réparation tissulaire requise à la suite du
stress exercé. Ainsi, encore une fois, les caractéristiques du
stimulus d’exercice (sélection parmi les variables précises du
programme) sont primordiales pour la réponse hormonale au
protocole d’exercice.
La force spécifique produite dans les fibres activées
stimule les sensibilités des récepteurs et des
membranes aux facteurs anaboliques, y compris les
hormones, qui conduisent à la croissance musculaire
et aux changements de force.
MÉCANISMES DES INTERACTIONS HORMONALES
Les mécanismes des interactions hormonales avec le tissu
musculaire dépendent de plusieurs facteurs. Premièrement,
lorsque
l’exercice
augmente
considérablement
les
concentrations
sanguines
d’hormones,
la
probabilité
d’interaction avec les récepteurs peut être plus grande.
Cependant, si la fonction physiologique à affecter est déjà
proche d’un maximum génétique (peu de potentiel adaptatif
restant), le récepteur n’est pas aussi sensible à l’augmentation
de l’exposition hormonale. Par exemple, une cellule musculaire
qui a déjà atteint sa taille maximale avec un entraînement à long
terme peut ne pas être sensible aux signaux hormonaux
endogènes pour stimuler davantage l’accrétion de protéines.
Une désensibilisation similaire des récepteurs (affinité diminuée)
à une hormone peut se développer lorsque les taux d’hormones
au repos sont chroniquement élevés en raison d’une maladie
(diabète sucré de type 2 par exemple) ou de l’utilisation de
médicaments exogènes. La façon et le moment où cette
réduction de la sensibilité des récepteurs aux augmentations
hormonales se produit dans le muscle humain n’ont pas été
entièrement établis. Cependant, la prédisposition génétique
limite finalement l’augmentation de la taille musculaire.
Deuxièmement, étant donné que les adaptations à un exercice
de musculation intense sont généralement anabolisantes, les
mécanismes de récupération impliqués sont liés à
l’augmentation de la taille des cellules musculaires.
Troisièmement, des erreurs dans les prescriptions d’exercice
peuvent entraîner un effet catabolique plus important ou un
manque d’effet anabolisant (programme d’exercice inefficace).
En conséquence, les mécanismes hormonaux peuvent nuire au
développement cellulaire ou activer de manière minimale les
mécanismes qui augmentent l’hypertrophie.
On pense que la combinaison de nombreux mécanismes
différents stimule l’hypertrophie induite par l’exercice et que la
signalisation moléculaire, y compris les hormones, est impliquée
dans ce processus. Cette signalisation est influencée par des
facteurs neuronaux qui fournissent des signaux importants au
muscle squelettique, et peuvent ainsi augmenter les processus
anaboliques. L’activation neuronale des fibres musculaires
augmente l’affinité de liaison hormonale des récepteurs dans le
muscle. L’intégration du système nerveux et des divers
mécanismes hormonaux est différente chez les personnes
entraînées et non entraînées. De plus, certains mécanismes
hormonaux de l’hypertrophie induite par l’exercice, tels que ceux
induits par la testostérone, ne sont pas pleinement
opérationnels chez les deux sexes ou à tous les âges. Un large
éventail de mécanismes hormonaux avec des effets différentiels
(fondés sur la conception du programme, le niveau
d’entraînement, le sexe, l’âge, la prédisposition génétique et le
potentiel d’adaptation) fournit une myriade de stratégies
d’adaptation possibles pour le maintien ou l’amélioration de la
taille et de la force musculaire.
CHANGEMENTS HORMONAUX DANS LE SANG
PÉRIPHÉRIQUE
En surveillant diverses mesures, y compris les changements
dans les concentrations d’hormones dans le sang, nous
apprenons beaucoup sur le stress physique qu’impose une
séance d’entraînement au corps humain. Il s’agit d’un seul
compartiment biologique qui peut être surveillé, et il doit être
considéré dans le contexte de tous les autres processus
stimulant la synthèse musculaire et protéique, comme les
facteurs neuronaux ou la leucine (acide aminé à chaîne
ramifiée). Les concentrations d’hormones peuvent être
déterminées à partir d’échantillons de sang prélevés sur des
athlètes à différents stades d’exercice et d’entraînement. On
peut également mesurer les hormones dans le liquide entourant
le muscle ou dans le muscle lui-même. Bien que l’interprétation
des concentrations sanguines d’hormones puisse être délicate,
car il ne s’agit que d’une partie du puzzle de la réponse
hormonale, ces données fournissent une indication de l’état ou
des réponses des glandes, ou de l’état fonctionnel des
mécanismes contrôlés par l’hormone. Il convient de noter que
les concentrations périphériques d’hormones dans le sang
n’indiquent pas l’état des différentes populations de récepteurs
ou les effets d’une hormone dans la cellule. Toutefois, nous
supposons généralement que de fortes augmentations de la
concentration hormonale indiquent des probabilités plus élevées
d’interactions avec les récepteurs. Il ne fait aucun doute qu’une
augmentation des concentrations circulatoires, en l’absence
d’une réduction du volume plasmatique, signifie qu’il y a eu une
augmentation de la libération des glandes endocrines. Le
résultat physiologique de cette augmentation dépend
maintenant du « statut » du récepteur dans le tissu cible : est-ce
que le signal hormonal peut être réalisé dans la cellule par la
liaison au récepteur et la traduction du signal à la machinerie de
l’ADN ou d’autres cibles intracellulaires (voie mTOR) ? Plus
difficiles à interpréter sont les diminutions des concentrations
hormonales, qui pourraient indiquer plusieurs destins possibles
pour l’hormone, y compris une absorption plus élevée dans les
récepteurs tissulaires cibles, une plus grande dégradation, une
diminution de sa sécrétion, ou une combinaison de ces
différentes hypothèses. En plus de ces effets directs sur les
hormones, de nombreux mécanismes physiologiques différents
contribuent, à des degrés divers, aux changements observés
dans les concentrations d’hormones du sang périphérique avec
l’exercice, y compris le schéma circadien, les changements de
volume de fluide (l’exercice tend à pousser le fluide de sang
vers le compartiment intercellulaire), les taux de clairance
tissulaire (temps passé dans un tissu), l’accumulation de sang
veineux et les interactions hormonales avec les protéines de
liaison. Ces mécanismes interagissent pour produire une
certaine concentration d’une hormone dans le sang, ce qui
influence le potentiel d’interaction avec les récepteurs dans le
tissu cible et leurs effets secondaires ultérieurs, conduisant à
l’effet final de l’hormone sur une cellule. Ainsi, lorsque nous
déterminons les effets spécifiques de l’exercice sur les
hormones, il faut considérer de nombreuses interprétations
différentes. Une augmentation des concentrations hormonales
dans le sang n’est pas une condition préalable pour voir des
gains de taille ou de force musculaire, mais représente une
activation accrue pour la libération hormonale de la glande
endocrine impliquée.
Les réponses hormonales sont étroitement liées aux
caractéristiques du protocole d’exercice de
musculation.
ADAPTATIONS DANS LE SYSTÈME ENDOCRINIEN
Bien que des organes tels que les muscles et les tissus
conjonctifs soient les cibles ultimes de la plupart des
programmes d’entraînement en musculation, de nombreuses
adaptations se produisent également au sein du système
endocrinien. En d’autres termes, lorsque nous formons des
muscles, les glandes endocrines sont également entraînées.
Comme indiqué précédemment, l’implication de toute glande
endocrine dépend de la quantité de soutien nécessaire aux
sécrétions de cette glande pour soutenir les unités motrices
activées. Si nous faisons juste des séries de quinze répétitions
(curl de poignet), il est douteux que toute glande endocrine soit
stimulée pour augmenter la libération d’hormones, car la
concentration homéostatique normale des hormones passant
par la circulation serait en mesure de répondre aux besoins d’un
groupe musculaire aussi mineur. Cependant, les récepteurs
locaux seraient régulés à la hausse dans le tissu musculaire
impliqué, pour répondre aux besoins des unités motrices
utilisées pour cet exercice. Les adaptations sont liées aux
changements dans les organes cibles et à la tolérance au stress
d’exercice. Le potentiel d’adaptation dans le système
endocrinien, avec tant de sites et de mécanismes différents qui
peuvent être affectés, est énorme. Voici des exemples des
types d’adaptation possibles :
Quantité de synthèse et de stockage d’hormones
Transport d’hormones via des protéines de liaison
Temps nécessaire à l’élimination des hormones par le
foie et d’autres tissus
Quantité de dégradation hormonale qui se produit sur
une période de temps donnée
Quantité de transfert de sang vers les tissus produite
avec le stress de l’exercice
Niveau de liaison entre l’hormone et son récepteur
(affinité du récepteur) : c’est une réponse rare à
l’entraînement physique
Nombre de récepteurs dans le tissu
Modification du contenu et, dans certains cas, de la
taille des cellules sécrétoires de la glande
Amplitude du signal envoyé au noyau cellulaire par le
H-RC ou un messager secondaire
Degré d’interaction avec le noyau cellulaire (qui dicte
la quantité de protéines musculaires à produire)
Les hormones sont sécrétées en réponse à un besoin de
contrôle homéostatique dans le corps, et le système endocrinien
fait partie d’une stratégie globale visant à ramener les fonctions
physiologiques à un niveau normal. Ces mécanismes
homéostatiques contrôlés par le système endocrinien peuvent
être activés en réponse à un effort aigu (immédiat) ou peuvent
être modifiés par un entraînement chronique (sur de plus
longues périodes). Le mécanisme qui intervient dans les
changements homéostatiques aigus du stress lié à l’exercice de
résistance aiguë est généralement une forte augmentation ou
diminution des concentrations hormonales pour réguler une
variable physiologique, comme le taux de glucose. Une
augmentation ou une diminution plus subtile se produit
généralement dans les concentrations hormonales au repos
chronique, en réponse à l’entraînement en résistance.
HORMONES ANABOLISANTES PRIMAIRES
Les principales hormones anabolisantes impliquées dans la
croissance et le remodelage des tissus musculaires sont la
testostérone, l’hormone de croissance et les IGF, qui sont
présentées ici, ainsi que l’insuline et les hormones
thyroïdiennes, qui sont examinées plus en détail dans d’autres
ouvrages.
TESTOSTÉRONE
La testostérone est le principal androgène qui interagit avec le
tissu musculaire squelettique, et la dihydrotestostérone est le
principal androgène qui interagit avec les tissus liés au sexe
(comme la prostate chez les hommes). Bien que la
concentration de testostérone en circulation soit importante pour
le signal anabolique, c’est la liaison de la testostérone à son
récepteur qui est la clé pour stimuler les fonctions anaboliques.
Par conséquent, une augmentation de la concentration de
testostérone en circulation (libre, liée ou les deux) n’est pas un
marqueur absolu de cet événement. Cependant, une
concentration accrue de testostérone fournit un marqueur
indirect de l’activation de l’unité motrice et des exigences
métaboliques, au-delà des conditions hémostatiques, et est
généralement associée à une liaison accrue aux récepteurs. Un
entraînement de musculation intense utilisant une ou deux
répétitions à faible volume, qui ne peut pas entraîner de
changements dans les concentrations de testostérone après un
entraînement, pourrait encore augmenter le nombre absolu de
récepteurs, et donc les sites de liaison disponibles pour la
testostérone. Cependant, cet effet sur les récepteurs n’a pas
encore été entièrement élucidé. Néanmoins, le changement des
concentrations de testostérone est un signal anabolique
spectaculaire pour les tissus cibles dans tout le corps.
La testostérone circulante a été proposée comme un marqueur
physiologique chez les hommes et les femmes pour évaluer
l’état anabolique du corps. Le contrôle hormonal de la libération
de testostérone a été examiné en détail. La testostérone a des
effets directs et indirects sur le tissu musculaire. Elle peut
favoriser la libération d’hormone de croissance par l’hypophyse,
ce qui peut influencer la synthèse des protéines dans le muscle.
À son tour, l’hormone de croissance semble avoir un effet
permissif ou synergique pour favoriser la synthèse des
protéines par la testostérone. Les interactions potentielles avec
d’autres hormones et d’autres systèmes de signalisation
démontrent la nature hautement interdépendante du système
immunitaire neuroendocrinien en influençant la force et la taille
des muscles squelettiques. Les effets de la testostérone sur le
développement de la force et de la taille musculaires sont
également liés à l’influence de la testostérone sur le système
nerveux. Par exemple, la testostérone peut interagir avec les
récepteurs des neurones, augmenter la quantité de
neurotransmetteurs et influencer les changements structurels
des protéines. Chacune de ces interactions peut améliorer le
potentiel de production de force et la masse du muscle innervé.
Après la sécrétion dans la circulation sanguine, à partir des
testicules chez les hommes et des ovaires et des glandes
surrénales chez les femmes, la testostérone est transportée
vers les tissus cibles par une protéine de liaison (principalement
la globuline et l’albumine liant les hormones sexuelles). Au
niveau du tissu cible, la testostérone se dissocie de la protéine
de liaison et traverse la membrane cellulaire afin de se lier au
récepteur intracellulaire des androgènes. Des recherches ont
montré que la testostérone se lie également aux récepteurs de
la membrane cellulaire. Cette liaison permet l’apparition d’un
effet intracellulaire rapide de la testostérone, comme la
libération de calcium. La connaissance des récepteurs
hormonaux et de leurs effets cellulaires se développe
rapidement, et de nouvelles découvertes à venir permettront de
mieux comprendre ce domaine.
Des augmentations des concentrations sanguines périphériques
de testostérone ont été observées chez les hommes pendant et
après de nombreux types d’exercices d’endurance aérobie de
haute intensité ainsi que pendant des exercices de résistance.
Bien que ce ne soit pas un résultat complètement affiné,
certaines données montrent que la petite testostérone, en
particulier pour la testostérone libre, augmente chez les femmes
après un exercice de résistance. Les variations des actions
cellulaires de la testostérone consécutives à un exercice de
résistance peuvent donc être attribuées à des différences dans
la membrane cellulaire, peut-être en raison des forces
s’exerçant sur les membranes lors d’un exercice de
musculation, ou à différents mécanismes de rétroaction
envoyant des signaux aux centres cérébraux supérieurs
(comme des niveaux élevés de feed-back de la testostérone sur
le cerveau pour diminuer la sécrétion d’hormone lutéinisante).
De plus, les interactions avec les récepteurs peuvent être très
différentes selon les conditions d’exercice, en raison de la force
différentielle sur la membrane. Les exercices d’endurance
aérobie de haute intensité peuvent provoquer une réponse
spectaculaire des tissus cataboliques, et l’augmentation de la
testostérone peut être liée au besoin de synthèse protéique
pour suivre la perte de protéines. Malgré l’augmentation de la
testostérone, l’hypertrophie ne se produit généralement pas
avec un entraînement d’endurance aérobie. En fait, le stress
oxydatif peut favoriser une diminution de la taille des fibres
musculaires afin d’optimiser le transport de l’oxygène dans la
cellule. Sans le stimulus d’exercice approprié, les mécanismes
cellulaires qui assurent la croissance des fibres musculaires ne
sont pas activés dans la mesure où l’hypertrophie se produit.
Chez les garçons et les jeunes hommes (moins de dix-huit ans),
plusieurs facteurs semblent influencer les concentrations aiguës
de testostérone sérique et pourraient avoir un effet sur des
augmentations significatives se produisant pendant ou après
l’exercice. L’un de ces facteurs clés est le début de la puberté.
La production de testostérone chez les garçons prépubères
étant très faible, ces garçons manquent de quantités suffisantes
pour induire une hypertrophie notable. Indépendamment ou
dans diverses combinaisons, plusieurs variables d’exercice
peuvent augmenter les concentrations sériques de testostérone
chez les garçons et les jeunes hommes :
des exercices musculaires impliquant de grands
groupes musculaires (soulevé de terre, power clean,
squat)
de fortes résistances (85-95 % de 1RM)
des volumes d’exercice modérés à élevés, obtenus avec
plusieurs séries, plusieurs exercices ou les deux
de courts intervalles de repos (30 secondes à 1 minute)
un entraînement à la musculation depuis au moins deux
ans
Les augmentations de la testostérone totale sérique chez les
hommes sont évidentes lorsque le sang est prélevé avant et
immédiatement après les protocoles d’exercice qui utilisent de
très gros groupes musculaires : c’est le cas pour les soulevés
de terre, mais pas les développés couchés. Lorsqu’un
échantillon de sang est prélevé au moins quatre heures après
l’exercice, d’autres facteurs, tels que les variations diurnes
(fluctuations normales des niveaux d’hormones tout au long de
la journée) ou les phénomènes de récupération, peuvent
affecter l’ampleur ou la direction de la réponse au stress aigu.
De plus, d’éventuels rebonds ou diminutions des valeurs
sanguines de testostérone au fil du temps peuvent refléter une
augmentation ou une diminution des variations diurnes, ce qui
rend l’interprétation des échantillons sanguins tardifs encore
plus difficile. Des preuves récentes démontrent que l’exercice
de résistance aiguë ne semble pas affecter les changements
diurnes de la testostérone. Chez les hommes, les
concentrations de testostérone sont généralement plus élevées
le matin et diminuent avec le temps tout au long de la journée,
mais des augmentations peuvent survenir à tout moment du
schéma circadien avec l’exercice. Cependant, l’amplitude du
changement est plus petite lorsque les concentrations au repos
sont plus faibles, ce qui conduit à des concentrations absolues
plus faibles avec l’exercice malgré le fait que des augmentations
se produisent. À ce jour, il n’a pas été démontré que l’heure de
la journée (matin ou après-midi) de l’entraînement en force a
des effets significatifs sur les concentrations totales de
testostérone au repos, son schéma diurne ou l’augmentation
absolue de la force maximale.
Les femmes ont des concentrations de testostérone sérique
beaucoup plus faibles et peu de variations de concentrations au
cours de la journée (bien qu’il existe des données limitées pour
soutenir cette dernière affirmation). Cependant, la réponse de
leurs récepteurs aux androgènes est très dynamique avec une
régulation à la hausse beaucoup plus rapide que chez les
hommes, susceptible de mieux utiliser la quantité de
testostérone présente avec un stimulus d’exercice de
résistance. Ainsi, une élévation de la testostérone dans le sang
chez les femmes après un exercice de résistance pourrait avoir
un impact car la vitesse de réponse aux changements de
récepteurs permet d’utiliser la testostérone nouvellement
disponible dans le sang.
Des exercices des grands groupes musculaires,
utilisant un volume adéquat de travail total, entraînent
une augmentation aiguë des concentrations totales de
testostérone chez les hommes.
※ TESTOSTÉRONE GRATUITE ET GLOBULINE LIANT LES HORMONES
SEXUELLES
Les réponses aiguës à l’exercice de la testostérone libre
(testostérone non liée à une protéine de liaison, comme la
globuline qui se lie aux hormones sexuelles pour le transport)
commencent à être mieux comprises. La testostérone libre ne
représente que 0,5 à 2 % de la testostérone totale. Ainsi, une
concentration totale de testostérone plus élevée permet d’avoir
plus de testostérone libre. Un exercice de résistance intense
(six séries de dix répétitions à 80 % de 1RM) peut augmenter
considérablement la testostérone libre chez les hommes et les
femmes, bien que l’augmentation soit beaucoup plus faible pour
les femmes. Pour les hommes, Kraemer et ses collègues ont
montré que l’âge semble affecter les réponses de la
testostérone libre à l’exercice de résistance. En d’autres termes,
les hommes plus jeunes (âgés de trente ans) avaient des
concentrations plus élevées de testostérone libre après un
entraînement que les hommes plus âgés (âgés de 62 ans). Cela
pourrait indiquer un plus grand potentiel biologique d’interaction
de la testostérone avec les tissus cibles chez les hommes plus
jeunes. L’hypothèse dite de l’« hormone libre » stipule que seule
l’hormone libre interagit avec les tissus cibles. Néanmoins,
l’hormone liée pourrait influencer de manière significative le taux
de livraison d’hormones à un tissu cible, tel que le muscle, et
cela peut être un avantage que les jeunes hommes ont sur les
hommes plus âgés après une séance d’entraînement.
Autrement dit, les hommes plus jeunes ont des valeurs plus
absolues de testostérone totale et donc plus de testostérone
libre sur une valeur en pourcentage du total que les hommes
plus âgés.
Le rôle, la régulation et l’interaction des protéines de liaison et
leurs interactions avec les cellules présentent également des
possibilités intéressantes d’amélioration de la production de
force, en particulier pour les femmes, dont la quantité totale de
testostérone est très faible par rapport à celle des hommes. La
stimulation des cellules musculaires de la croissance maintient
la testostérone plus longtemps dans un état lié. En fait, la
protéine de liaison peut elle-même agir comme une hormone
avec une activité biologique. Le rôle biologique de diverses
protéines de liaison semble être un facteur important dans les
interactions tissulaires. Des études menées par Kvorning et ses
collègues ont démontré que pour les hommes plus jeunes, la
testostérone est un acteur majeur dans les réponses
anaboliques à l’entraînement en résistance. Lorsque les sujets
recevaient des bloqueurs d’hormones lutéinisantes, entraînant
de très faibles concentrations de testostérone mais sans
affecter les autres systèmes de signalisation anabolique, les
gains de force musculaire et de masse maigre étaient réduits
par rapport à ceux des hommes fonctionnant normalement avec
des concentrations de testostérone normales. Ces études
classiques démontrent l’importance de la testostérone
endogène dans les mécanismes adaptatifs pour les ajustements
de l’entraînement en résistance.
※ RÉPONSES À LA TESTOSTÉRONE CHEZ LES FEMMES
La testostérone est la principale hormone sexuelle masculine.
Les femmes ont des concentrations d’environ quinze à vingt fois
plus faibles de testostérone circulante que les hommes. Si la
plupart des études n’ont pas été en mesure de démontrer une
augmentation aiguë de la testostérone après une séance
d’exercice de résistance pour les femmes, les données
montrent que si des augmentations se produisent, elles sont
relativement faibles et ne sont parfois observées que pour la
testostérone libre. Pourtant, chez les femmes plus jeunes, une
augmentation faible mais significative de la testostérone sérique
en réponse à des squats (6 x 10RM) a été observée. De plus,
Vingren et ses collègues ont observé des augmentations aiguës
de la testostérone libre chez les hommes et les femmes qui ont
été formés en réponse à un protocole d’exercice de résistance
intense, mais les concentrations chez les femmes étaient
considérablement plus faibles que chez les hommes (figure
4.5). La concentration de testostérone peut varier
considérablement entre les femmes, car certaines femmes
sécrètent des concentrations plus élevées d’androgènes
surrénales. Dans un rapport, des changements ont été observés
dans les concentrations de base de testostérone chez les
femmes qui faisaient régulièrement de l’exercice par rapport aux
témoins inactifs. Pourtant, d’autres études n’ont pas été en
mesure de démontrer des changements dans les concentrations
sériques de testostérone avec la formation. Cependant, encore
une fois, l’utilisation de la testostérone par la régulation rapide
(en une heure environ) des récepteurs des androgènes des
muscles squelettiques montre la grande sensibilité des femmes
à l’augmentation de la testostérone et l’importance de son
utilisation.
※ ADAPTATIONS D’ENTRAÎNEMENT DE LA TESTOSTÉRONE
Les recherches continuent concernant les réponses de la
testostérone face à l’entraînement en résistance. Il est important
de se rendre compte que la testostérone augmente en réponse
aux exigences d’un protocole d’exercice. Ensuite, soit les
récepteurs augmentent la liaison pour utiliser la testostérone
élevée, soit ils ne le font pas en raison d’un manque de besoin
du signal pour augmenter le métabolisme musculaire. Il se
pourrait bien que d’autres récepteurs, sur d’autres tissus cibles
(cellules nerveuses ou satellites), soient plus affectés à certains
moments de l’entraînement, en fonction de la fenêtre
d’adaptation disponible dans les tissus cibles. Attendre une
augmentation des concentrations au repos peut être un concept
dépassé, mais on pourrait s’attendre à une augmentation des
concentrations induites par l’exercice en raison de l’amélioration
de la capacité fonctionnelle et de la capacité à faire plus de
travail dans un protocole d’exercice. Il semble que le temps
d’entraînement et l’expérience peuvent être des facteurs très
importants pour modifier les concentrations de cette hormone
au repos induites par l’exercice. Cependant, son rôle dans le
muscle squelettique pourrait changer à mesure que les limites
supérieures
de
la
taille
des
cellules
musculaires
augmenteraient. Chez les hommes adultes, des augmentations
aiguës de la testostérone sont observées si le stimulus
d’exercice est adéquat (plusieurs séries, 5-10RM, masse
musculaire adéquate utilisée). Dans une de ses études,
Häkkinen et ses collègues ont démontré qu’au cours de deux
années d’entraînement, même chez les haltérophiles d’élite, de
petites augmentations des concentrations sériques de
testostérone au repos se produisent, en même temps que des
augmentations de l’hormone folliculo-stimulante et de l’hormone
lutéinisante, qui participent à la régulation de la production de
testostérone et sont libérées et sécrétées par l’hypophyse
antérieure en réponse aux signaux du cerveau via
l’hypothalamus. La testostérone pourrait jouer un rôle dans le
développement du système nerveux dans l’entraînement à long
terme en augmentant les adaptations neuronales qui se
produisent pour le gain de force chez les athlètes hautement
entraînés en force et en puissance. De plus, certaines études
ont montré une plus grande adaptation à l’entraînement en
résistance lorsque les séances du programme d’entraînement
ont induit des concentrations de testostérone extrêmement
élevées.
Si les recherches sur l’effet de l’exercice de résistance et de
l’entraînement sur le récepteur des androgènes (récepteur de la
testostérone) restent limitées, plusieurs études ont récemment
été publiées soulignant l’intérêt actuel pour ce sujet. Les
résultats varient, montrant à la fois des augmentations et des
diminutions de la teneur en récepteurs d’androgènes.
Cependant, ces différences peuvent provenir de variations dans
les protocoles d’exercice, ainsi que du moment de
l’échantillonnage des tissus. Malgré ces résultats variables, il
semble que l’exercice contre résistance et l’entraînement
augmentent finalement la teneur en récepteurs des androgènes
musculaires. Avec l’augmentation de la liaison aux récepteurs
des androgènes, l’utilisation de la testostérone est améliorée.
De plus, les apports nutritionnels avant une séance
d’entraînement peuvent entraîner une régulation excessive des
muscles squelettiques, raison pour laquelle l’ingestion de
protéines et de glucides avant une séance d’entraînement
semble importante.
HORMONE DE CROISSANCE
Il règne une grande confusion sur la définition de l’hormone de
croissance (HC) et ce dont elle est responsable dans le corps
humain. Ces dernières années, elle a pris une nouvelle place
particulière, à la fois dans l’exercice physique et dans la
médecine. L’hormone principale issue de la machinerie de
l’ADN est le polypeptide de 191 acides aminés (appelé
« monomère avec un poids moléculaire de 22 kDa »), qui est
produit dans le somatotrope de l’hypophyse antérieure : dans
deux types de somatotropes, la bande 1 (contenant des
molécules de formes de poids plus petites, comme 22 kDa) et la
bande 2 (contenant des molécules de formes de poids élevées
telles que des agrégats). En raison des progrès du dosage
radio-immunologique dans les années 1960 et 1970, le 22 kDa
a été la principale forme évaluée dans le sang. Jusqu’à
récemment, cela a occulté ce qui se passe avec les autres
concentrations plus importantes de formes d’agrégats. Il est
désormais clair que le monde de l’endocrinologie hypophysaire
de l’hormone de croissance est beaucoup plus complexe que ce
qui était précédemment apprécié lorsque seule la variante de 22
kDa était étudiée. Le sang est rempli de variantes d’épissage
d’HC et, plus important encore, de ses nombreux agrégats
(multiples liaisons disulfures reliant ensemble des monomères
HC) dans différentes combinaisons de poids moléculaire. De
plus, le scénario est plus complexe en raison de la présence de
deux types de protéines de liaison à l’HC, qui produisent
également des formes de poids moléculaire plus élevées
(monomère HC lié à une protéine de liaison à l’HC). À l’heure
actuelle, les scientifiques commencent tout juste à démêler les
rôles réglementaires complexes que joue cette superfamille.
Fait intéressant, il y a une concentration beaucoup plus élevée
d’hormone de croissance bioactive (agrégats) par rapport au
seul monomère d’HC de 22 kDa. Cela porte à croire que nous
n’avons qu’un aperçu de ce que font les hormones de
croissance dans le corps. Il a été démontré l’implication en
médecine du monomère de 22 kDA dans le cancer, via ses
interactions avec la libération d’IGF-I hépatique, ce qui confirme
notre manque de connaissance à l’heure actuelle sur le rôle
physiologique de ce monomère. Ainsi, les formes agrégées
d’hormone de croissance pourraient être l’HC biologiquement
fonctionnelle impliquée dans l’adaptation à l’exercice.
Encore une fois, la majorité des études en endocrinologie de
l’exercice ont examiné l’isoforme de 22 kDa en raison de la
facilité et de la popularité des immunodosages (souvent appelés
« radio-immunodosage » ou RIA, « dosage immunoenzymatique » ou ELISA, ou encore « immunodosage
enzymatique », ou EIA). Ces techniques dépendent des
interactions des anticorps pour déterminer la quantité présente
dans le sang. Les anticorps utilisés sont généralement
spécifiques de la variante de l’hormone de croissance de 22
kDa, et donc de nombreuses autres formes restent non
détectées ou sous-détectées avec de telles techniques de
dosage. Néanmoins, le modèle actuel pour la réglementation et
les objectifs de diverses formes d’hormone de croissance est tel
que le montre la figure 4.6. La multitude de mécanismes
physiologiques et de tissus cibles qui ont été liés à la médiation
HC a indiqué pendant un certain temps le besoin d’une
superfamille d’hormones pour atteindre une telle diversité
d’effets.
L’hormone de croissance est importante pour le développement
normal d’un enfant, mais elle semble également jouer un rôle
vital dans l’adaptation au stress de l’entraînement en
musculation. Une étude menée par Mc Call et ses collègues a
révélé une corrélation positive entre les réponses de l’hormone
de croissance et l’hypertrophie des fibres musculaires après
vingt semaines d’entraînement en musculation, mais il est
possible que d’autres variantes de l’HC aient suivi un schéma
d’augmentation similaire à celui de la forme de 22 kDa, ce qui
pourrait expliquer cette corrélation. Cela met en évidence les
problèmes liés à l’utilisation d’une régression simple pour
déterminer les effets d’une hormone. Comme la théorie de « la
cause et l’effet » n’est pas dictée par une simple régression, une
grande prudence est nécessaire avec de telles interprétations
pour n’importe quelle hormone. Les tissus cibles pour l’HC sont
très variables, différentes variantes de poids moléculaires ont
différents tissus cibles, qui comprennent les os, les cellules
immunitaires, le muscle squelettique, les cellules adipeuses et
le tissu hépatique. Les principaux rôles physiologiques de
l’hormone de croissance et de sa superfamille sont les suivants
(bien que la clarté manque quant à la forme moléculaire de la
superfamille d’HC qui est directement responsable du rôle
donné) :
diminution de l’utilisation du glucose
diminution la synthèse du glycogène
augmentation du transport des acides aminés à travers
les membranes cellulaires
augmentation de la synthèse des protéines
augmentation de l’utilisation des acides gras
augmentation de la lipolyse (dégradation des graisses)
augmentation de la disponibilité du glucose et des
acides aminés
augmentation de la synthèse de collagène
stimulation de la croissance du cartilage
augmentation de la rétention d’azote, de sodium, de
potassium et de phosphore
augmentation du débit et de la filtration du plasma rénal
favorisation de l’hypertrophie rénale compensatoire
amélioration de la fonction des cellules immunitaires
La sécrétion d’hormone de croissance est régulée par un
système
complexe
de
mécanismes
de
rétroaction
neuroendocrine. De nombreuses actions de l’hormone peuvent
être médiées par un ensemble secondaire d’hormones, ou
même être le résultat d’autres formes d’HC, mais l’hormone de
croissance sous la plupart de ses formes interagit directement
avec les tissus cibles. La forme HC de 22 kDa stimule à la fois
la libération d’IGF au niveau de la communication autocrine de
la cellule, contribuant aux changements globaux des IGF dans
le corps et augmentant la disponibilité des acides aminés pour
la synthèse des protéines. Il en résulte des conditions qui
favorisent la réparation tissulaire en général, et peut-être la
récupération après l’entraînement. Le facteur de croissance
analogue à l’insuline peut être libéré par les tissus non
hépatiques (graisses, globules blancs), y compris le muscle luimême, qui peut ne pas produire autant d’IGF endogène que les
autres tissus corporels. Néanmoins, l’hormone de croissance
joue un rôle crucial dans les interactions cellulaires directes,
étant l’une des hormones anabolisantes les plus puissantes. La
sécrétion d’HC de 22 kDa (et donc la quantité dans le sang)
varie selon l’heure de la journée, les niveaux les plus élevés
étant observés la nuit pendant le sommeil. Cependant, il n’a pas
été démontré que les quantités plus élevées d’HC bioactive ont
un schéma circadien. La forme de libération d’HC de 22 kDa est
pulsatile : ces impulsions ont également des amplitudes
différentes tout au long de la journée, et l’exercice semble
augmenter leur amplitude et leur nombre. Il a été émis
l’hypothèse que les augmentations nocturnes sont impliquées
dans divers mécanismes de réparation tissulaire dans le corps.
Ainsi, il est possible que la sécrétion et la libération d’hormone
de croissance influencent directement les adaptations de l’unité
contractile du muscle et l’expression ultérieure de la force.
Divers facteurs externes, tels que l’âge, le sexe, le sommeil, la
nutrition, la consommation d’alcool et l’exercice, modifient les
modèles de libération d’HC.
L’hormone de croissance est libérée dans la circulation
périphérique, où elle s’attache à des protéines de liaison
spécifiques, qui représentent le domaine extracellulaire du
récepteur de l’HC. En général, l’hormone de croissance agit en
se liant aux récepteurs liés à la membrane plasmique des
cellules cibles. Les interactions avec l’HC bioactive, ou ses
agrégats et variantes d’épissage, restent un sujet de recherche
actuel car nous considérons maintenant l’hormone
croissance comme ayant plus d’une forme moléculaire.
de
※ RÉPONSES DES HORMONES DE CROISSANCE AU STRESS
Les hormones hypophysaires (proopiomélanocortine, ou POMC,
hormone de croissance et prolactine) répondent à une variété
de facteurs de stress liés à l’exercice, y compris l’exercice
contre résistance. Les concentrations d’hormone de croissance
(22 kDa) augmentent en réponse à la respiration et à
l’hyperventilation seules, ainsi qu’à l’hypoxie. Il semble qu’un
stimulus substantiel pour la libération d’HC de 22 kDa réside
dans une augmentation des concentrations d’ion hydrogène
(baisse du pH) et de lactate. Tous les protocoles d’exercices ne
montrent pas une concentration accrue d’HC sérique. Vanhelder
et ses collègues ont observé que lorsqu’une charge légère (28
% de 7RM) était utilisée avec un nombre élevé de répétitions
dans chaque série, aucun changement dans la concentration
sérique de l’HC de 22 kDa ne se produit. Il semble qu’un seuil
d’intensité doit être atteint afin d’obtenir une réponse
significative d’HC de 22 kDa à l’exercice, en particulier lorsque
des périodes de repos plus longues (plus de trois minutes) sont
utilisées. Cela peut être dû à la connexion métabolique avec le
métabolisme glycolytique (au moins pour la variante à 22 kDa).
Selon la charge, le repos, le volume d’exercice et la sélection
d’exercice d’un protocole d’exercice, différentes réponses d’HC
de 22 kDa se produisent. Dans une étude conçue pour
déterminer les différentes variables liées aux augmentations
d’HC, Kraemer et ses collègues ont constaté que les
augmentations sériques de l’hormone de croissance de 22 kDa
sont sensibles de manière différente au volume d’exercice, à la
quantité de repos entre les séries (moins de repos = plus d’HC
de 22 kDa), et la résistance utilisée (10RM produisent des
valeurs de lactate plus élevées et des réponses plus élevées
d’HC de 22 kDa). Lorsque l’intensité utilisée était de 10RM
(résistance élevée) avec trois séries de travail (travail total
élevé, environ 60000 J) et de courtes périodes de repos (une
minute), de fortes augmentations ont été observées dans les
concentrations sériques d’HC de 22 kDa. Les augmentations les
plus spectaculaires sont survenues en réponse à une période
de repos d’une minute, lorsque la durée de l’exercice était plus
longue (10RM contre 5RM). Étant donné que ces différences
sont liées à la configuration de la séance d’exercice (durée de la
période de repos), il semble qu’une plus grande attention doit
être accordée aux variables de conception du programme
lorsque les adaptations physiologiques à l’entraînement en
résistance sont évaluées.
La libération d’hormone de croissance est affectée par
le type de protocole d’entraînement utilisé, y compris
la durée de la période de repos. Les types d’exercices
comprenant de courtes périodes de repos entraînent
des concentrations sériques plus élevées que dans le
cas de protocoles au repos prolongé, avec un travail
total similaire. Cependant, à l’heure actuelle, il reste
encore à étudier précisément comment les diverses
formes moléculaires (agrégats et variantes d’épissage)
ou les types d’HC sont affectés par la durée de la
période de repos.
※ RÉPONSES AUX HORMONES DE CROISSANCE CHEZ LES FEMMES
Tout au long du cycle menstruel, les femmes ont des
concentrations sanguines d’hormones de croissance de 22 kDa
plus élevées que les hommes en raison d’une fréquence et
d’une amplitude de sécrétion plus importantes. Les
concentrations d’hormones et les réponses hormonales à
l’exercice varient selon la phase menstruelle, bien que les
mécanismes de cette variation ne soient pas clairement connus.
Kraemer et ses collègues ont constaté qu’au début de la phase
folliculaire du cycle menstruel, les femmes avaient des
concentrations d’HC de 22 kDa significativement plus élevées
au repos que les hommes. De plus, avec l’utilisation d’un
protocole d’exercices de résistance intense caractérisé par de
longues périodes de repos (trois minutes) et de lourdes charges
(5RM), les concentrations d’HC de 22 kDa n’ont pas augmenté
au-dessus des concentrations au repos. Cependant, lorsqu’un
protocole d’exercice avec un temps de récupération court (une
minute) et une résistance modérée (10RM) est utilisé, des
augmentations significatives des valeurs sériques d’HC de 22
kDa ont été observées. Les schémas de réponse hormonale à
différentes routines d’exercices en résistance peuvent varier au
cours du cycle menstruel en raison de modifications des
niveaux de récupération. En outre, l’utilisation de la
contraception hormonale (pilules contraceptives contenant des
œstrogènes) semble augmenter la réponse d’HC de 22 kDa à
l’exercice en résistance. Cependant, les schémas de réponse
des hommes et des femmes au même protocole d’exercices
sont similaires lorsque les entraînements sont comparés (une
récupération courte entraîne une élévation de l’HC de 22 kDa
plus importante que les entraînements à longue période de
récupération).
Des études montrent que l’hormone de croissance bioactive est
également constituée de nombreuses tailles moléculaires
différentes en fonction de la taille des molécules qui se lient
ensemble (deux monomères liés ensemble donnent un dimère
ou une forme de 44 kDa, et ainsi de suite lorsque les
monomères HC sont ajoutés ensemble). Fait intéressant, chez
les femmes, il a été démontré que l’hormone de croissance
bioactive est altérée par l’entraînement en musculation. Il
semble que les concentrations au repos soient augmentées
alors que peu de changements se produisent sous la forme
d’HC de 22 kDa. De plus, les concentrations d’HC bioactive ne
sont pas aussi élevées chez les femmes âgées que chez les
femmes plus jeunes. En outre, l’exercice de musculation est un
stimulus plus puissant pour l’HC bioactive que l’exercice
d’endurance. Les premières recherches ont montré que les
contraceptifs ont également des effets minimes sur les formes
d’hormones de croissance bioactives. En outre, des
concentrations plus élevées d’HC bioactive sont observées chez
les femmes qui ont une plus grande force, ce qui suggère
également l’importance des formes agrégées plus élevées
d’hormone de croissance. Ces nouvelles perspectives sur
l’hormone de croissance démontrent à nouveau la complexité
potentielle du système endocrinien, et montrent que nous avons
beaucoup plus à apprendre sur ces signaux importants pour les
tissus.
Les effets de la périodisation de l’entraînement en musculation
au cours du cycle menstruel restent à examiner, et des
recherches supplémentaires sont nécessaires pour élucider tout
mécanisme d’adaptation neuroendocrine lié au sexe.
Actuellement, les concentrations réduites de testostérone des
femmes et les différentes concentrations hormonales au repos
au cours du cycle menstruel semblent être leurs différences
neuroendocrines les plus frappantes par rapport aux hommes.
※ ADAPTATIONS DE L’HORMONE DE CROISSANCE À L’ENTRAÎNEMENT
Il semble que les concentrations d’hormone de croissance
doivent être mesurées sur des périodes plus longues (deux à
vingt-quatre heures) pour constater les changements produits
avec l’entraînement en musculation. La zone sous la courbe de
temps, qui comprend un tableau d’effets pulsatiles, indique si
des changements de libération se sont produits. Les réponses
de l’hormone de croissance à l’entraînement en musculation
n’ont pas été étudiées de façon approfondie, mais les
observations de mesures normales et uniques de
concentrations d’HC de 22 kDa au repos auprès d’haltérophiles
d’élite suggèrent peu de changements. Il est probable que les
différences dans les mécanismes de rétroaction, les
changements dans la sensibilité des récepteurs, la
potentialisation de l’IGF, les variations diurnes et les
concentrations maximales d’exercice peuvent altérer les
adaptations de l’HC face à l’entraînement en musculation. Les
tendances typiques des changements liés à l’entraînement dans
l’hormone de croissance semblent être une réduction de la
réponse de l’HC de 22 kDa à un stress d’exercice absolu et des
altérations des caractéristiques de pulsatilité de l’HC de 22 kDa.
La réduction des réponses de l’HC de 22 kDa à l’entraînement
indique peut-être des interactions potentielles avec d’autres
formes de poids moléculaire. Les réponses individuelles sur une
période de neuf mois sont très variables, sans changement
significatif de groupe au fil du temps dans un groupe
d’haltérophiles d’élite (observations non publiées). Cela signifie
probablement que des quantités plus élevées d’HC agrégée
étaient produites, la forme de 22 kDa devenant moins
importante à mesure que l’étude de l’hypophyse se poursuit, en
raison de la majorité de l’HC détenue sous forme agrégée ou
liée. Il s’agit d’un domaine important de recherche, actuelle et
future. Comme nous l’avons déjà mentionné, les données
initiales indiquent que les concentrations au repos et certaines
formes de poids moléculaire de l’hormone de croissance sont
également influencées par l’entraînement en résistance à long
terme chez les femmes. À l’heure actuelle, il semblerait que les
réponses induites par l’exercice de l’HC de 22 kDa changent
avec l’entraînement, avec peu de modifications dans les
concentrations au repos, à l’exception des petites
augmentations et diminutions de la phase menstruelle. Pour
l’hormone de croissance bioactive, contrairement à la forme
monomère HC de 22 kDa, ce sont les concentrations au repos
qui peuvent subir le plus de changements avec des altérations
subtiles dans certaines fractions bioactives de poids moléculaire
supérieur à 22 kDa. Pourtant, nous sommes loin de comprendre
comment l’hormone de croissance change en fonction de
l’entraînement en résistance à long terme.
FACTEURS DE CROISSANCE ANALOGUES
À L’INSULINE
Certains des effets de l’HC de 22 kDa sont médiés par de petits
polypeptides appelés « facteurs de croissance analogues à
l’insuline » (IGF) ou « somatomédines ». Il a été supposé
qu’une superfamille IGF pourrait être importante comme
biomarqueur pour la santé et la performance. Le facteur de
croissance analogue à l’insuline I est un polypeptide de 70
acides aminés et l’IGF-II est un polypeptide de 67 acides
aminés : la fonction de ce dernier est moins claire. Encore une
fois, une superfamille de peptides existe avec des protéines de
liaison. Le foie sécrète des IGF après que l’hormone de
croissance de 22 kDa stimule les cellules hépatiques à
synthétiser des IGF. Outre l’hormone de croissance, des
facteurs tels que l’hormone thyroïdienne et la testostérone sont
également impliqués dans la régulation de la synthèse de l’IGF.
Typiques de nombreuses hormones polypeptidiques, les deux
facteurs de croissance sont synthétisés sous forme de
molécules précurseuses plus grandes, qui subissent ensuite un
traitement pour former les autres variantes des hormones
actives elles-mêmes. Les facteurs de croissance de type
insuline se déplacent dans le sang en étant liés aux protéines
de liaison. Dans le tissu cible, les IGF se dissocient de la
protéine de liaison et interagissent avec les récepteurs. Les
concentrations sanguines d’IGF sont généralement mesurées
en tant que concentrations totales (somme des liées et des
libres) ou concentrations d’IGF libres.
Au moins six protéines de liaison circulantes différentes, qui
régulent la quantité d’IGF disponible pour l’interaction avec les
récepteurs, ont été identifiées : les protéines de liaison IGF-I 1 à
6 (la protéine de liaison 1 et la protéine de liaison 3 étant les
plus étudiées en termes de réponse à exercice). Chaque
protéine de liaison répond indépendamment au stress de
l’entraînement et possède ses propres actions biologiques.
Les protéines de liaison sont des facteurs importants dans les
mécanismes de transport et physiologiques de l’IGF. Il a été
démontré que le facteur de croissance analogue à l’insuline
stimule la sécrétion de ses propres protéines de liaison à
l’intérieur de la cellule musculaire elle-même, modulant ainsi la
réactivité de la cellule à l’IGF. Les protéines de liaison à l’IGF
circulant jouent un rôle important dans la restriction de l’accès
des peptides IGF aux récepteurs et sont influencées par les
concentrations d’HC de 22 kDa. D’autres facteurs, comme l’état
nutritionnel et les niveaux d’insuline, se sont également révélés
être des mécanismes de signal importants pour la libération
d’IGF. L’influence nutritionnelle sur le transport, la production et
le contrôle réglementaire de l’IGF est une variable notable
affectant ses interactions cellulaires. Les changements aigus du
bilan azoté, de l’apport en protéines et de l’état nutritionnel
affectent une variété de mécanismes. Il semble également que
les protéines de liaison agissent comme un réservoir d’IGF, et la
libération des protéines de liaison est signalée par la
disponibilité d’un récepteur sur la cellule. Cela permet à l’IGF
d’être viable pendant une période de temps plus longue et
pourrait théoriquement réduire la quantité de dégradation de
l’IGF.
En musculation, nombre de ces mécanismes sont influencés
par le stress exercé, par des réponses hormonales aiguës et
par le besoin de remodelage des muscles, des nerfs et des
tissus osseux au niveau cellulaire. Les interactions
spectaculaires de plusieurs hormones et récepteurs fournissent
de puissants mécanismes adaptatifs en réponse à
l’entraînement en musculation et peuvent contribuer aux
changements ultérieurs de la force et de la taille musculaires.
※ RÉPONSES À L’EXERCICE DES FACTEURS DE CROISSANCE ANALOGUES
À L’INSULINE
Le facteur de croissance analogue à l’insuline I a été le principal
IGF étudié dans le contexte de l’exercice, en raison de son rôle
prolifique dans l’anabolisme des protéines. C’est aussi une
superfamille de polypeptides et de protéines de liaison, avec
des implications remarquables pour la santé et la performance.
Les raisons exactes de l’augmentation aiguë des taux sanguins
d’IGF-I sont inconnues, mais sont probablement liées à la
perturbation de diverses cellules, y compris les cellules
adipeuses et musculaires, qui fabriquent et stockent l’IGF. Le
facteur de croissance analogue à l’insuline I existe dans
différents compartiments biologiques (sang, liquide interstitiel,
ou ISF, et muscle), et la question de savoir si les réponses de
l’IGF-I circulant reflètent ce qui se passe dans les liquides
locaux entourant le muscle a été examinée. Dans cette étude
portant sur des hommes et des femmes, il a été montré que
l’augmentation de l’IGF-I total et libre circulant n’était pas
corrélée à l’augmentation des concentrations d’IGF-I dans le
liquide interstitiel ou de la teneur en protéines d’IGF-I
musculaires. Ces données ont indiqué que les augmentations
induites par l’exercice de l’IGF-I circulant ne reflètent pas le
signal IGF-I local qui a lieu, montrant que les concentrations
circulantes ne sont qu’une vue des schémas de réponse
endocrinienne. Il faut huit à vingt-quatre heures pour que l’IGF
soit produit et libéré du foie après la stimulation par l’hormone
de croissance. Cela semble indiquer que l’IGF est libéré à partir
de sources de stockage autres que le foie, que la libération est
due à une perturbation cellulaire des cellules qui contiennent
déjà de l’IGF, ou que la libération d’IGF médiée par l’hormone
de croissance avec certains types d’exercice a une évolution
temporelle différente de celle des études sur la réponse aux
injections. Les altérations systématiques des concentrations
circulatoires d’IGF en réponse à divers types de protocoles
d’exercice semblent être étroitement liées aux facteurs
régulateurs de la libération et du transport d’IGF. L’évaluation
des changements sériques sur des périodes plus longues est
nécessaire pour évaluer les effets spécifiques et les relations
avec l’hormone de croissance dans le sérum. Chez les femmes
et les hommes, l’IGF-I est resté stable malgré l’amélioration de
la force et de la puissance au cours d’un programme
d’entraînement de deux mois. Les augmentations liées à
l’exercice semblent se produire plus facilement si les
concentrations au repos sont d’une valeur inférieure (par
exemple, 10 à 20 nmol/L). Ainsi, la stabilité des concentrations
au repos peut être affectée par les quantités absolues d’IGF-I
en circulation. Avec l’entraînement, des concentrations au repos
plus élevées (par exemple, 35 à 45 nmol/L) peuvent rendre
moins probables les augmentations aiguës induites par
l’exercice. Point particulièrement important, les formes libres qui
ne sont liées à aucune protéine de liaison peuvent être les
éléments efficaces qui influencent les tissus cibles, en particulier
le muscle squelettique.
Les mécanismes de libération autocrine et peut-être paracrine
de l’IGF-I peuvent être primordiaux dans l’influence de l’IGF-I
sur le muscle. Au repos, les cellules adipeuses contiennent des
concentrations relativement élevées d’IGF, et le muscle
squelettique en possède très peu en propre. Cependant, la
stimulation mécanique, la surcharge et l’étirement des cellules
musculaires, comme dans un exercice de musculation, leur fait
augmenter considérablement leur production d’IGF-I. Le facteur
de croissance analogue à l’insuline I produit dans le muscle est
souvent appelé « facteur de croissance mécanique » et exerce
des fonctions autocrines. Il a été suggéré que les actions
autocrines du facteur de croissance mécanique sont les
principales actions de l’IGF-I dans le muscle. Il a également été
suggéré que les variantes d’épissage IGF-I puissent réguler la
différenciation des myoblastes par les actions de l’IGF-I mature
et non des peptides E, ce qui rend ce sujet particulièrement
intéressant. Il est possible que l’IGF soit libéré des cellules non
hépatiques sans la médiation de l’hormone de croissance. De
plus, les cellules peuvent produire et conserver des IGF, de
sorte que les IGF exercent leur effet sans entrer dans la
circulation périphérique.
Bien que l’IGF-I se soit révélé réactif à l’exercice dans certaines
études, cela ne suit pas une réponse endocrinienne classique
(stimulus de la glande par l’exercice, entraînant une libération
d’hormones dans le sang) dans tous les cas. Il a été démontré
que l’IGF-I était sensible à l’exercice de musculation chez les
hommes et les femmes mais, dans ces études, les
concentrations de départ étaient plus faibles. Dans une autre
étude, les concentrations étaient plus élevées et, malgré
l’augmentation de l’hormone de croissance immunoréactive,
aucune augmentation de l’IGF-I n’a été observée. À partir de
ces études, il a été théorisé que le niveau de départ d’IGF-I peut
être un facteur pour déterminer si une augmentation est
observée avec l’exercice (aucune augmentation si les
concentrations de départ sont élevées, mais augmentation si les
concentrations de départ sont faibles). Une étude de Kraemer et
ses collègues a soutenu cette théorie, mais il a également été
démontré que les concentrations d’IGF-I étaient plus sensibles
aux charges caloriques aiguës, qui comprenaient des
suppléments de glucides et de protéines avant et après un
entraînement (figure 4.7).
※ ADAPTATIONS À L’ENTRAÎNEMENT DES FACTEURS DE CROISSANCE
ANALOGUES À L’INSULINE
Les réponses de l’IGF-I à l’entraînement de charge élevée
restent variables, mais les études démontrent que les
changements sont fondés sur les concentrations de départ
avant l’entraînement (IGF-I qui augmente si les concentrations
basales sont faibles, et absence de changement ou diminution
de l’IGF-I si les concentrations basales sont élevées, d’après W.
J. Kraemer, données non publiées). De plus, la consommation
de nourriture ou le niveau de restriction calorique (ou les deux)
influence les concentrations sanguines au repos et induites par
l’exercice. Chez les femmes, il a été démontré que
l’entraînement en résistance augmentait l’IGF-I total et réduisait
les concentrations de protéine 1 de liaison à l’IGF pendant un
exercice de résistance aiguë, ce qui indique que des
adaptations spécifiques au mode d’exercice dans le système
IGF-I circulant peuvent se produire. Les effets de l’entraînement
sont toujours d’actualité quant aux nombreux aspects différents
des modèles de réponse de la superfamille IGF. Comme pour
l’hormone de croissance, les adaptations induites par
l’entraînement dans l’IGF-I se reflètent probablement dans une
variété de mécanismes liés au type d’IGF, à la libération, au
transport et à l’interaction des récepteurs. De plus, l’interaction
avec d’autres hormones anabolisantes ne peut être ignorée, car
elles visent souvent le même résultat (synthèse des protéines).
Les adaptations à l’entraînement de charge élevée de l’IGF-I
dans les différents tissus nécessitent encore des recherches
plus approfondies.
HORMONES SURRÉNALES
La glande surrénale joue un rôle crucial dans le phénomène de
« réponse combat-fuite » et a deux divisions principales : la
moelle (centre) et le cortex (coquille). Les deux divisions
réagissent au stress induit par l’exercice. La médullosurrénale
est stimulée directement par le système nerveux, et fournit ainsi
une réponse rapide et presque immédiate, tandis que le cortex
est stimulé par l’hormone adrénocorticotrope (ACTH) libérée de
l’hypophyse antérieure. Les hormones surrénales les plus
importantes pour l’entraînement et le conditionnement sont le
cortisol, un glucocorticoïde du cortex surrénal, et les
catécholamines (épinéphrine, norépinéphrine et dopamine) et
les polypeptides contenant de l’enképhaline (comme le peptide
F) de la médullosurrénale. Le peptide F, un fragment de
proenképhaline, joue un rôle important dans l’amélioration des
fonctions des cellules immunitaires. Ainsi, la médullosurrénale
sécrète des hormones impliquées à la fois dans la réaction
immédiate au stress et dans la récupération ultérieure de ce
stress.
CORTISOL
Classiquement, les glucocorticoïdes, et plus spécifiquement le
cortisol chez l’homme, ont été considérés comme des hormones
cataboliques dans le muscle squelettique. En réalité, le cortisol
est cependant une hormone de signal primaire pour le
métabolisme des glucides et est lié aux réserves de glycogène
dans le muscle. Lorsque les concentrations de glycogène sont
faibles, d’autres substrats (protéines) doivent être catabolisés
pour produire de l’énergie et soutenir le maintien des
concentrations de glucose dans le sang. Les concentrations de
cortisol présentent un fort schéma circadien : la concentration
est la plus élevée tôt le matin et diminue tout au long de la
journée. Ainsi, l’heure de la journée est une considération
importante lorsque nous examinons ou comparons les résultats
pour le cortisol.
※ RÔLE DU CORTISOL
Le cortisol exerce ses principaux effets cataboliques en
stimulant la conversion des acides aminés en glucides, en
augmentant le niveau des enzymes protéolytiques (qui
décomposent les protéines), en inhibant la synthèse des
protéines et en supprimant de nombreux processus dépendant
du glucose tels que la glycogenèse et la fonction des cellules
immunitaires. Le cortisol a des effets cataboliques plus
importants sur les fibres de type II, ce qui pourrait s’expliquer,
au moins en partie, parce qu’elles contiennent plus de protéines
que les fibres de type I. Toutefois, le cortisol pourrait encore être
impliqué dans le contrôle de la dégradation des fibres de type I.
Les fibres de type I dépendent davantage de la réduction de la
dégradation pour développer une hypertrophie musculaire,
contrairement aux augmentations spectaculaires de la synthèse
utilisées par les fibres de type II pour développer une
hypertrophie.
Dans les situations de maladie, d’immobilisation articulaire ou
de blessure, une élévation du cortisol entraîne un effet de perte
d’azote avec une perte nette de protéines contractiles. Il en
résulte une atrophie musculaire, avec des réductions associées
de la capacité de production de force.
Dans le muscle, les effets anaboliques de la testostérone et de
l’insuline contrent les effets cataboliques du cortisol. Si un plus
grand nombre de récepteurs sont liés à la testostérone et que
ce complexe récepteur bloque l’élément génétique de l’ADN
auquel le cortisol et son complexe récepteur peuvent se lier,
alors la protéine est conservée ou renforcée. Inversement, si un
plus grand nombre de récepteurs sont liés au cortisol, la
protéine est dégradée et perdue. L’équilibre des activités
anaboliques et cataboliques dans le muscle affecte l’unité
contractile protéique, influençant directement la force. Les
augmentations aiguës du cortisol circulant après l’exercice
impliquent également des mécanismes de réponse
inflammatoire aiguë dans le remodelage des tissus.
※ RÉPONSES À L’EXERCICE DE MUSCULATION DU CORTISOL
Comme pour l’hormone de croissance de 22 kDa, il semble que
le cortisol augmente avec les exercices de musculation, surtout
lorsque les périodes de repos sont courtes ou que le volume
total de travail est élevé. L’augmentation du cortisol pourrait ne
pas avoir d’effet négatif chez les hommes après une période
d’entraînement à laquelle le corps s’est adapté : l’adaptation
« désinhibe » le cortisol au niveau des testicules, maintenant
ainsi l’influence principale de la testostérone sur ses récepteurs
nucléaires.
Le cortisol répond aux protocoles d’exercices de musculation
qui créent un stimulus remarquable sur le métabolisme
anaérobie. Il est intéressant de noter que les variables
d’entraînement produisant les réponses cataboliques les plus
élevées dans le corps sont également celles qui engendrent la
réponse d’hormone de croissance la plus forte. Ainsi, bien que
des niveaux élevés de cortisol chroniques aient des effets
néfastes, des augmentations aiguës peuvent faire partie d’un
processus de remodelage plus large dans le tissu musculaire.
Le muscle doit être perturbé dans une certaine mesure (en
dessous des niveaux de blessure) pour se remodeler et
s’élargir, et des augmentations significatives du cortisol
participerait à ce processus de remodelage en aidant à éliminer
les protéines endommagées.
En raison du rôle catabolique du cortisol, les athlètes et les
professionnels de la force et de la préparation physique
s’intéressent beaucoup à son potentiel en tant que marqueur
corporel de la dégradation des tissus. Dans une certaine
mesure, le cortisol est un marqueur de ce type, mais l’ampleur
de l’augmentation peut devoir être supérieure à 800 nmol/L pour
indiquer des problèmes potentiels de surentraînement. Le
rapport testostérone/cortisol a également été utilisé pour tenter
de déterminer l’état anabolique-catabolique du corps. Bien que
ces marqueurs soient attrayants sur le plan conceptuel, les
mesures du cortisol sérique et le rapport testostérone/cortisol
n’ont rencontré qu’un succès limité dans la prévision ou la
surveillance des changements dans les capacités de force et de
puissance. Les problèmes avec ces tests ont probablement à
voir avec les rôles multiples du cortisol et d’autres hormones.
Peu d’études ont étudié l’effet de l’exercice de musculation sur
les récepteurs des glucocorticoïdes dans le tissu musculaire,
mais des données récentes indiquent que, en comparaison des
femmes, chez les hommes entraînés, des concentrations
significativement plus faibles de récepteurs se trouvent au repos
et pendant une période de récupération de soixante-dix minutes
après l’exercice. De façon concomitante, les femmes ayant suivi
le même protocole d’exercice ont diminué puis augmenté leur
capacité de liaison aux androgènes au cours des soixante-dix
minutes suivant l’exercice, tandis que les hommes n’ont
constaté qu’une régulation négative continue. Cela indique que
les femmes aux prises avec une concentration plus faible de
testostérone régulent plus rapidement les récepteurs des
androgènes alors que les récepteurs des glucocorticoïdes
étaient déjà régulés à la hausse avant l’entraînement.
Fait intéressant, pour les lymphocytes B, une régulation positive
des récepteurs des glucocorticoïdes chez les hommes et les
femmes a été observée avant l’exercice (anticipatif ), pendant et
après l’exercice pendant une heure. Pourtant, avec un protocole
de 5RM, les femmes n’ont pas présenté d’augmentation des
concentrations de cortisol dans le sang, contrairement aux
hommes. Cela indique un stimulus différentiel entre les sexes,
mais des réponses des récepteurs des cellules immunitaires au
cortisol similaires. Ces données indiquent que différents tissus
cibles pourraient répondre de manière différente au cortisol ainsi
qu’à d’autres signaux hormonaux.
Il est probable que de grandes différences soient observées
dans le rôle physiologique du cortisol en réponse aux
sollicitations aiguës et chroniques de l’entraînement. Les
réponses aiguës au cortisol peuvent refléter le stress
métabolique de l’exercice, et les aspects chroniques peuvent
être principalement impliqués dans l’homéostasie tissulaire
impliquant le métabolisme des protéines. Ainsi, le rôle du
cortisol dans le surentraînement, l’entraînement ou les
blessures peut être critique lorsque l’on observe une atrophie
des tissus musculaires et une diminution des capacités de
production de force. Si de tels rôles restent à démontrer, le rôle
du cortisol dans la suppression de la fonction des cellules du
système immunitaire (cellules B et T) a un impact direct sur la
récupération et le remodelage du tissu musculaire squelettique.
Cet impact du cortisol sur les cellules immunitaires peut être
dramatique, avec pour principal effet de « désactiver » les
fonctions des cellules immunitaires, contribuant en partie à la
suppression immunitaire observée après un stress d’exercice
intense. Avec un exercice de résistance intense, l’expression
des récepteurs des glucocorticoïdes dans les cellules B diminue
avec l’exercice et augmente pendant la récupération,
démontrant une plus grande liaison, ce qui réduit à son tour
l’activité des cellules B pendant la récupération. Les effets ont
été quelque peu atténués chez les femmes par rapport aux
hommes pour des niveaux d’entraînement similaires, indiquant
une différence entre les sexes dans l’ampleur des réponses.
Les protocoles d’exercices de musculation qui
utilisent un volume élevé de travail, de grands groupes
musculaires et de courtes périodes de repos
entraînent une augmentation des valeurs de cortisol
sérique et le maintien de la glycémie.
CATÉCHOLAMINES
Les catécholamines – principalement l’épinéphrine, mais aussi
la norépinéphrine et la dopamine – sont sécrétées par la
médullaire surrénale et sont importantes pour l’expression aiguë
de la force et de la puissance. Ces hormones agissent comme
des stimulateurs moteurs centraux et des dilatateurs vasculaires
périphériques et améliorent les systèmes enzymatiques et la
libération de calcium dans le muscle. Ainsi, le stress induit par
l’exercice de résistance conduit à des événements similaires à
la « réponse combat-fuite » classique. L’importance des
catécholamines pendant l’exercice de résistance a été mise en
évidence par la constatation que les hommes qui avaient une
libération de catécholamine plus élevée immédiatement avant et
pendant une séance d’exercice de résistance intense étaient en
mesure de mieux maintenir la production de force tout au long
de la séance. Le rôle des catécholamines dans les actions
favorisant la croissance dans le tissu musculaire est moins clair,
mais il semble que les catécholamines semblent agir pour
stimuler d’autres hormones anabolisantes.
※ RÔLE DES CATÉCHOLAMINES
Les fonctions physiologiques de l’épinéphrine et de la
norépinéphrine dans le muscle permettent d’augmenter :
la production de force sur les mécanismes centraux
l’activité enzymatique métabolique
le taux de contraction musculaire
la pression artérielle
la disponibilité énergétique
le flux sanguin musculaire (via la vasodilatation)
les taux de sécrétion d’autres hormones, telles que la
testostérone.
Les catécholamines semblent refléter les exigences aiguës et le
stress physique des protocoles d’exercices de résistance. Une
routine d’exercices de haute intensité (10RM), de repos court
(dix à soixante secondes entre les séries et les exercices) et de
forte résistance (dix exercices, trois séries) généralement
utilisée par les culturistes pour développer la force et
l’hypertrophie, s’est avérée maintenir une augmentation de la
noradrénaline plasmatique, d’épinéphrine et de dopamine
pendant cinq minutes après le rétablissement. De plus,
l’épinéphrine a été corrélée aux concentrations de lactate avec
le stress physique.
Les réponses surrénales ne sont pas impliquées dans les
réponses de récupération jusqu’à ce que le stress soit éliminé.
Certains
peptides
opioïdes
endogènes
spécifiques
(proenképhalines) sont sécrétés par la médullosurrénale et
affectent le système immunitaire, ce qui est essentiel pour se
remettre d’un stress lié à l’exercice. Si l’entraînement n’est pas
varié, le stress continu maintient la glande surrénale engagée et
la récupération est retardée en raison des réponses
secondaires du cortisol et de ses effets négatifs sur les cellules
du système immunitaire et les structures protéiques. Un stress
élevé et continu à long terme peut même conduire à un
épuisement surrénalien, point auquel la capacité de la
médullosurrénale à libérer des catécholamines est diminuée.
※ ADAPTATIONS D’ENTRAÎNEMENT AUX CATÉCHOLAMINES
Il a été démontré que l’entraînement intensif en résistance
augmente la capacité d’un athlète à sécréter de plus grandes
quantités d’épinéphrine pendant un exercice maximal. Il a
également été suggéré que l’entraînement réduit les réponses
de l’épinéphrine lors d’un exercice de développé couché. Étant
donné que l’épinéphrine est impliquée dans le contrôle
métabolique, la production de force et les mécanismes de
réponse d’autres hormones (testostérone, hormones de
croissance ou IGF), la stimulation des catécholamines est
probablement l’un des premiers mécanismes endocriniens à se
produire en réponse à un exercice de musculation.
Les protocoles d’entraînement doivent être variés
pour permettre à la glande surrénale de s’engager
dans des processus de récupération et pour empêcher
les réponses secondaires du cortisol, qui peuvent
avoir des effets négatifs sur le système immunitaire et
les structures protéiques.
AUTRES CONSIDÉRATIONS HORMONALES
Une multitude d’hormones différentes sont impliquées dans le
maintien de la fonction normale du corps et dans les réponses
adaptatives du corps à l’entraînement en résistance. Bien que
nous puissions nous concentrer sur une ou deux hormones pour
leur rôle dans une fonction physiologique particulière, d’autres
hormones doivent créer un environnement optimal, dans lequel
les actions hormonales primaires peuvent avoir lieu. Les
hormones telles que l’insuline, les hormones thyroïdiennes et la
bêta-endorphine ont été impliquées dans la croissance, la
réparation, l’analgésie de la douleur et les mécanismes de
stress d’exercice. Malheureusement, peu de données sont
disponibles concernant leurs réponses et adaptations à
l’exercice ou à l’entraînement en résistance. En raison du
contrôle homéostatique relativement serré de l’insuline et de la
sécrétion
COMMENT LES ATHLÈTES PEUVENT-ILS
MANIPULER LE SYSTÈME ENDOCRINIEN
GRÂCE À L’ENTRAÎNEMENT
EN MUSCULATION ?
CONCEPTS GÉNÉRAUX
Plus il y a de fibres musculaires recrutées
pour un exercice, plus l’ampleur du processus
de remodelage potentiel dans l’ensemble du
muscle est grande.
Seules les fibres musculaires activées par
l’entraînement en musculation sont sujettes à
adaptation, y compris les adaptations
hormonales au stress.
AUGMENTER
LES
CONCENTRATIONS
SÉRIQUES DE TESTOSTÉRONE
Il a été démontré que les concentrations
sériques de testostérone augmentent de façon
aiguë avec l’utilisation indépendante de ces
méthodes ou dans diverses combinaisons :
exercices mobilisant les grands groupes
musculaires (soulevé de terre, power clean,
squats)
forte résistance (85 à 95 % de 1RM)
volume d’exercice modéré à élevé, réalisé
avec plusieurs séries ou plusieurs exercices
intervalles de repos courts (30-60 secondes)
AUGMENTER
LES
CONCENTRATIONS
D’HORMONES DE CROISSANCE DE 22 KDA
Il a été démontré que les niveaux d’hormone de
croissance augmentent de façon aiguë avec
l’utilisation de l’une de ces méthodes ou des
deux en combinaison :
séances d’entraînement avec des
concentrations de lactate plus élevées et des
perturbations
acido-basiques
associées
(utiliser une intensité élevée (10RM ou
résistance élevée), avec trois séries de
chaque exercice (travail total élevé) et de
courtes périodes de repos, d’une minute).
complément de l’alimentation avec des
glucides et des protéines avant et après
l’entraînement.
OPTIMISER
LES
RÉPONSES
DES
HORMONES SURRÉNALES
Utiliser un volume élevé, de grands groupes
musculaires et de courtes périodes de repos
pour exposer le corps à un stress
adrénergique. Mais attention à faire varier le
protocole d’entraînement et la durée de la
période de repos de courte à longue au fil du
temps, à fournir des jours de repos complet et
à utiliser des entraînements à faible volume
pour permettre à la glande surrénale de
s’engager dans des processus de récupération,
pour réduire le stress sur la médullosurrénale
afin de ne pas ressentir d’épuisement
adrénergique, de réduire le stress sur le cortex
surrénalien et d’éviter les sécrétions chroniques
de cortisol du cortex surrénalien. De cette
façon, le stress des exercices n’entraînera pas
un dépassement ou un surentraînement non
fonctionnel.
d’hormones thyroïdiennes chez des individus en bonne santé,
on ne s’attendait pas à des adaptations chroniques
d’entraînement à la circulation des concentrations de repos de
ces hormones dans cette population. Bien que des
améliorations de la résistance à l’insuline aient été observées
chez des individus en bonne santé après un entraînement en
musculation, ces changements peuvent ne refléter qu’un effet
aigu de la séance d’exercice la plus récente. Il est plus probable
que des changements à plus long terme, tels que les taux de
sécrétion sur vingt-quatre heures, la sensibilité des récepteurs
et les interactions de liaison soient affectés. L’effet de l’exercice
de musculation et de l’entraînement sur les hormones
thyroïdiennes chez les individus en bonne santé a suscité peu
d’intérêt dans la littérature. Mc Murray et ses collègues ont
constaté que, bien que la concentration de l’hormone
thyroïdienne triiodothyronine (T3) n’ait pas été affectée de
manière aiguë par un épisode de musculation, la concentration
de thyroxine (T4), un précurseur de T3, était élevée de façon
aiguë et réduite au cours de la nuit de sommeil suivante. Une
étude plus récente n’a trouvé aucun changement dans les
concentrations de T3 ou T4 dans les 24, 48 ou 72 heures
suivantes d’un entraînement de musculation. Cela suggère que
tout effet d’exercice de musculation aiguë sur les hormones
thyroïdiennes est bref. Des réductions transitoires des
concentrations de T3 et T4 avec un entraînement en
musculation à long terme ont été trouvées respectivement après
six, trois et cinq mois, mais elles sont revenues aux
concentrations de base après neuf mois d’entraînement. Bien
que peu de changements se produisent pour ces hormones,
elles sont très importantes pour les adaptations physiologiques
à l’entraînement en musculation car elles ont des effets
permissifs sur le contrôle métabolique, la synthèse des acides
aminés et l’augmentation d’autres mécanismes de libération
hormonale.
CONCLUSION
Alors que nous continuons à étudier le système
endocrinien et ses interactions avec le système
nerveux, le système immunitaire et le système
musculo-squelettique, nous constatons que les
fonctions de ces systèmes sont vraiment intégrées
et très complexes.
La communication de signalisation entre les
systèmes est réalisée avec des hormones et
d’autres molécules de signalisation (cytokines,
chimiokines, molécules de signal moléculaire).
Pendant des années, les professionnels de la force
et de la préparation physique, ainsi que les athlètes,
ont
apprécié
l’importance
des
hormones
anabolisantes pour la médiation des changements
dans le corps et pour aider à la réponse adaptative à
un entraînement de musculation intense.
Qu’il s’agisse d’optimiser un entraînement ou
d’éviter un surentraînement, le professionnel de la
force et de la préparation physique doit se rappeler
que le système endocrinien joue un rôle important.
Le but de ce chapitre était de fournir un premier
aperçu de ce système complexe, mais aussi très
organisé, qui aide à influer sur les changements
dans le corps avec la musculation.
MOTS-CLÉS
Adaptation generale (systeme)
Allosterique (site de liaison)
Cellule tissulaire cible
Complexe hormone-recepteur (H-RC)
Enzyme proteolytique
Glande endocrine
Hormone
Hormone anabolique
Hormone catabolique
Hormone polypeptidique
Hormone steroide
Hormone thyroidienne
Immunologie neuroendocrine
Messager secondaire
Neuroendocrinologie
Reactivite croisee
Regulation negative
Theorie du verrou et de la cle
Variation diurne
RÉVISION
DES CONNAISSANCES
1. Après une période d’entraînement en
musculation, les sécrétions hormonales aiguës
fournissent toutes les informations suivantes au
corps, sauf une. Laquelle ?
a. Une quantité de stress physiologique
b. Les exigences métaboliques de l’exercice
c. Un type de stress physiologique
d. L’énergie dépensée
2. Laquelle (ou lesquelles) des hormones
suivantes améliore(nt) la croissance des tissus
musculaires ?
I. Hormone de croissance
II. Cortisol
III. IGF-I
IV. Progestérone
a. I et III
b. II et IV
c. I, II et III
d. II, III et IV
3. Lequel des éléments suivants n’est pas un
effet produit par l’hormone de croissance ?
a. Augmentation de la lipolyse
b. Diminution de la synthèse de collagène
c. Augmentation du transport des acides aminés
d. Diminution de l’utilisation du glucose.
4. Laquelle des hormones suivantes a la plus
grande
influence
sur
les
changements
neuronaux ?
a. L’hormone de croissance
b. La testostérone
c. Le cortisol
d. L’IGF
6. Quel type d’entraînement de musculation
favorise les augmentations d’hormones de
croissance les plus élevées après la séance
d’exercice ?
a.
b.
c.
d.
Récupération
30 secondes
30 secondes
3 minutes
3 minutes
Volume
Élevé
Faible
Élevé
Faible
RÉPONSES AUX QUESTIONS ICI
Séries
3
1
1
3
CHAPITRE 05
ADAPTATIONS
AUX PROGRAMMES
D’ENTRAÎNEMENT
ANAÉROBIE
DOCTEUR DUNCAN FRENCH
LORSQUE VOUS AUREZ LU CE CHAPITRE,
VOUS SEREZ CAPABLE :
de faire la différence entre les adaptations d’entraînement
aérobie et les adaptations anatomiques, physiologiques et
de performance après l’entraînement anaérobie ;
de comprendre les adaptations neuronales centrales et
périphériques à l’entraînement anaérobie ;
d’appréhender comment la manipulation des variables
d’entraînement d’un programme périodisé peut térer les os,
les muscles et le tissu conjonctif ;
d’expliquer les effets aigus et chroniques
l’entraînement anaérobie sur le système endocrinien ;
de
d’élucider les effets aigus et chroniques de l’entraînement
anaérobie sur le système cardiovasculaire ;
de reconnaître les causes, les signes, les symptômes et
les effets du surentraînement et du désentraînement
anaérobies ;
de comprendre comment les programmes d’entraînement
anaérobie peuvent améliorer la force musculaire,
l’endurance musculaire, la puissance, la souplesse et
performance motrice.
L’auteur souhaite remercier Nicholas A. Ratamess
pour sa contribution importante à ce chapitre.
Caractérisé par des périodes d’exercices intermittents de haute
intensité, l’entraînement anaérobie nécessite la régénération de
l’adénosine triphosphate (ATP) à un rythme plus rapide que le
système énergétique aérobie n’est capable de le faire. Par
conséquent, la différence des besoins énergétiques est
compensée par le système énergétique anaérobie, qui
fonctionne en l’absence d’oxygène et comprend le système
alactique anaérobie (également connu sous le nom de
« système phosphagène » ou « créatine phosphate ») et le
système lactique anaérobie (également connu sous le nom de
« système glycolytique »). Les adaptations à long terme qui
surviennent en réponse à un entraînement anaérobie sont
spécifiquement liées aux caractéristiques du programme
d’entraînement. Par exemple, les améliorations de la force
musculaire, de la puissance, de l’hypertrophie, de l’endurance
musculaire, des habiletés motrices et de la coordination sont
toutes reconnues comme des adaptations bénéfiques découlant
d’un entraînement anaérobie. Ce dernier comprend notamment
l’entraînement en musculation, des exercices pliométriques, de
la vitesse, de l’agilité et de l’entraînement par intervalles. Le
système aérobie a finalement une implication limitée dans les
activités anaérobies de haute intensité, mais joue un rôle
important dans la récupération des réserves d’énergie pendant
les périodes d’exercice ou de repos de faible intensité.
Des exercices comme les sprints et les exercices pliométriques
mettent principalement l’accent sur le système phosphagène :
ils durent généralement moins de dix secondes et minimisent la
fatigue en permettant une récupération presque complète entre
les séries (entre cinq et sept minutes). L’entraînement anaérobie
par intervalles sur une plus longue durée utilise principalement
la production d’énergie du système glycolytique, dans laquelle
des intervalles de repos plus courts (de vingt à soixante
secondes) sont utilisés pendant un exercice de haute intensité.
L’intégration d’exercices de haute intensité avec de courtes
périodes de repos est considérée comme un aspect important
de l’entraînement anaérobie car, pendant la compétition, les
athlètes sont souvent tenus de réaliser des performances quasi
maximales dans des conditions de fatigue. Il est cependant
essentiel qu’un entraînement anaérobie approprié soit
programmé et prescrit de manière à optimiser les adaptations
physiologiques qui déterminent la performance. Le sport de
compétition nécessite l’interaction complexe de tous les
systèmes énergétiques et démontre dans quelle mesure chacun
d’entre eux contribue à répondre aux exigences métaboliques
de la compétition (tableau 5.1).
Une grande variété d’adaptations physiques et physiologiques
est rapportée après l’entraînement anaérobie, et ces
changements permettent aux individus d’améliorer les
standards de performance athlétique (tableau 5.2). Les
adaptations comprennent des modifications des systèmes
nerveux, musculaire, conjonctif, endocrinien et cardiovasculaire.
Ils vont des changements qui surviennent au cours de la
première phase d’entraînement (d’une à quatre semaines) à
ceux qui surviennent après plusieurs années d’entraînement
régulier. La majorité des recherches ont généralement porté sur
les adaptations dans les premiers temps de l’entraînement (de 4
à 24 semaines). Comprendre comment le système du corps
humain réagit à l’activité physique en utilisant le métabolisme
anaérobie fournit une base de connaissances à partir de
laquelle le professionnel de la force et de la préparation
physique peut planifier et prédire les résultats d’un programme
d’entraînement spécifique pour ensuite influencer les forces et
faiblesses de l’athlète.
ADAPTATIONS NEURONALES
De nombreuses modalités d’entraînement anaérobie mettent
l’accent sur l’expression de la vitesse et de la puissance
musculaire et dépendent grandement du recrutement neuronal
optimal pour une performance maximale (et une haute qualité
d’entraînement). L’entraînement anaérobie a le potentiel de
provoquer des adaptations à long terme dans tout le système
neuromusculaire, en commençant dans les centres cérébraux
supérieurs et en continuant jusqu’au niveau des fibres
musculaires individuelles (figure 5.1). Les adaptations
neuronales sont fondamentales pour optimiser les performances
athlétiques, et l’augmentation de la commande neuronale est
essentielle pour maximiser l’expression de la force et de la
puissance musculaires. On pense que la stimulation neurale
augmentée se produit via une augmentation de l’agoniste
(principaux muscles impliqués dans un mouvement ou un
exercice spécifique), le recrutement musculaire, l’amélioration
des taux de décharge neuronale et une plus grande
synchronisation dans le moment de la décharge neuronale
pendant les contractions musculaires de haute intensité. De
plus, une réduction des mécanismes inhibiteurs (organes
tendineux de Golgi) se produirait également avec un
entraînement à long terme. Bien que tout ne soit pas encore
clair sur la façon dont ces réponses complexes coexistent, il est
évident que les adaptations neuronales se produisent
généralement avant que tout changement structurel du muscle
squelettique ne soit apparent.
ADAPTATIONS CENTRALES
L’activation accrue de l’unité motrice commence dans les
centres cérébraux supérieurs, où l’intention de produire des
niveaux maximaux de force et de puissance musculaires fait
augmenter l’activité du cortex moteur. À mesure que le niveau
de force développé augmente, ou lorsqu’un nouvel exercice ou
mouvement est appris, l’activité du cortex moteur primaire est
élevée, dans le but de soutenir le besoin accru de fonction
neuromusculaire. Les adaptations aux méthodes d’entraînement
anaérobie se traduisent alors par des changements neuronaux
importants dans la moelle épinière, en particulier le long des
voies corticospinales descendantes.
TABLEAU 5.1 Exigences métaboliques primaires dans divers sports
(Dans toute activité, tous les types de métabolisme sont impliqués dans
une certaine mesure)
En effet, après avoir utilisé des méthodes d’entraînement
anaérobie, le recrutement d’unités motrices à contraction rapide
s’est révélé être un bon moyen de soutenir des niveaux élevés
d’expression de la force. Ceci est à comparer avec ce qui est
observé chez des individus non entraînés, chez qui la capacité
de recruter un maximum d’unités motrices est limitée, en
particulier des unités motrices à contraction rapide. Chez les
individus non entraînés, ou chez ceux qui se remettent de
blessure, la stimulation électrique
s’est avérée plus efficace que les activations volontaires pour
obtenir des gains bénéfiques. Cette réponse indique en outre
l’incapacité potentielle de ces populations à activer avec succès
toutes les fibres musculaires disponibles. En effet, la recherche
a montré que seulement 71 % du tissu musculaire est activé
lors d’efforts maximaux pour des populations non entraînées.
ADAPTATIONS DES UNITÉS MOTRICES
L’unité fonctionnelle du système neuromusculaire est l’unité
motrice. Composée du motoneurone alpha et des fibres
musculaires qu’elle active, une unité motrice peut innerver
jusqu’à dix fibres musculaires pour les petits muscles
complexes, ou plus de cent fibres pour les gros muscles du
tronc et des membres puissants. Lorsque l’expression d’une
force maximale est souhaitée, toutes les unités motrices
disponibles doivent être activées dans un muscle. Le
changement de la cadence de décharge ou de la fréquence de
l’unité motrice affecte également la capacité à générer une
force. Une force accrue avec des cadences de décharge plus
élevées reflète la somme des contractions musculaires
successives, les potentiels d’action se chevauchant
temporairement. Avec l’augmentation des taux de décharge de
l’unité motrice, les fibres musculaires sont continuellement
activées par les potentiels d’action ultérieurs avant d’avoir le
temps de se détendre complètement après un potentiel d’action
préalable. La somme des potentiels d’action qui se chevauchent
est exprimée en force contractile augmentée. Ces cadences de
décharge représentent un mécanisme adaptatif qui a montré
qu’il améliorait l’entraînement de musculation. Les gains de
force et de puissance maximales des muscles agonistes sont
généralement associés à une augmentation du recrutement,
une cadence de décharge accrue, une plus grande
synchronisation de la décharge neurale (qui agit pour
coordonner l’activité de plusieurs muscles en synergie), ou une
combinaison de tous ces facteurs.
Le recrutement ou le décrochage ordonné des unités motrices
est régi par le principe de taille (figure 5.2), qui représente la
relation entre la force de contraction des unités motrices et le
seuil de recrutement. Selon ce principe, les unités motrices sont
recrutées par ordre croissant en fonction de leur seuil de
recrutement et de leur taux de décharge. Cela représente un
continuum de force volontaire dans le muscle agoniste. Étant
donné que la plupart des muscles contiennent une gamme de
fibres musculaires de type I et de type II, la production de force
peut varier d’un niveau très bas jusqu’à un niveau maximum.
Les unités motrices situées en haut de l’ordre de recrutement
sont principalement utilisées pour la production élevée de force,
de vitesse ou d’énergie. Au fur et à mesure que les exigences
d’expression de force augmentent, les unités motrices sont
recrutées de manière séquentielle parmi les unités motrices de
seuil bas à haut. Ainsi, avec un entraînement intensif en
résistance, toutes les fibres musculaires grossissent car, pour la
plupart, elles sont toutes recrutées (dans une certaine mesure)
afin de produire les niveaux de force de plus en plus élevés
nécessaires pour soulever progressivement des charges plus
lourdes. La production de force maximale nécessite non
seulement le recrutement d’un pourcentage maximum d’unités
motrices disponibles, y compris les unités motrices à seuil
élevé, mais il dépend également du recrutement se produisant à
des fréquences de décharge très élevées, ce qui favorise la
sommation des unités motrices activées et, par conséquent,
augmente l’ampleur de l’activité contractile. Une fois qu’une
unité motrice est recrutée, moins d’activations sont nécessaires
pour qu’elle puisse être recrutée à nouveau. Ce phénomène
peut avoir des ramifications importantes pour l’entraînement en
force et en puissance, car les unités motrices à seuil élevé
peuvent être plus facilement réactivées après un recrutement
préalable.
Il existe des exceptions au principe de taille. Dans certaines
circonstances, un athlète est capable d’inhiber les unités
motrices à seuil inférieur et, à leur place, d’activer les unités
motrices à seuil supérieur. Ce recrutement sélectif est critique
lorsque la production de force est requise à des vitesses très
élevées pour l’expression de la puissance musculaire. En effet,
il a été démontré que les changements rapides de direction de
la production de force et les contractions musculaires
balistiques – comme dans les schémas de mouvement de
l’haltérophilie olympique, de la pliométrie, de la vitesse, de la
puissance et de l’entraînement d’agilité – conduisent à un
recrutement préférentiel des fibres rapides des unités motrices.
Cette variation de l’ordre de recrutement profite aux modalités
d’entraînement à grande vitesse, dans lesquelles le taux de
production de force est essentiel au succès. Par exemple, il
serait très difficile pour les athlètes de générer suffisamment de
vitesse angulaire et de puissance pour atteindre la hauteur
maximale pour le saut vertical s’ils devaient recruter l’ensemble
du groupe d’unités motrices à contraction lente avant l’activation
des unités à contraction rapide. Comme le temps entre le
contre-mouvement et le décollage de saut est souvent inférieur
à 0,4 seconde, le délai est tout simplement trop court pour
recruter toutes les unités motrices dans l’ordre et effectuer un
saut explosif. Au lieu de cela, le recrutement sélectif semble être
un mécanisme neuronal intrinsèque bénéfique favorisant
l’exercice explosif. De plus, l’utilisation de méthodes
d’entraînement spécifiques peut améliorer le recrutement
sélectif, ce qui peut conduire à l’amélioration des performances
sportives.
Avec un entraînement de résistance intense, toutes les
fibres musculaires grossissent (s’hypertrophient) car
les unités motrices sont recrutées dans un ordre
séquentiel par leur taille pour produire des niveaux de
force élevés.
Chez les haltérophiles d’élite, le système nerveux
central peut s’adapter en permettant à des athlètes
bien entraînés de recruter certaines unités motrices
dans un ordre non consécutif, en recrutant d’abord
des unités plus grandes pour favoriser une plus
grande production de puissance ou de vitesse dans
un mouvement.
TABLEAU 5.2 Adaptations physiologiques à l’entraînement en résistance
TP = adénosine triphosphate, ATPase = adénosine triphosphatase
Un autre élément critique de l’adaptation dans le recrutement
neuronal est le niveau d’activation tissulaire qui résulte de
l’entraînement contre résistance chronique pour l’hypertrophie
musculaire. La recherche a montré que l’augmentation de la
taille musculaire n’exige pas autant d’activations neuronales
pour soulever une charge donnée. Ploutz et ses collègues ont
démontré que moins de fibres musculaires du quadriceps
étaient activées lorsque les sujets soulevaient une charge fixe
après neuf semaines d’entraînement en musculation, ce qui
entraînait une augmentation de 5 % de la taille musculaire. Ces
résultats démontrent l’importance d’une surcharge progressive
pendant l’entraînement en musculation et la façon dont elle
favorise le recrutement continu d’une quantité optimale de tissu
musculaire.
D’autres adaptations de l’unité motrice incluent des
changements dans la cadence et la séquence de décharge. Il
existe une relation positive entre l’ampleur de la force produite
et le taux de décharge de l’unité motrice : des taux de décharge
élevés dès le début de la contraction des muscles impliqués
dans un mouvement balistique sont particulièrement importants
pour augmenter les taux de développement de la force.
L’augmentation de la cadence de décharge (par rapport au
recrutement) semble dépendre de la taille des muscles, de sorte
que les petits muscles dépendent davantage d’une cadence de
décharge accrue pour améliorer la production de force, tandis
que les gros muscles dépendent davantage du recrutement. Les
preuves suggèrent que la formation anaérobie peut jouer un rôle
dans l’amélioration des taux de décharge des unités motrices
recrutées. Par exemple, l’entraînement en musculation peut
entraîner un schéma plus synchronisé (déclenchement de deux
unités motrices ou plus à un intervalle fixe) d’activation pendant
l’effort de grandes forces, plutôt que le schéma asynchrone
habituel commun à la fonction motrice. Bien que le rôle
spécifique de la synchronisation des unités motrices pendant
l’entraînement anaérobie reste encore à étudier, la
synchronisation est potentiellement plus critique au moment de
la production de force et moins significative en ce qui concerne
le niveau global de force développé.
JONCTION NEUROMUSCULAIRE
La jonction neuomusculaire (JNM) est l’interface entre le nerf et
les fibres musculaires squelettiques, et représente un autre site
potentiel pour l’adaptation neuronale après un entraînement
anaérobie. En raison de la difficulté à étudier cette structure, la
plupart des recherches examinant la JNM ont utilisé des
animaux cobayes pour démontrer l’adaptation à l’exercice.
Deschenes et ses collègues ont comparé l’impact de
l’entraînement sur la JNM dans le muscle soléaire des rats
courant sur un tapis roulant à haute ou à faible intensité. Après
une course à haute comme à faible intensité, la JNM s’est
révélée augmenter dans sa superficie totale. Cependant,
l’entraînement à haute intensité a entraîné des synapses de
forme irrégulière plus dispersées, et une plus
grande longueur totale de ramification terminale nerveuse par
rapport à un entraînement à faible intensité. Dans une autre
étude, de plus grandes longueur et surface du périmètre de la
plaque d’extrémité, ainsi qu’une plus grande dispersion des
récepteurs de l’acétylcholine dans la région de la plaque
d’extrémité ont également été trouvées après sept semaines
d’entraînement en résistance. Ces adaptations suggèrent que
l’entraînement
anaérobie
induit
des
changements
morphologiques bénéfiques dans la JNM, propices à
l’amélioration des capacités de transmission neuronale.
POTENTIALISATION DES RÉFLEXES
NEUROMUSCULAIRES
L’entraînement anaérobie provoque des changements positifs
dans la réponse réflexe (fuseau musculaire ou réflexe
d’étirement) du système neuromusculaire et améliore
l’amplitude et le taux de développement de la force via ce
réflexe. Ce réflexe myotatique exploite les propriétés élastiques
involontaires du muscle et du tissu conjonctif et agit pour
augmenter positivement la production de force sans besoin
d’énergie supplémentaire. L’entraînement en résistance, en
particulier, a montré une augmentation de la potentialisation
réflexe entre 19 % et 55 %. De plus, les athlètes entraînés en
musculation (haltérophiles, culturistes) ont une plus grande
potentialisation réflexe dans le muscle soléaire que les individus
non entraînés.
FORMATION ANAÉROBIE ET ÉTUDES
ÉLECTROMYOGRAPHIQUES
L’électromyographie (EMG) est un outil de recherche commun
utilisé pour examiner l’ampleur de l’activation neuronale dans le
muscle squelettique. Deux types d’EMG sont couramment
utilisés dans la recherche et les sciences appliquées : l’EMG de
surface et l’EMG intramusculaire (aiguille ou fil fin). L’EMG de
surface nécessite le placement d’électrodes adhésives à la
surface de la peau, où elles sont capables de surveiller une
grande zone de muscle sous-jacent. L’EMG de surface est
souvent plus efficace pour surveiller les muscles superficiels,
car il est incapable de contourner les potentiels d’action des
muscles superficiels et de détecter une activité musculaire plus
profonde. De plus, plus un individu a de graisse corporelle, plus
le signal EMG est faible avec cette méthode. En comparaison
avec l’EMG intramusculaire, la surface de la peau est engourdie
et une électrode à aiguille, ou une aiguille contenant deux
électrodes à fil fin, est insérée à travers la peau et positionnée à
l’intérieur du muscle lui-même. Les électrodes à fil fin soulignent
une spécificité de l’évaluation puisqu’elles sont situées dans un
muscle spécifique et enregistrent avec précision les potentiels
d’action localisés des unités motrices. En raison de son
caractère invasif, l’EMG intramusculaire est principalement
adopté en milieu de recherche ou dans des conditions cliniques.
Bien qu’il soit souvent difficile de déterminer le ou les
mécanismes sous-jacents spécifiques (augmentation du
recrutement, du taux de décharge ou de la synchronisation,
inhibition des organes tendineux de Golgi) affectant la sortie
EMG, une augmentation du signal EMG indique une plus
grande activité neuromusculaire.
Une considération importante lors de l’examen du système
neuromusculaire est le niveau d’entraînement d’un individu. Les
adaptations neuronales (amélioration de l’apprentissage moteur
et de la coordination) prédominent au début de l’entraînement
sans augmentation concomitante de l’hypertrophie musculaire.
De plus, l’apparition de l’hypertrophie est associée à une baisse
de l’activité EMG. Il semble qu’à mesure de la progression du
niveau d’entraînement d’un individu, une interaction se met en
place entre les mécanismes neuronaux et hypertrophiques et
contribue de nouveaux gains de force et de puissance.
Sale a rapporté que des augmentations spectaculaires de
l’adaptation neuronale ont lieu au début d’un programme
d’entraînement (six à dix semaines). À mesure que la durée de
l’entraînement augmente (plus de dix semaines), l’hypertrophie
musculaire se produit, et ce sont ces changements structurels
qui contribuent aux gains de force et de puissance plus que les
adaptations neuronales. Éventuellement, des plateaux
d’hypertrophie musculaire apparaissent lors de l’adaptation à la
charge d’entraînement. Cependant, à ce moment-là, si un
athlète incorpore de nouvelles variations ou une surcharge
progressive dans le plan d’entraînement, les adaptations
neuronales contribueront à nouveau à l’amélioration des
performances en agissant pour tolérer la « nouvelle » contrainte
physique de l’entraînement. Ce modèle se reproduit à chaque
changement progressif de la demande d’entraînement et, à
mesure que les athlètes progressent dans l’entraînement, le
type de programme utilisé peut être l’un des facteurs les plus
importants à considérer. Les facteurs neuronaux sont
particulièrement importants pour les gains de force dans les
programmes qui utilisent des intensités d’entraînement très
élevées (plus de 85 % de 1RM). Les programmes
d’entraînement conçus pour susciter la puissance musculaire
fournissent également un puissant stimulus au système nerveux
et entraînent une activité EMG post-entraînement plus élevée.
Les études d’électromyographie ont également produit des
résultats intéressants concernant les adaptations neuronales à
l’entraînement anaérobie :
L’exercice musculaire subissant un entraînement de
résistance unilatéral produit une force et une activité neuronale
accrues dans le muscle controlatéral au repos, un phénomène
connu sous le nom de « transfert d’apprentissage croisé ». Une
revue de la littérature a montré que la force du membre non
entraîné peut augmenter jusqu’à 22 %, avec une augmentation
moyenne de la force d’environ 8 %. L’augmentation de la force
du membre non entraîné s’accompagne d’une plus grande
activité EMG dans ce membre, suggérant ainsi qu’une
adaptation neuronale centrale représente la majorité des gains
de force.
Chez les individus non entraînés, un déficit bilatéral est
évident. La force produite lorsque les deux membres se
contractent ensemble est inférieure à la somme des forces qu’ils
produisent lors de la contraction unilatérale. La recherche a
montré que l’activité EMG correspondante est plus faible lors
des contractions bilatérales, ce qui suggère que les
mécanismes neuronaux sont, au moins en partie, un facteur
contributif. Avec la formation bilatérale longitudinale, l’ampleur
du déficit bilatéral est réduite. En fait, les individus entraînés ou
plus forts présentent souvent un effet de facilitation bilatérale
dans lequel une augmentation de l’activation volontaire des
groupes musculaires agonistes se produit.
L’activité EMG des groupes de muscles antagonistes s’est
avérée changer en réponse à l’entraînement anaérobie pendant
les mouvements agonistes. Dans la plupart des cas, la cocontraction des muscles antagonistes sert de mécanisme de
protection pour augmenter la stabilité articulaire et réduire le
risque de blessure. Cependant, quand trop d’activité
antagoniste s’oppose au mouvement agoniste, cela crée une
résistance à la production de force maximale. Un certain
nombre d’études ont montré une réduction de la co-contraction
des antagonistes après un entraînement en résistance,
entraînant une augmentation de la force nette sans
augmentation du recrutement d’unités motrices agonistes.
Ailleurs, il a également été démontré que l’entraînement au
sprint et à la pliométrie modifie le moment de l’activation du
muscle cocontractant. Le rôle spécifique de l’altération des
schémas de co-contraction antagoniste reste incertain. Une plus
grande activité antagoniste peut être observée pendant les
mouvements balistiques qui nécessitent des niveaux élevés de
stabilité articulaire, ou lorsque les gens ne sont pas familiers
avec une tâche et qu’une stabilité plus inhérente est requise.
ADAPTATIONS MUSCULAIRES
Les adaptations des muscles squelettiques après l’entraînement
anaérobie se produisent à la fois dans la structure et la fonction,
avec des changements comprenant des augmentations de
taille, des transitions de type de fibre et des composants
biochimiques et ultra-structuraux améliorés (architecture
musculaire, activité enzymatique et concentrations de substrat).
Collectivement, ces adaptations se traduisent par des
caractéristiques de performance améliorées qui incluent la
force, la puissance et l’endurance musculaire, toutes
essentielles à la réussite sportive.
CROISSANCE MUSCULAIRE
L’hypertrophie musculaire est le terme donné à l’élargissement
de la section transversale des fibres musculaires (STF) à la
suite de l’entraînement. Une relation positive existe entre
l’hypertrophie et l’expression de la force musculaire.
Biologiquement, le processus d’hypertrophie implique une
augmentation de l’accrétion nette (augmentation de la synthèse,
réduction de la dégradation ou les deux) des protéines
contractiles actine et myosine dans la myofibrille, ainsi qu’une
augmentation du nombre de myofibrilles dans une fibre
musculaire. En plus de ces protéines contractiles, d’autres
protéines structurelles, telles que la titine et la nébuline, sont
également synthétisées proportionnellement aux changements
du myofilament. Les nouveaux myofilaments sont ajoutés à la
périphérie de la myofibrille et entraînent une augmentation de
son diamètre. L’effet cumulatif de ces ajouts est un
élargissement de la fibre et, collectivement, la taille du muscle
ou du groupe musculaire lui-même. Pendant l’exposition à une
charge mécanique (entraînement en musculation), une série de
processus intracellulaires régulent l’expression des gènes et
favorisent par la suite une synthèse accrue des protéines.
La déformation mécanique des muscles stimule diverses
protéines indépendamment des concentrations hormonales, et
ces protéines ont montré une augmentation de leur activité
avant l’apparition de signes d’hypertrophie musculaire. En
particulier, la déformation mécanique des tissus active la voie de
la protéine kinase B (Akt) – cible de la rapamycine (mTOR) chez
les mammifères, la voie de l’adénosine monophosphate –
protéine kinase activée (AMPK) – et la voie de la protéine
kinase activée par un mitogène (MAPK). Parmi ceux-ci, la voie
Akt/mTOR en particulier est importante pour réguler directement
les adaptations à l’entraînement. Lorsque les fibres musculaires
se contractent, la signalisation Akt/mTOR augmente
considérablement, et cette réponse est essentielle pour
augmenter la synthèse des protéines musculaires et la
croissance ultérieure (processus appelé « myogenèse »). Dans
le même temps, la régulation négative des facteurs de
croissance inhibiteurs (myostatine par exemple) suggère que
l’exercice de résistance affecte de manière significative une
pléthore de voies de signalisation et de dégradation de la
croissance. Les taux de synthèse des protéines sont élevés
après un exercice de musculation aiguë et le restent pendant
quarante-huit heures. L’ampleur de la synthèse accrue des
protéines dépend d’une variété de facteurs, y compris l’apport
en glucides et en protéines, la disponibilité en acides aminés, le
moment de l’apport en nutriments, le stress mécanique de
l’entraînement de musculation, les niveaux d’hydratation des
cellules musculaires et la réponse hormonale anabolique et des
récepteurs ultérieurs.
Le processus d’hypertrophie implique à la fois une
augmentation de la synthèse des protéines
contractiles actine et myosine dans la myofibrille et
une augmentation du nombre de myofibrilles dans la
fibre musculaire elle-même. Les nouveaux
myofilaments sont ajoutés aux couches externes de la
myofibrille, entraînant une augmentation de son
diamètre.
Les dommages musculaires induits par l’exercice (DMIE), la
perturbation des myofibrilles et la structure uniforme des
sarcomères des fibres musculaires après un entraînement
anaérobie à haute intensité (entraînement en musculation) ont
également un effet marqué sur la croissance musculaire. Le
fondement théorique de ceci suggère que les changements
structurels associés aux DMIE influencent l’expression des
gènes dans un effort pour renforcer le tissu musculaire et le
protéger contre d’autres dommages. Le processus de réparation
et de remodelage lui-même peut impliquer une multitude de
mécanismes de régulation (hormonaux, immunitaires et
métaboliques) qui interagissent avec le statut d’entraînement de
l’individu. Cependant, il est entendu que les réponses
inflammatoires et l’augmentation du renouvellement des
protéines (augmentation de la synthèse nette des protéines)
contribuent en fin de compte aux adaptations hypertrophiques à
long terme. La séquence de synthèse des protéines implique
l’absorption d’eau, la synthèse des protéines non contractiles et
la synthèse des protéines contractiles. Dans le même temps,
une dégradation réduite agit pour maintenir la taille des fibres en
réduisant la perte nette de protéines.
Après le début d’un programme d’entraînement en musculation
lourde, des changements dans le type de protéines musculaires
(chaînes lourdes de myosine rapides) commencent à se
produire dans le cadre de plusieurs séances d’entraînement
convenablement organisées. Cependant, l’hypertrophie des
fibres musculaires nécessite une période d’entraînement plus
longue (plus de seize séances d’entraînement) avant que des
changements significatifs de la section transversale des fibres
musculaires (STF) ne deviennent réellement apparents. Comme
pour les gains initiaux des variables de performance (force,
puissance), les réponses hypertrophiques sont à leur maximum
dans les premiers stades, après quoi le taux de croissance
musculaire diminue avec le temps. Les athlètes étudiés au
cours de deux années d’entraînement intensif en résistance ont
montré des augmentations de force qui correspondaient à des
intensités d’entraînement optimales, bien que l’hypertrophie des
fibres musculaires ait peu contribué à l’augmentation des
performances de soulevé.
L’ampleur de l’hypertrophie dépend en dernier lieu du stimulus
d’entraînement et de la manière dont les variables aiguës
d’entraînement sont prescrites. Afin d’optimiser la croissance
musculaire, une périodisation appropriée de l’entraînement est
essentielle pour maximiser la combinaison des stimuli
mécaniques et métaboliques. Les facteurs mécaniques
comprennent la levée de charges lourdes, l’inclusion d’actions
musculaires excentriques et des volumes d’entraînement
modérés à élevés, qui sont tous caractéristiques de
l’entraînement en force. Une quantité croissante de preuves
soutient également l’utilisation de nouvelles modalités
d’entraînement (formation d’occlusion) comme méthodes
alternatives pour induire un stress mécanique ou métabolique
approprié. Les facteurs métaboliques se concentrent sur un
entraînement d’intensité faible à modérée, ou d’intensité
modérément élevée avec des volumes élevés et des intervalles
de repos courts (caractéristique de l’entraînement de
musculation). Collectivement, les facteurs mécaniques
entraînent un recrutement optimal des fibres musculaires (car
les fibres musculaires doivent être recrutées avant la
croissance), l’expression des facteurs de croissance et une
perturbation potentielle des sarcomères, qui augmentent tous la
section transversale musculaire. Les facteurs métaboliques
stressent le système énergétique glycolytique et entraînent une
augmentation des métabolites qui peuvent être impliqués dans
la croissance musculaire. Ces programmes provoquent
également la réponse hormonale anabolique la plus puissante.
L’hyperplasie, débattue par les scientifiques de l’exercice
pendant des années, est également proposée comme
mécanisme d’augmentation de la taille musculaire. L’hyperplasie
est le terme donné à une augmentation du nombre de fibres
musculaires via le fractionnement longitudinal des fibres en
réponse à un entraînement de musculation à haute intensité. Il a
été démontré que l’hyperplasie se produit chez les animaux,
mais les résultats sont controversés chez l’homme, certaines
études confortant cette hypothèse et d’autres rejetant sa
présence chez l’homme. Une partie de la raison de cette
confusion peut provenir d’études transversales comparant des
athlètes entraînés en musculation à des individus non entraînés,
montrant un plus grand nombre de fibres dans la population
entraînée. Dans ce scénario, il est difficile de déterminer si la
différence est due à la génétique ou à l’hyperplasie. Il faut
également considérer que les procédures que les scientifiques
effectuent sur les animaux ne peuvent tout simplement pas être
effectuées sur les humains pour des raisons éthiques et
logistiques. Par conséquent, certaines des données les plus
convaincantes à l’appui de l’hyperplasie des muscles
squelettiques sont issues d’études animales. Lors de l’examen
de l’hyperplasie dans des modèles animaux, les chercheurs
retirent le muscle entier et dénudent le fascia afin d’analyser
longitudinalement le nombre de fibres musculaires au
microscope. Chez l’homme, l’ablation du muscle entier n’est pas
possible. Au lieu de cela, des techniques de biopsie à l’aiguille
sont utilisées pour prélever un petit échantillon de tissu
musculaire, qui est ensuite examiné en coupe transversale, et
une prédiction de l’hyperplasie est indirectement faite à partir
d’extrapolations mathématiques. Bien que l’hyperplasie ne
puisse pas être complètement exclue, elle ne semble pas être
une stratégie majeure pour l’adaptation des tissus musculaires à
l’entraînement en musculation ; et, si elle se produit, elle
n’implique qu’une petite quantité de tissu stimulé (peut-être
moins de 10 %) si les conditions sont optimales. On peut
émettre l’hypothèse que si l’hyperplasie se produit, cela peut
être en réponse à l’atteinte d’une limite supérieure théorique de
la taille des fibres musculaires, qui peut se produire chez les
athlètes utilisant des stéroïdes anabolisants et d’autres agents
de croissance, ou subissant un entraînement à long terme qui
produit des niveaux élevés à extrêmes d’hypertrophie. Cela
continue d’être un sujet d’étude et de discorde parmi les
scientifiques.
MODIFICATIONS DE LA TAILLE DES FIBRES
L’ampleur de l’hypertrophie musculaire subie après un
entraînement anaérobie est intimement associée au type de
fibre musculaire. Les fibres musculaires, en particulier celles
situées dans les unités motrices à haut seuil régies par le
principe de la taille, doivent être activées afin de favoriser une
hypertrophie importante. Au cours de l’entraînement en
résistance, les fibres musculaires de type I et de type II ont le
potentiel d’être recrutées, à une fréquence déterminant
l’étendue de leurs processus adaptatifs. Selon le principe de la
taille, ce n’est que suite à l’activation hiérarchique que les fibres
de type I ou de type II reçoivent un mécanisme de signalisation
qui déclenche la cascade de processus régulateurs favorisant la
synthèse des protéines. Collectivement, cependant, après
l’activation
des
fibres
musculaires,
ces
réponses
hypertrophiques se traduisent par une section transversale
élargie du muscle intact après plusieurs mois d’entraînement.
En règle générale, les fibres de type II présentent des
augmentations de taille plus importantes que les fibres de type I.
Ainsi, l’ampleur de l’hypertrophie n’est pas uniforme entre les
deux principaux types de fibres. En fait, il a été avancé que le
potentiel ultime d’hypertrophie pouvait résider dans la proportion
relative de fibres de type II dans les muscles d’un athlète donné.
Autrement dit, les athlètes qui possèdent génétiquement une
proportion relativement importante de fibres à contraction rapide
peuvent avoir un plus grand potentiel d’augmentation de la
masse musculaire que les individus possédant principalement
des fibres à contraction lente.
TRANSITIONS DE TYPE DE FIBRE
Le modèle de stimulation neurale dicte dans quelle mesure les
adaptations des types de fibre se produisent après
l’entraînement anaérobie. Les fibres musculaires sont
théoriquement positionnées sur un continuum du type le moins
oxydant au type le plus oxydant (figure 5.3 et description des
types de fibres musculaires au chapitre 1). Le continuum est le
suivant : IIx, IIax, IIa, IIac, IIc, Ic et I, avec une expression
concomitante de chaîne lourde de myosine (CLM) : CLM IIx, IIa
et I. Bien que les proportions de fibres de type I et Ix soient
déterminées génétiquement, des changements au sein de
chaque sous-type peuvent survenir après un entraînement
anaérobie. Avec la formation et l’activation des unités motrices à
seuil élevé, il y a une transition du type de fibre de type IIx au
type de fibre IIa. En d’autres termes, les fibres musculaires de
type IIx modifient leur contenu isoforme de myosine adénosine
triphosphatase (ATPase) et deviennent progressivement des
fibres IIa plus oxydantes. La recherche a montré des transitions
presque complètes des profils de fibres de type IIx à IIa suite à
la combinaison d’une musculation à haute intensité et d’un
entraînement d’endurance aérobie. Les changements dans les
types de fibre à contraction rapide n’ont généralement pas été
liés à la vitesse à laquelle les changements dans la section
transversale des fibres musculaires ont lieu.
Les fibres de type IIx représentent un « réservoir » qui, lors
d’une activation constante, se transforme en une forme plus
oxydante le long du continuum (en une fibre intermédiaire de
type IIax, puis en IIa). Tout changement dans le continuum de
type de fibre musculaire et les CLM associées survient aux
premiers stades d’un programme d’entraînement en
musculation. Dans une première étude, Staron et ses collègues
ont examiné les effets d’un protocole d’entraînement en
musculation à haute intensité (plusieurs séries d’exercices de
squat, de leg press et d’extension du genou utilisant des
charges de 6 à 12RM et des périodes de repos de deux
minutes) effectués par des hommes et des femmes deux fois
par semaine pendant huit semaines. Ils ont signalé une
diminution significative du pourcentage de type IIx chez les
femmes après seulement deux semaines d’entraînement
(quatre séances d’entraînement) et après quatre semaines (huit
séances d’entraînement) chez les hommes. Au cours du
programme d’entraînement de huit semaines, les types de fibre
de type IIx sont passés de ~ 18 % à environ 7 % du total des
fibres musculaires chez les hommes et les femmes. L’analyse
des CLM a montré que dans cette première phase
d’entraînement, les CLM IIx ont été remplacées par les CLM IIa.
De plus, cette étude a démontré que les changements des
facteurs hormonaux (interactions entre testostérone et cortisol)
étaient corrélés aux changements du type de fibre musculaire. Il
est intéressant de noter que le désentraînement a l’effet inverse,
entraînant une augmentation des fibres de type IIx et une
réduction des fibres de type IIa, avec un dépassement possible
des fibres de type IIx (pourcentages de IIx plus élevés qu’en
pré-entraînement). Bien que la transformation au sein des soustypes de fibre musculaire semble typique, la transformation du
type I au type II (ou vice versa) semble moins probable, en
raison des différences d’isoformes de la CLM et de la teneur
relative en enzymes oxydantes. Ces données doivent être
explorées dans de futures études ; il est intéressant de se
demander si le continuum des adaptations s’étend au-delà des
sous-populations de type I et II, en particulier dans les cas
extrêmes où un marathonien (pourcentage élevé de fibres de
type I) suit un programme d’entraînement en musculation de
haute intensité ou un haltérophile (pourcentage élevé de fibres
de type II) commence
d’endurance aérobie.
un
programme
d’entraînement
CHANGEMENTS STRUCTURELS
ET ARCHITECTURAUX
Le muscle penné a des fascicules qui se fixent obliquement (en
position inclinée) à son tendon. L’angle de pennation affecte les
capacités de production de force ainsi que l’amplitude de
mouvement d’un muscle. De plus grands angles de pennation
peuvent également accueillir un plus grand dépôt de protéines
et permettre une augmentation plus importante de la section
transversale de la fibre musculaire (STF). Dans le muscle
penné, il a été démontré que l’entraînement en musculation
augmente l’angle de pennation, les athlètes entraînés en force
affichant des angles de pennation plus grands dans les muscles
du triceps brachial et du vaste externe par rapport aux individus
non entraînés. De plus, la longueur du fascicule s’est avérée
plus grande chez les athlètes entraînés en force, et celle du
gastrocnémien et du vaste externe s’est avérée plus grande
chez les sprinters que chez les coureurs de fond. Il a été
démontré que la combinaison de la musculation, du sprint et de
l’entraînement au saut augmentait la longueur du fascicule du
droit fémoral, et l’entraînement au sprint et au saut s’est avéré
augmenter la longueur du fascicule du vaste externe. Ces
changements architecturaux ont un effet positif sur la manière
dont la force est finalement transmise aux tendons et aux os.
AUTRES ADAPTATIONS MUSCULAIRES
Il a été démontré que l’entraînement en résistance augmente le
volume myofibrillaire, la densité cytoplasmique, le réticulum
sarcoplasmique, la densité des tubules T et l’activité ATPase
sodium-potassium. Collectivement, ces changements agissent
pour faciliter l’hypertrophie et permettre une plus grande
expression de la force musculaire. Il a été démontré que
l’entraînement au sprint améliore la libération de calcium, ce qui
contribue à augmenter la vitesse et la production d’énergie en
favorisant la formation de ponts croisés d’actine et de myosine.
Il a également été démontré que l’entraînement intensif en
musculation réduit la densité mitochondriale. Alors que le
nombre de mitochondries reste en fait constant ou peut
légèrement augmenter tout au long d’une phase d’entraînement,
la densité mitochondriale est exprimée par rapport à la zone
musculaire. L’augmentation de la section transversale
musculaire se produit de manière disproportionnée par rapport à
la prolifération mitochondriale et, par conséquent, la densité des
mitochondries par unité de volume diminue en réalité avec
l’hypertrophie. L’hypertrophie musculaire entraîne également
une diminution de la densité capillaire, par des mécanismes
similaires encore une fois, le nombre de capillaires par fibre
augmentant quelque peu. Les haltérophiles et les athlètes de
force athlétique présentent des
densités
capillaires
significativement plus faibles que les sujets témoins, tandis que
les culturistes ont des densités capillaires similaires à celles des
non-athlètes. Les entraînements de musculation produisent de
grandes concentrations d’ions hydrogène, mais avoir plus de
capillaires par fibre peut aider à éliminer les métabolites de
l’exercice musculaire.
L’exercice anaérobie entraîne une réduction substantielle du pH
musculaire et sanguin, plusieurs mécanismes régulant une
modification de l’équilibre acide-base pendant l’exercice. Avec
des adaptations à des changements aigus constants de pH
pendant l’entraînement (concentration accrue d’ions H+), la
capacité tampon peut s’améliorer. Cette capacité accrue permet
alors à un athlète de mieux tolérer l’accumulation de H+ au sein
du muscle actif, ce qui entraîne une fatigue retardée et une plus
grande endurance musculaire. De par sa nature, l’entraînement
par intervalles à haute intensité (sprint, cyclisme) effectué audessus du seuil de lactate a montré une augmentation
significative de la capacité tampon, de 16 % à 38 %. Ailleurs, il a
été démontré que les athlètes participant à des sports d’équipe
anaérobies ont une capacité tampon plus élevée que les
athlètes d’endurance et les sujets témoins non entraînés.
Dans le muscle squelettique, la teneur en substrat et l’activité
enzymatique représentent d’autres domaines d’adaptation en
réponse à l’entraînement anaérobie. Plus particulièrement,
lorsque les concentrations d’ATP et de créatine phosphate (CP)
sont épuisées à plusieurs reprises après des épisodes de
contraction musculaire intermittente de haute intensité, la
capacité de stockage de ces composés de haute énergie est
augmentée via un effet de « surcompensation ». Mac Dougall et
ses collègues ont signalé une augmentation de 28 % de la CP
au repos et une augmentation de 18 % des concentrations
d’ATP après cinq mois d’entraînement en musculation (trois à
cinq séries, de huit à dix répétitions, avec des périodes de repos
de deux minutes). En outre, il semble que des programmes de
type musculation tels que celui-ci, qui mettent l’accent sur la
glycolyse anaérobie, puissent également être un puissant
stimulant pour l’amélioration de la teneur en glycogène, une
augmentation jusqu’à 112 % ayant été constatée.
ADAPTATIONS DES TISSUS CONJONCTIFS
Les os, les tendons, les ligaments, les fascias et le cartilage
sont des exemples de tissu conjonctif. L’exercice anaérobie
transmet des forces mécaniques qui provoquent la déformation
de régions spécifiques du squelette. Ces forces, créées par des
actions musculaires sur l’insertion tendineuse dans l’os, peuvent
être flexibles, compressives ou torsionnelles. En réponse à la
charge mécanique, les ostéoblastes migrent vers la surface
osseuse et commencent la modélisation osseuse (figure 5.4).
Les ostéoblastes fabriquent et sécrètent des protéines –
principalement des molécules de collagène – qui se déposent
dans les espaces entre les cellules osseuses pour augmenter la
force. Ces protéines forment la matrice osseuse et finissent par
se minéraliser sous forme de cristaux de phosphate de calcium
(hydroxyapatite). La nouvelle formation osseuse se produit
principalement sur la surface externe de l’os (périoste),
augmentant le diamètre et la résistance.
PHYSIOLOGIE OSSEUSE GÉNÉRALE
Le taux d’adaptation osseuse se produit différemment dans le
squelette axial (crâne, colonne vertébrale, côtes et sternum) et
appendiculaire (ceinture scapulaire, bassin et os des membres
supérieurs et inférieurs), en raison de différentes quantités de
trabécules osseuses (spongieuses) et de l’os cortical (compact).
L’os cortical est dense et forme une coquille externe compacte
entourant l’os trabéculaire, les deux types d’os étant liés par
l’imbrication de plaques étroites et délicates d’os trabéculaire.
Les espaces entre les plaques trabéculaires sont occupés par la
moelle osseuse, qui se compose de tissu adipeux et de produits
sanguins tels que les globules rouges immatures. Les vaisseaux
sanguins de la cavité médullaire se prolongent dans l’os cortical
dense, à travers un réseau de canaux verticaux et horizontaux.
Parce qu’il est moins dense et a un rapport surface/masse plus
important, l’os trabéculaire est capable de répondre plus
rapidement aux stimuli que l’os cortical car il est plus mou, plus
faible et plus flexible et donc plus enclin au changement
adaptatif.
Le terme « souche essentielle minimale » (SEM) fait référence
au stimulus seuil qui initie une nouvelle formation osseuse. Le
dépassement constant de ces seuils signale que les
ostéoblastes migrent vers la région subissant le stress et
forment de l’os, tandis que les forces qui tombent en dessous
de la SEM ne présentent pas un stimulus approprié pour une
nouvelle formation osseuse. Les cellules osseuses travaillent à
réguler la formation de nouveaux tissus osseux, de telle sorte
que les forces subies régulièrement ne dépassent pas la SEM,
établissant ainsi une marge de sécurité contre les fractures. La
déformation enregistrée par l’os est fonction de la force par
unité de surface osseuse (contrainte). On pense que la SEM
représente environ 1/10 de la force requise pour fracturer l’os.
L’augmentation du diamètre de l’os permet de répartir la force
sur une plus grande surface, diminuant ainsi la quantité de
contraintes mécaniques. Après la croissance osseuse, une
force qui dépassait auparavant la SEM sera désormais
inférieure à son seuil. Les activités physiques porteuses
progressives qui génèrent des forces dépassant la SEM sont
donc les plus efficaces pour augmenter la taille et la force des
os.
Les forces qui atteignent ou dépassent un seuil de
stimulation déclenchent une nouvelle formation
osseuse dans la zone soumise à la contrainte
mécanique.
ENTRAÎNEMENT ANAÉROBIE ET CROISSANCE
OSSEUSE
À mesure que la force musculaire et l’hypertrophie augmentent
en réponse aux modalités d’entraînement anaérobie, les forces
générées par l’augmentation des contractions musculaires
augmentent la contrainte mécanique sur l’os par la suite, et l’os
lui-même doit augmenter en masse et en force pour fournir une
structure de soutien adéquate. Toute augmentation de la force
ou de la masse musculaire peut donc entraîner une
augmentation correspondante de la densité minérale osseuse
(DMO) ou de la quantité de minéraux déposés dans une zone
donnée de l’os. Fait intéressant, l’inactivité ou l’immobilisation a
l’effet inverse et se traduit par un taux plus rapide de perte de
matrice osseuse et de DMO. De nombreuses études ont montré
une corrélation positive entre la DMO, la force et la masse
musculaire. Les chercheurs ont rapporté que les athlètes
entraînés en résistance ont une DMO plus élevée que les sujets
témoins sédentaires de même âge. Chez certaines personnes (
joueurs de football professionnels), l’activité physique semble
influer davantage sur la masse osseuse, la surface et la largeur
que la DMO. Ainsi, l’exercice qui stimule l’hypertrophie
musculaire et les gains de force semble également stimuler la
croissance osseuse.
Quantitativement, la durée des adaptations osseuses est assez
longue – environ six mois ou plus – et dépend intimement de la
structure du programme. Cependant, le processus d’adaptation
commence au cours des premières séances d’entraînement. Le
processus d’ostéogenèse implique la sécrétion de substances
dans le sang (substances spécifiques aux os uniquement) qui
peuvent être mesurées. Par conséquent, toute élévation d’un
marqueur ostéogénique peut être reconnue comme un
indicateur
précoce
de
la
formation
osseuse
et
vraisemblablement un précurseur d’une augmentation de la
DMO, à condition que le stimulus soit maintenu pendant une
longue période d’entraînement.
PRINCIPES D’ENTRAÎNEMENT POUR AUGMENTER
LA RÉSISTANCE OSSEUSE
Les programmes d’entraînement anaérobie qui ont pour objectif
de stimuler la croissance osseuse doivent intégrer la spécificité,
la vitesse et la direction de la charge, un volume suffisant, une
sélection d’exercices appropriée, une surcharge progressive et
une variation. La spécificité de la charge exige l’utilisation
d’exercices qui ciblent directement une région particulière du
squelette. Si le corps interprète ces forces comme nouvelles,
elles stimuleront la croissance osseuse dans la zone qui reçoit
la souche. Par exemple, la course à pied peut être un bon
stimulus pour une augmentation de la DMO dans le fémur, mais
un mauvais choix pour favoriser les dépôts minéraux lorsque
l’on essaie de renforcer le poignet. Le concept de spécificité de
la charge devient particulièrement important lorsqu’un
professionnel de la préparation physique prescrit des exercices
pour augmenter la masse osseuse dans les régions du
squelette les plus souvent touchées par l’ostéoporose, une
maladie dans laquelle la DMO et la masse osseuse sont
réduites à des niveaux extrêmement bas. La recherche indique
que les exercices de charge cyclique à fort impact pour le bas
du corps, tels que la gymnastique, le volley-ball ou le basketball, augmentent sélectivement la DMO sur des sites
cliniquement pertinents, comme la hanche et la colonne
vertébrale, et davantage que les activités à faible impact.
De plus, une augmentation de la DMO peut être observée chez
les athlètes universitaires de haut niveau possédant déjà des
niveaux élevés de DMO. Ces changements de la DMO sont
indépendants du statut hormonal reproducteur si le stimulus est
suffisant.
La sélection des exercices est critique lorsque l’on essaie de
susciter des stimuli ostéogéniques maximaux (facteurs qui
stimulent la formation de nouveaux os). Essentiellement, les
exercices devraient impliquer plusieurs articulations, diriger les
vecteurs de force principalement à travers la colonne vertébrale
et la hanche (exercices structurels) et appliquer des charges
externes plus lourdes que celles avec des exercices guidés
impliquant une seule articulation. Cussler et ses collègues ont
montré une relation linéaire positive entre les quantités de poids
levés au cours d’une année d’entraînement et les
augmentations associées de la DMO. De plus, les résultats de
cette recherche ont mis en évidence l’importance de la
spécificité de l’exercice dans la mesure où le squat, par rapport
à la presse, était plus efficace pour augmenter la DMO dans le
trochanter du fémur. L’utilisation d’exercices mono-articulaires
utilisant une machine doit être limitée, car ces exercices isolent
un seul groupe musculaire en utilisant de l’équipement comme
support pour stabiliser le corps plutôt que de favoriser le soutien
squelettique. Par conséquent, des exercices tels que le squat
barre arrière, le power clean, le soulevé de terre, l’arraché et le
push jerk (pour le squelette axial et le bas du corps) ou le
développé épaule (pour le haut du corps) s’avèrent des
méthodes plus efficaces pour augmenter la force osseuse.
L’os réagissant favorablement aux forces mécaniques, le
principe de la surcharge progressive – imposant
progressivement des contraintes supérieures à la normale à la
musculature en exercice – s’applique lorsque l’on s’entraîne à
augmenter la masse osseuse. Bien que la force maximale de
l’os soit maintenue bien au-dessus des capacités de force
volontaire de la musculature associée, l’os réagit à des forces
plus élevées (charges de 1 à 10RM) qui sont appliquées de
manière répétitive au fil du temps. La réponse adaptative de l’os
garantit que les forces ne dépassent pas un niveau critique qui
augmente le risque de fractures de stress (microfractures
osseuses dues à la fatigue structurelle). Le soutien à la
surcharge progressive provient d’études qui ont comparé la
DMO de divers groupes d’athlètes à celle de non-athlètes. En
fait, les haltérophiles d’élite chez les adolescents se sont
révélés posséder des niveaux de minéralisation osseuse qui
dépassent de loin les valeurs trouvées chez les adultes non
entraînés. Cette observation est intéressante car elle indique
que l’os jeune peut être plus sensible aux stimuli ostéogéniques
que l’os mature. Les preuves indiquent que l’activité physique
pendant la croissance module la géométrie externe et
l’architecture trabéculaire de l’os, améliorant potentiellement la
force squelettique. Des données récentes montrent que la
charge osseuse associée à l’activité physique au cours de la
croissance étale (adolescence) et après la croissance
squelettique (début de l’âge adulte) élève le pic de masse
osseuse et est positivement associée à la masse osseuse
adulte plus tard dans la vie.
COMMENT LES ATHLÈTES PEUVENT-ILS
STIMULER LA FORMATION OSSEUSE ?
Afin de favoriser la formation osseuse, les
athlètes doivent utiliser une programmation
spécifique des variables d’entraînement afin de
maximiser les adaptations optimales.
Sélectionner des exercices structurels multiarticulaires qui impliquent plusieurs groupes
musculaires à la fois. Éviter les mouvements
isolés et articulaires.
Sélectionner des exercices qui dirigent des
vecteurs de force axiale à travers la colonne
vertébrale et la hanche et appliquent des
charges plus lourdes que les exercices
d’assistance à une seule articulation.
Utiliser le principe de la surcharge
progressive pour stresser le système
musculo-squelettique
et
continuer
à
augmenter progressivement la charge à
mesure que les tissus s’habituent au stimulus.
Utiliser à la fois des exercices de charges
lourdes et des exercices à fort impact ou
balistiques pour exposer l’os à différentes
intensités de force.
En variant la sélection des exercices, il est
possible de modifier la distribution des
impacts de force et de présenter un stimulus
unique pour la formation de nouveaux os.
La variation de l’entraînement est une autre considération
importante dans la conception de programmes pour stimuler la
formation de nouveaux os. L’architecture interne du squelette
humain possède un mécanisme par lequel il compense les
nouveaux schémas de déformation subis par l’os. Pour dissiper
de manière optimale les forces imposées, la direction des fibres
de collagène dans la matrice osseuse peut changer pour se
conformer aux lignes de contrainte subies par l’os. Ainsi, le
changement de la distribution (et de direction) des vecteurs de
force en utilisant une variété d’exercices présente
continuellement un stimulus unique pour la formation de
nouveaux os dans une région donnée de l’os. Par la suite, la
formation de collagène se produit dans plusieurs directions,
augmentant la résistance osseuse dans diverses directions.
Dans l’ensemble, si l’ampleur de la ch((arge ou le taux
d’application de la)) force est sueeffisant, il n’est généralement
pas nécessaire d’effectuer plus de 30 à 35 répétitions, car un
plus grand volume de charge n’est pas susceptible de fournir un
stimulus supplémentaire pour la croissance de l’os.
Les composantes de la charge mécanique qui
stimulent la croissance osseuse sont l’ampleur de la
charge (intensité), le taux (vitesse) de chargement, la
direction des forces et le volume de charge (nombre
de répétitions).
ADAPTATIONS DES TENDONS, LIGAMENTS
ET FASCIAS À L’ENTRAÎNEMENT ANAÉROBIE
Les tendons, les ligaments, les fascias et le cartilage sont des
structures complexes et dynamiques qui sont le lien essentiel
entre les muscles et les os. Le principal composant structurel de
tout le tissu conjonctif est la fibre de collagène (type I pour les
os, les tendons et les ligaments ; type II pour le cartilage, figure
5.5). La protéine mère, le procollagène, est synthétisée et
sécrétée par les fibroblastes, qui sont les cellules les plus
communes trouvées dans le tissu conjonctif des animaux et
agissent comme des cellules-souches dans la synthèse de la
matrice extra-cellulaire, tout en jouant un rôle critique dans la
cicatrisation des plaies. Les molécules de procollagène se
composent de trois brins de protéines torsadés les uns aux
autres dans une triple hélice. Le procollagène quitte la cellule
avec des extensions protectrices aux extrémités pour empêcher
la formation prématurée de collagène. Le clivage des
extensions via des enzymes entraîne la formation de collagène
actif, qui s’aligne avec d’autres molécules de collagène pour
former un long filament. La mesure de ces enzymes fournit une
indication du métabolisme du collagène. En fait, les niveaux
d’enzyme augmentent en réponse à l’entraînement, ce qui
montre une augmentation de la synthèse nette de collagène de
type I. La disposition parallèle des filaments est appelée
« microfibrille ». Le collagène a une apparence striée (rayée)
sous un microscope optique, un peu comme le muscle
squelettique, en raison de l’alignement ordonné des espaces
entre les molécules de collagène dans une microfibrille. Au fur
et à mesure que l’os se développe, les microfibrilles
s’organisent en fibres et les fibres en faisceaux plus gros. La
véritable force du collagène provient des fortes liaisons
chimiques (réticulation) qui se forment entre les molécules de
collagène adjacentes à travers les faisceaux de collagène. Les
faisceaux de collagène sont regroupés longitudinalement pour
former des tendons ou des ligaments, ou sont disposés en
feuilles avec les couches orientées dans différentes directions,
comme dans les os, le cartilage et les fascias.
Les tendons et les ligaments sont composés principalement
d’arrangements parallèles serrés de faisceaux de collagène.
Les tendons et les ligaments matures contiennent relativement
peu de cellules. Le petit nombre de cellules métaboliquement
actives dans les tendons et les ligaments rend les besoins en
oxygène et en nutriments dans ces tissus relativement faibles.
Les ligaments contiennent des fibres élastiques (élastine) en
plus du collagène, car une certaine quantité d’étirement est
nécessaire dans un ligament pour permettre un mouvement
articulaire normal. Les tendons et les ligaments s’attachent à
l’os avec une grande résistance, permettant la transmission
maximale des forces. Les tissus conjonctifs fibreux qui
entourent et séparent les différents niveaux organisationnels au
sein du muscle squelettique sont appelés « fascias ». Le fascia
a des feuilles de tissu de support fibrocollagène, contenant des
faisceaux de fibres de collagène disposés dans différents plans,
pour fournir une résistance aux forces de différentes directions.
À l’intérieur des muscles, le fascia converge près de l’extrémité
du muscle pour former un tendon à travers lequel la force de
contraction musculaire est transmise à l’os. Comparé à celui du
tissu musculaire, le métabolisme des tendons est beaucoup
plus lent en raison d’une vascularisation et d’une circulation plus
faibles. En fait, l’augmentation du flux sanguin vers le muscle
squelettique via l’exercice n’est pas parallèle à la même
perfusion de flux dans les tendons. Cette vascularité limitée a
des implications sur la régénération et constitue la raison pour
laquelle les tendons peuvent prendre beaucoup de temps à
guérir après une blessure.
Le principal stimulus dans la croissance des tendons, des
ligaments et des fascias est l’impact des forces mécaniques
créées pendant l’exercice à haute intensité. Le degré
d’adaptation tissulaire semble être proportionnel à l’intensité de
l’exercice. Un exercice anaérobie constant qui dépasse le seuil
de contrainte a un effet positif sur la stimulation des
changements du tissu conjonctif.
Des preuves empiriques suggèrent que les tissus conjonctifs
doivent augmenter leurs capacités fonctionnelles en réponse à
l’augmentation de la force musculaire et de l’hypertrophie. Les
lieux où les tissus conjonctifs peuvent augmenter la résistance
et la capacité de charge sont :
les jonctions entre le tendon (et le ligament) et la surface
osseuse ;
à l’intérieur du corps du tendon ou du ligament ;
dans le réseau de fascias au sein du muscle
squelettique.
COMMENT LES ATHLÈTES PEUVENT-ILS
STIMULER LES ADAPTATIONS DU TISSU
CONJONCTIF ?
TENDONS, LIGAMENTS, FASCIAS
Les adaptations à long terme des tendons,
des ligaments et des fascias sont stimulées
par des schémas de charge progressive à
haute intensité utilisant des résistances
externes.
Des charges à haute intensité doivent être
utilisées, car des intensités faibles à
modérées ne modifient pas de façon marquée
la teneur en collagène du tissu conjonctif.
Les forces doivent être exercées sur toute la
gamme de mouvement d’une articulation et,
dans la mesure du possible, des exercices
multi-articulaires doivent être utilisés.
CARTILAGE
L’exercice anaérobie d’intensité modérée
semble suffisant pour augmenter l’épaisseur
du cartilage. Un exercice intense ne semble
pas causer de maladie dégénérative des
articulations lorsqu’il est progressivement
surchargé de manière appropriée.
La viabilité des tissus peut être maintenue en
adoptant une variété de modalités d’exercice
et en veillant à ce que la charge soit appliquée
sur toute l’amplitude des mouvements.
Au fur et à mesure que les muscles deviennent plus forts, ils
tirent sur leurs attaches osseuses avec une plus grande force et
provoquent une augmentation de la masse osseuse à la
jonction tendon-os et le long de la ligne sur laquelle les forces
sont réparties.
L’entraînement anaérobie à haute intensité entraîne une
croissance conjonctive des tissus et d’autres changements
ultra-structuraux qui améliorent la transmission des forces. Les
changements spécifiques au sein d’un tendon contribuant à son
augmentation de taille et de force sont les suivants :
une augmentation du diamètre des fibrilles de
collagène ;
un plus grand nombre de réticulations covalentes au
sein de la fibre hypertrophiée ;
une augmentation du nombre de fibrilles de collagène ;
une augmentation de la densité de tassement des
fibrilles de collagène.
Collectivement, ces adaptations augmentent la capacité du
tendon à résister à des forces de tension plus importantes.
L’hypertrophie musculaire chez les animaux est liée à une
augmentation du nombre et de la taille des fibroblastes,
entraînant ainsi une plus grande quantité de collagène total.
L’activation des fibroblastes et la croissance ultérieure du
réseau du tissu conjonctif sont des conditions préalables à
l’hypertrophie du muscle actif. Cela peut expliquer pourquoi les
biopsies d’athlètes entraînés ont montré que le muscle
hypertrophié contient plus de collagène total que chez les
individus non entraînés, mais que la teneur en collagène reste
proportionnelle à la masse musculaire existante. Des études
récentes indiquent que la raideur tendineuse (transmission de
force par unité de contrainte ou allongement tendineux)
augmente en raison de l’entraînement de musculation. En fait,
Kubo et ses collègues ont reporté une augmentation de 15 % à
19 % de la rigidité du tendon d’Achille après huit semaines
d’entraînement. L’intensité de l’exercice est critique, car les
charges lourdes (80 % de 1RM) augmentent la rigidité des
tendons, ce qui n’est pas le cas des charges légères (20 % de
1RM).
ADAPTATIONS DU CARTILAGE
À L’ENTRAÎNEMENT ANAÉROBIE
Le cartilage est un tissu conjonctif dense, capable de résister à
une force considérable sans endommager sa structure. Les
principales fonctions du cartilage sont :
de fournir une surface articulaire lisse ;
d’agir comme un amortisseur pour les forces dirigées à
travers l’articulation ;
d’aider à la fixation du tissu conjonctif au squelette.
Une caractéristique unique du cartilage est qu’il n’a pas son
propre apport sanguin et qu’il dépend de la diffusion de
l’oxygène et des nutriments du liquide synovial (c’est pourquoi le
cartilage ne se répare pas facilement après une blessure). Deux
principaux types de cartilage sont importants par rapport à
l’activité physique. Le cartilage hyalin (cartilage articulaire), qui
se trouve sur les surfaces articulaires des os, et le cartilage
fibreux, forme très dure de cartilage présente dans les disques
intervertébraux de la colonne vertébrale et aux jonctions où les
tendons se fixent à l’os.
Le fait que le cartilage articulaire tire son apport en nutriments
par diffusion à partir du liquide synovial fait le lien vers la
mobilité et la santé articulaires. Le mouvement autour d’une
articulation crée des changements de pression dans la capsule
articulaire, qui entraînent les nutriments du liquide synovial vers
le cartilage de l’articulation.
L’immobilisation d’une articulation empêche une bonne diffusion
de l’oxygène et des nutriments essentiels à travers l’articulation.
Il en résulte la mort des cellules saines du cartilage, appelées
« chondrocytes », et une résorption de la matrice cartilagineuse.
L’état actuel des recherches indique que le cartilage humain
subit une atrophie ou un amincissement lorsque la charge
externe est supprimée (immobilisation postopératoire,
paraplégie). Cependant, l’effet que l’augmentation de la charge
externe a sur l’épaisseur moyenne du cartilage reste encore à
être étudié précisément. Dans tous les cas, il est probable que
la contribution génétique joue un rôle plus important dans la
détermination de la morphologie du cartilage.
RÉPONSES ENDOCRINIENNES ET ADAPTATIONS
À L’ENTRAÎNEMENT ANAÉROBIE
Les hormones possèdent une variété de rôles régulateurs
pendant l’entraînement anaérobie, et affectent les mécanismes
homéostatiques dédiés au maintien des fonctions du corps dans
la plage normale pendant le repos et l’exercice. Il s’agit
notamment du développement des muscles, des os et du tissu
conjonctif par le biais de processus anaboliques et catalyseurs.
Comme évoqué au chapitre 4, les réponses endocriniennes à
l’entraînement anaérobie peuvent inclure des changements
pendant et après l’exercice, des changements chroniques de la
réponse aiguë à un entraînement, des changements chroniques
des concentrations au repos et des changements dans le
contenu des récepteurs hormonaux.
RÉPONSES AIGUËS AUX HORMONES
ANABOLISANTES
Après un exercice anaérobie (en particulier un entraînement
contre résistance), des concentrations élevées de testostérone,
de variantes moléculaires de l’hormone de croissance et de
cortisol ont été trouvées jusqu’à trente minutes chez l’homme.
Ces fluctuations se produisent vite, puis se stabilisent
rapidement en réponse aux défis homéostatiques résultant des
exigences initiales de l’exercice intensif et de l’entraînement à
plus long terme. L’amplitude de l’élévation est plus grande
lorsque des exercices de masse musculaire importants sont
effectués, ou pendant des entraînements d’intensité et de
volume modérés à élevés combinés à des intervalles de repos
plus courts. Par exemple, il existe de fortes corrélations entre le
lactate sanguin (exercice anaérobie), l’hormone de croissance
et le cortisol, et nous pensons donc que l’accumulation d’ions
hydrogène peut être un facteur principal influençant l’hormone
de croissance et la libération de cortisol. Ailleurs, les
augmentations de la testostérone libre se sont révélées plus
importantes chez les hommes entraînés en résistance que chez
les hommes entraînés en aérobie, certaines études signalant de
légères élévations de la testostérone chez les femmes après un
exercice anaérobie.
Le facteur de croissance analogue à l’insuline I (IGF-I) est le
principal médiateur de l’hormone de croissance : il agit comme
un messager hormonal qui stimule les effets favorisant la
croissance dans presque toutes les cellules du corps, en
particulier les muscles squelettiques, le cartilage et les os. Le
facteur de croissance analogue à l’insuline I a une réponse
retardée à l’exercice et dépend de la réponse aiguë de
l’hormone de croissance. Cependant, d’autres facteurs
mécaniques de croissance sont régulés à la hausse dans le
muscle squelettique en réponse à une charge mécanique et
agissent indépendamment de l’hormone de croissance. En
comparaison, la sécrétion d’insuline est parallèle aux
changements de la glycémie et des acides aminés, l’insuline
étant principalement affectée par la supplémentation avant,
pendant ou après l’exercice et non par le stimulus de l’exercice
anaérobie. Les catécholamines (épinéphrine, norépinéphrine,
dopamine) reflètent les exigences aiguës de l’exercice
anaérobie, avec des concentrations croissantes importantes
pour réguler la production de force, le taux de contraction
musculaire, la disponibilité énergétique et l’augmentation
d’autres hormones (testostérone).
La réponse aiguë de l’hormone anabolique à l’exercice
anaérobie est essentielle pour la performance de
l’exercice et les adaptations d’entraînement
ultérieures. La régulation à la hausse des récepteurs
des hormones anabolisantes est importante pour la
médiation des effets hormonaux.
CHANGEMENTS CHRONIQUES DANS LA RÉPONSE
HORMONALE AIGUË
L’adhésion à un programme d’entraînement de résistance à
long terme se traduit par une capacité accrue à exercer de plus
grands niveaux de force musculaire, avec des intensités
d’entraînement croissantes au fil du temps et à mesure que le
corps s’adapte pour tolérer des charges progressivement plus
lourdes. Par conséquent, les réponses endocrines aiguës à
l’entraînement anaérobie refléteront probablement ces
améliorations, comme cela a été principalement démontré avec
l’hormone de croissance. Les changements longitudinaux de la
fonction endocrinienne reflètent l’augmentation du « stress »
d’exercice toléré par le corps en réponse à une charge externe
incrémentielle. Il est donc supposé que toute adaptation
chronique des schémas de réponse hormonale aiguë augmente
potentiellement la capacité à mieux tolérer et maintenir des
intensités d’exercice plus élevées et prolongées.
CHANGEMENTS CHRONIQUES
DES CONCENTRATIONS HORMONALES AU REPOS
Des changements chroniques de concentrations d’hormones au
repos après un exercice anaérobie sont peu probables. En effet,
la recherche n’a pas eu de résultat concluant sur les
changements de la testostérone, de l’hormone de croissance,
de l’IGF-I et du cortisol au fil du temps. Au lieu de cela, les
concentrations au repos reflètent probablement l’état actuel du
tissu musculaire en réponse à des changements substantiels du
programme d’entraînement (volume ou intensité) et des facteurs
nutritionnels. Il semble que l’élévation pendant et
immédiatement après l’entraînement puisse présenter aux
récepteurs suffisamment de stimulus pour affecter le
remodelage des tissus sans avoir besoin d’élévation chronique
des concentrations basales. Il est important de noter que des
élévations chroniques d’une hormone anabolique peuvent être
contre-productives à long terme. Les récepteurs ont tendance à
réguler à la baisse au fil du temps lorsqu’ils sont exposés de
manière constante à des niveaux élevés d’hormones. Par
exemple, dans le diabète sucré de type 2, la sensibilité du
muscle squelettique à l’insuline est réduite en raison d’une
élévation chronique de l’insuline sanguine. C’est pourquoi les
utilisateurs de stéroïdes anabolisants effectuent plusieurs cycles
de consommation de drogues plutôt que de maintenir des doses
constamment élevées.
MODIFICATIONS DES RÉCEPTEURS HORMONAUX
Le contenu des récepteurs est important pour la médiation des
adaptations provoquées par toute réponse hormonale. Les
récepteurs des androgènes (RA) ont reçu beaucoup d’attention
dans la littérature, et leur contenu (nombre de récepteurs par
zone sur le tissu cible) dépend de plusieurs facteurs,
notamment le type de fibre musculaire, l’activité contractile et
les concentrations de testostérone. Il a été démontré que
l’entraînement contre résistance régule à la hausse le contenu
en RA dans les 48 à 72 heures après l’entraînement. Le
stimulus de l’exercice de résistance semble altérer l’ampleur
des modifications aiguës des RA. Ratamess et ses collègues
ont comparé les effets d’une et de six séries de dix répétitions
en squat et n’ont signalé aucune différence dans le contenu des
RA. Cependant, le protocole à volume plus élevé a provoqué
une régulation négative significative du contenu de RA une
heure après l’entraînement. Cette étude a également démontré
que lorsqu’un volume suffisant est atteint, la teneur en protéines
des RA peut initialement être régulée à la baisse, avant la
régulation positive qui a été montrée dans d’autres études.
Kraemer et ses collègues ont toutefois montré que la
consommation d’un supplément de protéines et de glucides
avant et après l’entraînement atténue cette régulation négative
des RA.
RÉPONSES CARDIOVASCULAIRES
ET RESPIRATOIRES À L’EXERCICE ANAÉROBIE
Les épisodes aigus d’exercice anaérobie et l’entraînement
anaérobie à long terme ont un impact significatif sur les
fonctions cardiovasculaire et respiratoire. Cela se reflète à la
fois chez les athlètes anaérobies et les individus sédentaires, où
une fonction et des dimensions cardiaques améliorées sont
apparentes. L’entraînement en résistance aux charges lourdes
peut bénéficier au système cardiovasculaire, mais différemment
de l’entraînement en résistance avec plus de répétitions de
charges légères et moins de repos ou un entraînement
d’endurance aérobie classique. Une capacité améliorée du
cœur, des poumons et du système circulatoire à fonctionner
dans des conditions de haute pression et de production de force
peut préparer le corps de l’athlète aux exigences extrêmes de la
compétition sportive.
RÉPONSES CARDIOVASCULAIRES AIGUËS
À L’EXERCICE ANAÉROBIE
Un épisode anaérobie aigu augmente considérablement les
réponses cardiovasculaires. La fréquence cardiaque, le volume
systolique, le débit cardiaque et la pression artérielle
augmentent tous de manière significative pendant l’exercice de
résistance. Des pressions sanguines maximales de 320/250
mmHg et une fréquence cardiaque de 170 battements par
minute ont été rapportées lors d’un exercice de poussée des
jambes de haute intensité (95 % de 1RM). Généralement, la
réponse de la pression artérielle augmente de façon non linéaire
avec l’ampleur de la masse musculaire active et est plus élevée
pendant la phase concentrique de chaque répétition que
pendant la phase excentrique, en particulier au « point de
friction » d’un exercice. Bien que de fortes élévations de la
pression artérielle aient été signalées, il existe peu de données
indiquant que l’entraînement en résistance a des effets négatifs
sur la pression artérielle au repos. De plus, une augmentation
de la pression intrathoracique et des réductions de volume
plasmatique allant jusqu’à 22 % ont été signalées.
Au cours d’un ensemble d’exercices de résistance, le volume
systolique et le débit cardiaque augmentent principalement
pendant la phase excentrique de chaque répétition, en
particulier lorsque la technique Valsalva est utilisée (chapitre 2).
Parce que la phase concentrique d’une répétition est beaucoup
plus difficile et que les élévations des pressions intrathoraciques
et intra-abdominales sont plus importantes (via la manœuvre de
Valsalva), limitant le retour veineux et réduisant le volume
diastolique final, la réponse hémodynamique de l’exercice de
résistance est retardée. De telle sorte que le débit cardiaque
augmente davantage pendant la phase excentrique, ou pendant
la période de repos entre les séries. C’est particulièrement vrai
pour la réponse de la fréquence cardiaque d’un individu :
pendant les cinq premières secondes après la fin d’un
ensemble, la fréquence cardiaque est plus élevée que pendant
l’ensemble lui-même.
Le degré d’augmentation du flux sanguin dans les muscles qui
travaillent pendant l’entraînement anaérobie dépend d’un
certain nombre de facteurs, notamment de l’intensité de la
résistance, de la durée de l’effort (nombre de répétitions
effectuées) et de la taille de la masse musculaire activée.
Lorsque des charges inférieures sont mobilisées pendant de
nombreuses répétitions, les réponses sont relativement
similaires à celles observées pendant l’exercice aérobie.
Cependant, un exercice de résistance intense diminue le flux
sanguin vers les muscles qui travaillent en raison de la
contraction des tissus musculaires sur les capillaires et de la
création d’une occlusion localisée. Des contractions musculaires
supérieures à 20 % de la contraction volontaire maximale
entravent le flux sanguin périphérique dans le muscle pendant
une série, mais le flux sanguin augmente pendant la période de
repos suivante (hyperémie réactive). Il est intéressant de noter
que le manque de circulation sanguine – et l’augmentation
subséquente des métabolites tels que les ions hydrogène et la
réduction du pH – lors d’une forte charge externe est un
puissant stimulant pour la croissance musculaire. Dans
l’ensemble, l’ampleur des réponses cardiovasculaires aiguës
dépend de l’intensité et du volume d’exercice, de l’implication de
la masse musculaire, de la durée de la période de repos et de la
vitesse de contraction.
Un exercice anaérobie entraîne une augmentation du
débit cardiaque, du volume systolique, de la fréquence
cardiaque, de la consommation d’oxygène, de la
pression artérielle systolique et du flux sanguin vers
les muscles actifs.
ADAPTATIONS CARDIOVASCULAIRES
CHRONIQUES AU REPOS
L’effet des modalités d’entraînement anaérobie sur la fréquence
cardiaque au repos reste complètement à élucider. Il a été
démontré que l’entraînement en résistance à court terme réduit
la fréquence cardiaque au repos, entre 5 et 12 %. Cependant,
lorsque cet effet est étudié longitudinalement au fil du temps,
des réponses mitigées sont rapportées, avec une absence de
changement de la fréquence cardiaque au repos ou des
réductions de 4 à 13 %. Chez les athlètes chroniquement
entraînés à la résistance (culturistes et haltérophiles), des
fréquences cardiaques au repos moyennes et inférieures à la
moyenne (60-78 battements par minute) ont été rapportées par
rapport à celles d’individus non entraînés.
Une méta-analyse de la pression artérielle au repos a indiqué
que la pression artérielle systolique et diastolique diminuait de 2
à 4 % en tant qu’adaptation à l’entraînement en résistance. Il
semble que la réponse soit la plus élevée chez les personnes
qui ont initialement une pression artérielle légèrement élevée.
De même, il a été démontré que le produit fréquence-pression
(fréquence cardiaque x pression artérielle systolique, une
mesure du travail myocardique) reste constant ou diminue après
un entraînement en résistance. Il a été démontré que le volume
systolique augmente en magnitude absolue, mais pas par
rapport à la surface corporelle ou à la masse maigre. Autrement
dit, le volume systolique augmente à mesure que la masse de
tissu maigre augmente pendant l’entraînement en résistance à
long terme. Enfin, l’entraînement en résistance peut ne pas
changer ou diminuer légèrement le cholestérol total et les
lipoprotéines de basse densité, et augmenter les lipoprotéines
de haute densité. Par conséquent, un entraînement intensif en
résistance n’améliore pas la fonction cardiaque au repos, mais
de plus grandes améliorations peuvent résulter d’adaptations à
un programme à volume élevé avec de courtes périodes de
repos (musculation, entraînement en circuit) dans lesquelles la
continuité globale du stress provoqué est beaucoup plus élevée.
L’entraînement en résistance chronique modifie également les
dimensions cardiaques. Une augmentation de l’épaisseur et de
la masse de la paroi ventriculaire gauche a été signalée, mais
l’augmentation disparaît lorsqu’elle est exprimée par rapport à la
surface corporelle ou à la masse maigre. On pense que cette
augmentation peut résulter d’une exposition à des pressions
sanguines élevées par intermittence et à des augmentations de
la pression intrathoracique en plus de s’adapter aux
changements dus à l’augmentation de la masse maigre et de la
taille du corps. Les athlètes hautement entraînés en résistance
ont une épaisseur de paroi du septum ventriculaire gauche et
intraventriculaire absolu supérieure à la normale. Peu ou pas de
changement dans la taille ou le volume de la chambre
ventriculaire gauche est observé avec l’entraînement en
résistance. Il s’agit d’une différence majeure entre l’exercice de
résistance et l’exercice aérobie. Des volumes ventriculaires
gauches et droits absolus supérieurs à la normale ont été
constatés chez les culturistes, mais pas chez les haltérophiles,
ce qui indique que l’entraînement à haut volume peut être plus
propice à l’augmentation des volumes ventriculaires gauches
absolus. Il est important de noter que les culturistes intègrent
fréquemment des exercices aérobies dans leurs programmes
d’entraînement pour métaboliser la graisse corporelle et
favoriser une composition corporelle maigre. Par conséquent, il
est possible que certaines de ces adaptations aient été
provoquées, en partie, par un entraînement d’endurance
aérobie. Les bodybuilders ainsi que les haltérophiles ont des
dimensions de l’oreillette gauche interne supérieures à la
normale absolue et relative (à la masse maigre et à la surface
du corps), les bodybuilders étant généralement plus grands.
ADAPTATIONS CHRONIQUES DE LA RÉPONSE
CARDIOVASCULAIRE AIGUË À L’EXERCICE
ANAÉROBIE
L’entraînement en résistance chronique réduit la réponse
cardiovasculaire à une période aiguë d’exercice de résistance
d’une intensité ou d’une charge de travail absolue donnée. Des
études à court terme ont montré que l’entraînement en
résistance entraîne des adaptations qui atténuent les
augmentations aiguës de la fréquence cardiaque, de la pression
artérielle et du double produit causées par l’entraînement en
résistance. En outre, les bodybuilders masculins se sont avérés
avoir une pression artérielle (systolique et diastolique) et des
fréquences cardiaques plus faibles pendant des séries de 50 à
100 % de 1RM effectuées à une insuffisance musculaire
momentanée par rapport aux hommes sédentaires et moins
entraînés. Il est intéressant de noter que le débit cardiaque de
pointe et le volume systolique des culturistes sont nettement
supérieurs à ceux des haltérophiles, ce qui démontre que le
volume systolique et le débit cardiaque peuvent être plus élevés
par charge de travail absolue du fait de l’entraînement. On
pense que ces adaptations résultent d’une diminution de la
postcharge sur le ventricule gauche, qui à son tour augmente le
débit cardiaque et diminue la consommation d’oxygène du
myocarde. Enfin, l’extraction d’oxygène n’est généralement pas
améliorée avec un entraînement de musculation utilisant des
charges lourdes et un faible volume. Il est amélioré dans une
plus large mesure avec un exercice aérobie continu, ou peutêtre légèrement avec un programme d’entraînement en
résistance utilisant un volume élevé et de courtes périodes de
repos.
RÉPONSE VENTILATOIRE À L’EXERCICE
ANAÉROBIE
Le taux de ventilation ne limite généralement pas l’exercice de
résistance et n’est pas affecté ou n’est que modérément
amélioré par l’entraînement anaérobie. Avec l’exercice de
résistance, la ventilation est considérablement élevée pendant
chaque série, mais l’élévation est encore plus grande pendant la
première minute de récupération. Des ventilations supérieures à
60 L/min ont été signalées, et la durée de l’intervalle de repos a
eu un effet important, de sorte que de courts intervalles de
repos (de 30 à 60 secondes) ont produit les plus importantes
augmentations. Les adaptations à l’entraînement comprennent
une augmentation du volume courant et de la fréquence
respiratoire avec un exercice maximal. Avec une activité sousmaximale, la fréquence respiratoire est cependant souvent
réduite tandis que le volume courant augmente. Il apparaît que
de telles adaptations ventilatoires résultent d’adaptations
locales, neurales ou chimiques dans les muscles entraînés. De
plus, une efficacité de ventilation améliorée, caractérisée par un
équivalent ventilatoire réduit pour l’oxygène (rapport de l’air
ventilé à l’oxygène utilisé par les tissus, VE/VO2), est observée
chez les individus entraînés par rapport aux individus non
entraînés.
COMPATIBILITÉ DES MODES D’ENTRAÎNEMENT
AÉROBIE ET ANAÉROBIE
L’entraînement en force/puissance et le travail de la capacité
d’endurance ont une physiologie divergente qui présente un défi
de programmation pour le professionnel de la préparation
physique qui cherche à optimiser les gains tant dans les
caractéristiques physiques que physiologiques. La combinaison
de l’entraînement en résistance et en endurance aérobie peut
interférer avec les gains de force et de puissance,
principalement si l’entraînement en endurance aérobie est élevé
en intensité, en volume ou en fréquence. Callister et ses
collègues ont montré que l’entraînement simultané de sprint et
d’endurance aérobie diminuait la vitesse de sprint et la
puissance de saut. Les explications possibles de ce
développement de puissance sous-optimal comprennent les
changements neuronaux indésirables et les altérations des
protéines musculaires dans les fibres musculaires. En revanche,
la plupart des études n’ont montré aucun effet négatif sur la
puissance aérobie résultant d’un exercice de résistance intense
malgré les changements cellulaires attendus provoqués par ce
type d’exercice. Peu d’études ont montré que l’entraînement en
résistance peut entraver les améliorations de VO2max. Fait
intéressant, Kraemer et ses collègues ont montré que les
femmes qui effectuent à la fois des exercices de résistance et
des entraînements d’endurance aérobie ont un développement
aérobie supérieur à celles qui effectuent uniquement un
entraînement d’endurance aérobie. Ces données ont encouragé
certains athlètes (coureurs de fond) à ajouter à leur programme
un entraînement de résistance spécifique au sport. En effet, la
majorité des recherches indiquent que l’entraînement en
musculation intensive a très peu d’effets négatifs sur la
puissance aérobie, mais qu’il peut au contraire servir à
améliorer les performances dans les sports d’endurance.
Dans une étude examinant l’incompatibilité potentielle de
l’exercice de force et d’endurance, Kraemer et ses collègues ont
mis en place, durant trois mois, un entraînement simultané en
force et en endurance aérobie à haute intensité sous cinq
formes :
1. Un groupe combiné (C) qui a suivi à la fois un
entraînement en résistance et en endurance aérobie
2. Un groupe (UC) qui a suivi un entraînement de
musculation du haut du corps et d’endurance aérobie
3. Un groupe d’entraînement en résistance uniquement
(R)
4. Un groupe d’entraînement d’endurance aérobie
uniquement (E)
5. Un groupe témoin
Le groupe R a augmenté la force de 1RM et le taux de
développement de la force plus que le groupe C. De plus, les
améliorations maximales de la consommation d’oxygène n’ont
pas été affectées par l’entraînement simultané (améliorations
presque identiques des temps de parcours de 3,2 km). Ainsi,
aucun état de surentraînement pour l’endurance aérobie n’était
apparent.
Une découverte fascinante de la recherche de Kraemer et ses
collègues a été la modification de la taille des fibres musculaires
de la musculature de la cuisse. Des études antérieures ont
montré une diminution de la taille des fibres musculaires
pendant l’entraînement d’endurance aérobie. Le groupe de
Kraemer a cependant indiqué que la transformation des fibres
de type IIx en fibres de type IIa était presque terminée dans le
groupe R (de 19,1 ± 7,9 % de type IIx en pré-entraînement à 1,9
± 0,8 % après l’entraînement) et le groupe C (de 14,11 ± 7,2 %
avant à 1,6 ± 0,8 % après). Il est intéressant de noter que les
groupes UC et E (qui n’ont effectué que des entraînements par
intervalles) ont également subi une transformation importante
des fibres de type IIx après l’entraînement (de 22,6 ± 4,9 %
avant à 11,6 ± 5,3 % après pour UC, et de 19,2 ± 3,6 % avant à
8,8 ± 4,4 % après pour E). Cela indique que l’entraînement à
haute résistance recrute plus de fibres de type IIx que
l’entraînement par intervalles d’endurance aérobie à haute
intensité. De plus, un petit nombre (< 3 %) de fibres de type IIa
ont été converties en fibres de type IIc dans le groupe
d’entraînement aérobie. Le groupe combiné n’a augmenté la
taille des muscles que dans les fibres de type IIa, tandis que le
groupe S a démontré une augmentation des fibres de type I, IIc
et IIa. L’absence de changement dans la zone de fibres de type
I et l’augmentation de la zone de fibres de type IIa dans le
groupe C semblent représenter une adaptation cellulaire qui
montre l’antagonisme de la force simultanée et des stimuli
d’endurance aérobie, car l’entraînement en force a produit à lui
seul des augmentations, à la fois dans les types I et II des
zones de fibres musculaires.
Le groupe E a montré une diminution de la taille des fibres de
type I et IIc, probablement en raison des niveaux de cortisol
observés plus élevés (et de la testostérone réduite) et de leur
besoin physiologique de distance plus courte entre les
capillaires et les cellules pour améliorer la cinétique de
l’oxygène.
QUELLES AMÉLIORATIONS
DE PERFORMANCE SE PRODUISENT
APRÈS UN EXERCICE ANAÉROBIE ?
FORCE MUSCULAIRE
L’examen de plus de cent études a montré
que la force moyenne peut augmenter
d’environ 40 % chez les « non entraînés », 20
% chez les « moyennement entraînés », 16 %
chez les « entraînés », 10 % chez les
« avancés » et 2 % chez les « élites » sur des
périodes allant de quatre semaines à deux
ans.
Avec l’entraînement, un changement positif
dans les types de fibre musculaire reflète un
recrutement accru d’unités motrices d’ordre
supérieur. Les fibres de type IIx passent aux
fibres de type IIa et reflètent une plus grande
résistance à la fatigue dans le cas d’une force
de sortie absolue similaire.
PUISSANCE
La charge optimale pour maximiser la
puissance de crête absolue dans le squat
jump est de 0 % de 1RM (poids de corps).
Cependant, il a été signalé que la puissance
de sortie maximale est maximisée chez les
athlètes entraînés avec des charges plus
élevées, correspondant de 30 à 60 % du
squat 1RM.
La puissance de pointe dans le squat est
maximisée à 56 % de 1RM et dans la
puissance propre à 80 % de 1RM.
Pour le haut du corps, la puissance de sortie
maximale peut être maximisée au développé
couché balistique en utilisant des charges
correspondant de 46 à 62 % du développé
couché 1RM.
ENDURANCE MUSCULAIRE LOCALE
Les données transversales chez les athlètes
anaérobies ont montré une endurance
musculaire améliorée et des adaptations
musculaires subséquentes compatibles avec
une capacité oxydante et tampon améliorée.
Les adaptations des muscles squelettiques à
l’entraînement en endurance musculaire
anaérobie comprennent les transitions des
fibres du type IIx au type IIb, ainsi que
l’augmentation du nombre de mitochondries et
de capillaires, la capacité tampon, la
résistance à la fatigue et l’activité enzymatique
métabolique.
LA COMPOSITION CORPORELLE
L’entraînement en résistance peut augmenter
la masse maigre et réduire la graisse
corporelle jusqu’à 9 %.
L’augmentation de la masse maigre des
tissus, du métabolisme quotidien et des
dépenses énergétiques pendant l’exercice est
le résultat d’un entraînement en résistance.
LA SOUPLESSE
L’entraînement anaérobie peut potentiellement
avoir un impact positif sur la souplesse, et une
combinaison d’entraînement en résistance et
d’étirement semble être la méthode la plus
efficace pour améliorer la souplesse avec
l’augmentation de la masse musculaire.
CAPACITÉ AÉROBIE
Chez les personnes non entraînées, un
entraînement intensif en résistance peut
augmenter la VO2max de 5 à 8 %. Chez les
individus
entraînés,
l’entraînement
en
résistance n’affecte pas significativement la
capacité aérobie.
Les circuits d’entraînement et les programmes
utilisant un volume élevé et de courtes
périodes de repos (trente secondes ou moins)
ont démontré qu’ils amélioraient la VO2max.
PERFORMANCE MOTRICE
Il a été démontré que l’entraînement en
résistance augmente l’économie de course, le
saut vertical, la vitesse de sprint, la vitesse de
service du tennis, la vitesse de swing et de
lancer et les performances de frappes au pied.
La majorité des études utilisent des sujets non entraînés pour
examiner les effets de l’entraînement simultané en résistance à
haute intensité et en endurance aérobie. Peu en revanche se
sont penchées sur l’entraînement simultané dans les
populations d’athlètes d’élite. Plusieurs ont en tout cas montré
une incompatibilité en utilisant trois jours par semaine
d’entraînement en résistance alternant avec trois jours par
semaine d’entraînement en endurance aérobie (pour un
entraînement sur six jours consécutifs), ou quatre à six jours par
semaine de haute intensité combinée à de l’entraînement en
résistance et en endurance aérobie, ce qui corrobore la
suggestion selon laquelle l’apparition de mécanismes de
surentraînement aurait pu jouer un rôle. Lorsque les deux
modalités sont exécutées au cours d’un même entraînement (ce
qui donne une fréquence de trois jours par semaine, avec au
moins un jour de repos entre les entraînements),
l’incompatibilité n’a pas été montrée aussi fréquemment. Une
exception a été soulevée dans une étude réalisée par Sale et
ses collègues, où un entraînement de quatre jours (deux jours
d’entraînement en résistance et deux jours d’entraînement en
endurance aérobie) par semaine donnait plus de résultats qu’un
entraînement de deux jours (entraînement combiné en
résistance et en endurance aérobie) par semaine pour
augmenter le 1RM en pression des jambes (25 % contre 13 %).
Ces études montrent que l’augmentation de la période de
récupération entre les entraînements peut diminuer
l’incompatibilité, un principe soutenu par une méta-analyse
récente de l’entraînement simultané menée par Wilson et ses
collègues.
Le développement de la puissance semble être affecté plus
négativement que la force pendant la résistance simultanée à
haute intensité et l’entraînement d’endurance aérobie. Häkkinen
et ses collègues ont signalé des augmentations similaires de la
force dynamique et isométrique après vingt-et-une semaines
d’entraînement simultané ou d’entraînement en résistance
seulement. Cependant, le groupe d’entraînement en résistance
uniquement a montré une amélioration du taux de
développement de la force alors que le groupe d’entraînement
simultané n’a pas égalé cette augmentation. Kraemer et ses
collègues ont également montré qu’un groupe ne pratiquant que
de la musculation augmentait la puissance musculaire alors
qu’un groupe s’entraînant en combiné ne le faisait pas. Le
groupe ne pratiquant que de la musculation a également
augmenté la puissance maximale dans les tests du haut et du
bas du corps, contrairement au groupe s’entraînant en combiné.
Il semble que le développement de la puissance soit beaucoup
plus sensible aux effets antagonistes de l’entraînement combiné
de force et d’endurance aérobie que la force à vitesse lente.
Enfin, la séquence peut jouer un rôle dans l’ampleur de
l’adaptation. Leveritt et Abernethy ont examiné les
performances de soulevé de poids trente minutes après une
séance d’exercice aérobie de vingt-cinq minutes et ont constaté
que le nombre de répétitions effectuées pendant le squat avait
été réduit de 13 à 36 % sur trois séries.
SURENTRAÎNEMENT
L’objectif de l’entraînement est de fournir une surcharge
incrémentielle sur le corps afin que les adaptations
physiologiques puissent par la suite contribuer à l’amélioration
des performances. Un entraînement réussi doit non seulement
impliquer une surcharge, mais également éviter la combinaison
d’une surcharge excessive et d’une récupération insuffisante.
Lorsque la fréquence, le volume ou l’intensité de l’entraînement
(ou une combinaison de ceux-ci) est excessif, sans repos
suffisant, sans récupération ni apport en nutriments, des
conditions de fatigue extrême, de maladie ou de blessure (ou
plusieurs) peuvent se produire. Cette accumulation de stress
d’entraînement peut entraîner une diminution à long terme des
performances, avec ou sans signes physiologiques et
psychologiques, avec symptômes de mauvaise adaptation
associés, et est appelée « surentraînement ». Selon le niveau
de surentraînement de l’athlète, la restauration de la
performance peut prendre plusieurs semaines, voire plusieurs
mois.
Lorsqu’un athlète entreprend un entraînement excessif qui
conduit à des diminutions à court terme de la performance, cette
réponse temporaire a été qualifiée de « dépassement de
capacité » ou de « dépassement fonctionnel » (DF, functional
overreaching en anglais). La récupération est normalement
obtenue en quelques jours (ou semaines) de repos. Par
conséquent, le dépassement peut être prescrit comme une
phase planifiée dans de nombreux programmes d’entraînement.
Le raisonnement est de surcharger (pour supprimer les
performances et développer la tolérance), puis de diminuer
progressivement afin de permettre une « surcompensation »
des performances. Il a été démontré qu’un dépassement à court
terme suivi d’une période de réduction progressive appropriée
peut entraîner des gains de résistance et de puissance.
Cependant, une mauvaise gestion peut entraîner des effets
néfastes.
Lorsque l’intensification d’un stimulus d’entraînement est
prolongée, sans récupération ni régénération adéquates, un
athlète peut évoluer vers un état de dépassement extrême ou
de dépassement non fonctionnel (DNF). Cet état entraîne une
stagnation et une baisse des performances qui se poursuit
pendant plusieurs semaines (ou mois). Lorsqu’un athlète ne
respecte pas l’équilibre entre l’entraînement et la récupération,
les premiers signes et symptômes sont une baisse des
performances, une fatigue accrue, une vigueur réduite et des
perturbations hormonales. Lorsque cela se produit, il devient
difficile de faire la différence entre le dépassement non
fonctionnel et ce que l’on a appelé le « syndrome de
surentraînement » (SyS). La définition du SyS comprend
essentiellement une inadaptation prolongée, non seulement de
l’athlète, mais aussi de plusieurs mécanismes de régulation
biologiques, neurochimiques et hormonaux. De nombreux
termes alternatifs ont été suggérés pour le SyS, y compris
l’épuisement
professionnel,
le
surmenage
chronique,
l’obstruction, le syndrome de sous-performance inexpliqué et la
fatigue excessive. La figure 5.6 illustre la progression qui
compose le continuum de surentraînement.
Le syndrome de surentraînement peut durer jusqu’à six mois ou
plus et, dans le pire des cas, peut ruiner la carrière sportive d’un
athlète. Deux types distincts de SyS ont été proposés :
sympathique et parasympathique. Le syndrome de
surentraînement sympathique comprend une augmentation de
l’activité sympathique au repos, tandis que le syndrome de
surentraînement parasympathique implique une augmentation
de l’activité parasympathique au repos et à l’effort. On pense
que le syndrome sympathique se développe avant le syndrome
parasympathique et prédomine chez les jeunes athlètes qui
s’entraînent pour la vitesse ou la puissance. Finalement, tous
les états de surentraînement aboutissent au syndrome
parasympathique et à la suppression chronique de la plupart
des systèmes physiologiques dans tout le corps. Ces situations
pouvant être fréquentes, il est difficile de déterminer exactement
quand le surentraînement devient chronique. De plus, certains
athlètes
réagissent
positivement
aux
stratégies
de
dépassement, tandis que, pour d’autres, le dépassement peut
être le catalyseur du SyS.
Une caractéristique prédominante du DNF est l’incapacité à
soutenir un exercice de haute intensité lorsque la charge
d’entraînement est maintenue ou augmentée. Dans de
nombreux cas, le DNF est la conséquence d’un SyS prolongé,
qui peut en soi résulter d’erreurs dans la prescription de la
charge d’entraînement, ou d’une mauvaise gestion des
variables aiguës de l’entraînement (intensité, volume, repos).
Une erreur courante chez les athlètes surentraînés est un taux
de surcharge progressive qui est trop élevé. En d’autres termes,
une augmentation trop rapide du volume, de l’intensité ou des
deux sur une période de plusieurs semaines (ou mois) avec une
récupération insuffisante peut entraîner des dommages
structurels plus importants au fil du temps et, éventuellement,
un surentraînement. Un aperçu théorique du surentraînement
anaérobie est présenté dans le tableau 5.3.
Dans le but de faire des recherches sur le surentraînement, il
n’est pas facile de provoquer délibérément des syndromes de
surentraînement en laboratoire. De plus, alors que les
symptômes du DNF sont généralement considérés comme plus
graves que ceux du SyS, il n’y a aucune preuve scientifique
pour confirmer ou réfuter cette suggestion, ce qui rend difficile la
confirmation de l’occurrence du DNF. Au lieu de cela, la
surveillance longitudinale des athlètes a été le moyen le plus
pratique de documenter les réponses physiologiques et les
effets sur les performances du surentraînement. La majorité de
ces recherches ont été menées dans des sports de type
endurance, où ils sont peut-être plus répandus. Cependant, une
enquête auprès d’athlètes surentraînés a montré que 77 %
d’entre eux étaient également impliqués dans des sports
nécessitant des niveaux élevés de force, de vitesse ou de
coordination. Les symptômes de surentraînement trouvés dans
les activités anaérobies (sympathiques) étaient également
différents de ceux dans les activités aérobies d’endurance
(parasympathiques).
Le surentraînement de type sympathique est un peu plus
difficile à caractériser que le surentraînement parasympathique.
On peut supposer qu’une augmentation de l’activité neuronale
consécutive à une activation excessive de l’unité motrice peut
provoquer ce type de surentraînement. Cependant, de
nombreux autres facteurs pourraient potentiellement y
contribuer. Adoptant un modèle de SyS à court terme (huit
ensembles de squats de machine avec une charge de 95 % de
1RM pendant six jours consécutifs), Fry et ses collègues ont
examiné les réponses spécifiques à l’intensité et rapporté des
baisses de performances non spécifiques de la production de
couple isocinétique, des temps de sprint plus longs, et des
temps d’agilité plus longs. Ils ont cependant constaté que la
résistance de 1RM était préservée. Dans une étude ultérieure
de Fry et consorts, les sujets ont effectué dix séries de 1RM sur
sept jours, avec une journée de repos. Cela a entraîné une
diminution significative (> 4,5 kg du 1RM dans 73 % des jets).
Fait intéressant, certains sujets ont fait des progrès et n’ont pas
atteint l’état du DNF.
Cela démontre que le cours du temps pour l’apparition des
symptômes de dépassement ou de surentraînement dépend
grandement
des
réponses
individuelles,
du
statut
d’entraînement et de la dotation génétique.
TABLEAU 5.3 Développement théorique du surentraînement anaérobie
ERREURS POUVANT ENTRAÎNER
UN SURENTRAÎNEMENT ANAÉROBIE
L’état de surentraînement est associé à des dommages ou à
des altérations physiologiques négatives du système
neuromusculaire. Comme pour toute forme d’entraînement, la
structure d’un programme d’entraînement anaérobie dicte
finalement la nature des adaptations physiques et
physiologiques qui ont lieu en réponse au stimulus
d’entraînement. Une erreur dans la prescription de toute
variable de programme précise pourrait théoriquement
contribuer au SyS si cela est répété de façon cohérente dans le
temps. Cela peut souvent se produire lorsque des athlètes très
motivés utilisent un volume élevé de charges d’entraînement
lourdes avec une fréquence d’entraînement importante et
prennent un repos limité pour récupérer entre les séances
d’entraînement. Le volume d’entraînement s’est avéré important
pour augmenter les gains continus de performance. À l’inverse,
cependant, un volume excessivement élevé d’exercice peut
créer un stimulus qui dépasse la capacité de l’athlète à se
remettre du stress et peut entraîner une douleur excessive et
une fatigue résiduelle. La périodisation de l’entraînement devrait
donc consister en une planification minutieuse pour éviter le
surentraînement.
MARQUEURS HORMONAUX
DU SURENTRAÎNEMENT ANAÉROBIE
Une surveillance régulière des normes de performance est
essentielle dans toute tentative visant à éviter l’apparition de
DNF ou du SyS, mais certains chercheurs ont utilisé des
marqueurs biologiques pour tenter de caractériser le
surentraînement anaérobie. En effet, il a longtemps été émis
l’hypothèse que les facteurs endocriniens interviennent dans le
dysfonctionnement central qui se produit lors de la pathogenèse
des DNF.
Le rapport testostérone/cortisol plasmatique au repos a
longtemps été considéré comme un indicateur d’un état de
surentraînement. Ce ratio diminue en fonction de l’intensité et
de la durée de l’exercice. Cependant, il est maintenant évident
qu’il n’indique que la tension physiologique réelle de
l’entraînement et ne peut pas être utilisé à des fins de
diagnostic. Une augmentation émoussée des hormones
hypophysaires (hormone adrénocorticotrope, ou ACTH,
hormone de croissance, hormone lutéinisante, hormone
folliculo-stimulante, ou FSH) en réponse à un stimulus stressant
a été rapportée. Cependant, malgré cette réponse hormonale
aiguë apparemment uniforme après l’exercice, expliquer la
perturbation du système neuroendocrinien causée par le SyS
n’est pas simple. En effet, la question de savoir si les hormones
métaboliques périphériques peuvent être utilisées comme
marqueurs précis du SyS reste encore un sujet de discussion.
Dans les efforts pour prédire les réponses de surentraînement,
une diminution des concentrations au repos de testostérone et
d’IGF-I a été observée. Dans le même temps, en réponse à un
exercice de musculation, des réponses aiguës accrues à la
testostérone se retrouvent chez des individus entraînés ayant
déjà été exposés à des excès de sensibilité. Il a été démontré
que le surentraînement lié au volume augmente le cortisol et
diminue l’hormone lutéinisante au repos, ainsi que les
concentrations de testostérone totale et libre. De plus,
l’élévation de la testostérone totale induite par l’exercice peut
potentiellement être émoussée.
Le surentraînement lié à l’intensité ne semble pas altérer les
concentrations d’hormones au repos. Fry et ses collègues n’ont
signalé aucun changement dans les concentrations de
testostérone circulante, de testostérone libre, de cortisol et
d’hormone de croissance pendant un surentraînement
anaérobie de haute intensité (dix séries de 1RM au squat
chaque jour pendant deux semaines). Fait intéressant, Meeusen
et ses collègues ont signalé que le statut d’entraînement d’un
athlète avait un impact sur la réactivité hypothalamo-hypophyse,
avec des réponses neuroendocrines différentes en réponse au
DNF. Au départ, les athlètes hautement entraînés sont
susceptibles de connaître une réponse hormonale sympathique
hypersensible et importante, à la suite de quoi une suppression
des concentrations d’hormones circulantes se produira, reflétant
une régulation négative de la sensibilité hypophysaire et un
épuisement hypophysaire à long terme. Collectivement, les
réponses endocriniennes semblent nécessiter plus d’une
semaine de surveillance afin de servir de marqueurs adéquats.
Ce qui reste clair, c’est que les marqueurs biologiques les plus
efficaces sont peut-être ceux qui permettent une détection
précoce des DNF, et c’est cette reconnaissance précoce qui
soutiendra la prévention du SyS.
FACTEURS PSYCHOLOGIQUES DU
SURENTRAÎNEMENT
QUELS SONT LES MARQUEURS
DU SURENTRAÎNEMENT ANAÉROBIE ?
Bien que la connaissance des mécanismes
pathologiques
centraux
du
SyS
ait
considérablement augmenté, il existe toujours
une forte demande d’outils pertinents pour
l’identification précoce du SyS. Jusqu’à ce
qu’un outil d’évaluation définitif soit développé,
les entraîneurs et les athlètes doivent utiliser
des diminutions de performance pour vérifier
que le surentraînement est évident. Les critères
suivants peuvent être pris en compte :
1. L’ATHLÈTE PRÉSENTE-T-IL L’UN DES
SYMPTÔMES SUIVANTS ?
Sous-performance inexpliquée
Fatigue persistante
Sens accru de l’effort pendant l’entraînement
Troubles du sommeil
Perte d’appétit
2. LES SCORES DE L’ATHLÈTE AUX TESTS
D’EFFORT MAXIMAL, DE PERFORMANCE
SPÉCIFIQUES AU SPORT OU AUX
ÉVALUATIONS
DES
SIGNES
VITAUX
(FRÉQUENCE
CARDIAQUE,
TENSION
ARTÉRIELLE) SONT-ILS INFÉRIEURS À
CEUX DES TESTS PRÉCÉDENTS OU À CE
QUI SERAIT CONSIDÉRÉ COMME NORMAL
OU DE BASE ?
3.
Y A-T-IL DES ERREURS DANS LA
CONCEPTION
DU
PROGRAMME
D’ENTRAÎNEMENT DE L’ATHLÈTE ?
Le volume d’entraînement a augmenté de
manière significative (<5 %)
L’intensité
de
l’entraînement
considérablement augmenté
a
Présence d’une monotonie de l’entraînement
Nombre (ou fréquence) élevé de compétitions
4.
Y A-T-IL D’AUTRES FACTEURS DE
CONFUSION ?
Signes et symptômes psychologiques (Profil
perturbé des états d’humeur, ou POMS en
anglais, supérieur à l’évaluation normale de
l’effort perçu).
Facteurs sociaux (famille, relations, finances,
travail, coach, équipe)
Voyage récent ou sur plusieurs fuseaux
horaires
5.
L’ATHLÈTE A-T-IL DES
D’EXCLUSION COMMUNS ?
CRITÈRES
Maladies confondantes
Anémie
Maladies infectieuses
Dommages musculaires (niveaux élevés de
créatine kinase)
Troubles
endocriniens
(diabète,
catécholamines, surrénales, thyroïde)
Troubles alimentaires majeurs
Anomalies biologiques (protéine C-réactive,
créatinine, diminution de la ferritine)
Lésion musculo-squelettique
Symptômes cardiologiques
Apparition d’asthme chez l’adulte
Allergies
Il convient de noter qu’aucun marqueur unique
ne peut être considéré comme un indicateur
imminent du SyS. Une pléthore de recherches
suggère que le SyS est multifactoriel dans sa
nature et qu’une surveillance régulière d’une
combinaison de performances, de variables
physiologiques, biochimiques, immunologiques
et psychologiques doit être envisagée.
Les troubles de l’humeur et les symptômes psychologiques,
déterminés à partir du profil des états d’humeur (profile of mood
states en anglais, ou POMS), sont associés au SyS chez les
athlètes depuis de nombreuses années. L’entraînement intense
en musculation s’accompagne d’une baisse de vigueur, de
motivation et de confiance, mais aussi une élévation des
niveaux de tension, de dépression, de colère, de fatigue, de
confusion, d’anxiété et d’irritabilité, ou encore une altération de
la concentration. Les caractéristiques psychologiques modifiées
sont également liées à l’évolution des profils endocriniens. De
nombreux athlètes ressentent un surentraînement par les
altérations psychologiques associées qui sont souvent
observées avant que les diminutions réelles de la performance
ne se produisent. Il est très important de surveiller l’humeur et
l’état mental d’un athlète pour mieux comprendre le
surentraînement.
DÉSENTRAÎNEMENT
Le désentraînement est le terme donné à une diminution des
performances et à la perte des adaptations physiologiques
accumulées après l’arrêt de l’entraînement anaérobie, ou
lorsqu’il y a une réduction substantielle de la fréquence, du
volume, de l’intensité ou de toute combinaison de ces variables.
Selon les principes de réversibilité, les adaptations entraînées
par l’entraînement sont transitoires et peuvent donc disparaître
lorsque la charge d’entraînement est insuffisante ou
complètement supprimée. Le résultat est une perte partielle ou
totale des adaptations anatomiques, physiologiques et de
performance qui ont été apportées. L’ampleur de ces pertes
dépend de la durée de la période de retrait ainsi que du niveau
d’entraînement initial de l’individu.
Après la suppression d’un stimulus d’entraînement, il y a un
délai avant que les effets de l’entraînement ne soient
pleinement observés. Les performances en musculation sont en
général facilement maintenues jusqu’à quatre semaines
d’inactivité mais, chez les athlètes hautement entraînés, la force
excentrique et la puissance spécifique au sport peuvent
diminuer plus rapidement. Chez les haltérophiles entraînés, la
suppression du stimulus d’entraînement pendant quatorze jours
n’a pas affecté de manière significative les performances en
force sur 1RM en développé couché (-1,7 %) et en squat (-0,9
%), en force isométrique (-7 %) et concentrique isocinétique
(-2,3 %) d’extension du genou ou de performance de saut
vertical (1,2 %). Chez les hommes qui pratiquent une activité
sportive de loisir, très peu de changements sont observés au
cours des six premières semaines de la rééducation.
Des périodes plus longues d’arrêt de l’entraînement
s’accompagnent de baisses significativement prononcées de la
performance en force des athlètes entraînés, mais cette perte
est toujours limitée à 7 % à 12 % pour des périodes d’inactivité
allant de huit à douze semaines. Cette perte de force est
associée à une diminution de l’EMG intramusculaire bilatéral et
unilatéral maximal moyen. En effet, les réductions de force
semblent initialement liées aux mécanismes neuronaux,
l’atrophie prédominant au fur et à mesure que la période de
drainage se prolonge. Fait intéressant, la quantité de force
musculaire retenue est rarement inférieure aux valeurs de préentraînement, ce qui indique que l’entraînement en résistance a
un effet résiduel lorsque le stimulus est supprimé. Cependant,
lorsque l’athlète reprend l’entraînement, le taux de récupération
de force est élevé, soutenant le paradigme de la « mémoire
musculaire ».
En ce qui concerne les caractéristiques des fibres musculaires
après l’arrêt de l’entraînement, il semble que la perturbation des
fibres reste inchangée pendant les premières semaines
d’inactivité, mais les fibres oxydantes peuvent augmenter chez
les athlètes entraînés en force (diminution des athlètes
d’endurance) dans les huit semaines suivant l’arrêt de
l’entraînement. Chez les athlètes entraînés en force, il a été
rapporté que quatorze jours d’inactivité n’ont aucun effet sur la
distribution des types de fibre musculaire. En comparaison, la
section transversale des fibres musculaires diminue rapidement
chez les athlètes de force et de sprint. Chez douze haltérophiles
entraînés, Hortobagvi et ses collègues ont observé une baisse
de 6,4 % de la section transversale des fibres à contraction
rapide en quatorze jours. Ces changements ciblaient
spécifiquement les fibres à contraction rapide initialement, sans
changement significatif immédiatement constaté dans la
population de fibres à contraction lente. Des périodes d’arrêt
plus longues entraînent une diminution de la section
transversale et de la masse musculaire des fibres à contraction
rapide et lente chez les athlètes entraînés en anaérobie. Chez
les joueurs de ligue professionnelle de rugby, la surface en
coupe transversale des fibres à contraction rapide a diminué
davantage que celle des fibres à contraction lente, la première
étant 23 % plus grande à la fin d’une saison de compétition,
mais seulement 9 % plus grande après six semaines sans
entraînement. Après sept mois sans entraînement, une atrophie
moyenne de 37,1 % a été observée dans tous les types de
fibres d’un powerlifter. Chez les culturistes d’élite après treize
mois et demi sans entraînement, la masse sans graisse, la
circonférence des cuisses et des bras et la surface moyenne en
fibres diminuent respectivement de 9,3 %, 0,5 %, 11,5 % et 8,3
%.
CONCLUSION
L’exercice anaérobie représente un type spécifique
de stress d’entraînement à l’anatomie et aux divers
systèmes du corps, et les adaptations consécutives
à l’entraînement anaérobie sont spécifiques à la
nature de l’exercice effectué. Il est également
évident que l’âge, la nutrition, le niveau de forme
physique antérieur et la motivation à l’entraînement
peuvent affecter les adaptations. L’intégration d’un
programme
d’entraînement
comportant
de
nombreuses
composantes
nécessite
une
planification et un suivi minutieux afin de minimiser
l’apparition d’incompatibilités ou de surentraînement.
L’entraînement explosif évoque des augmentations
marquées de la puissance musculaire, tandis qu’un
entraînement plus conventionnel à charge lourde
augmente principalement la taille des muscles et
leur force. L’entraînement anaérobie (résistance,
sprint, pliométrie, agilité, entraînement par
intervalles à haute intensité) suscite en général des
adaptations spécifiques dans le système nerveux
conduisant à un recrutement, un taux de décharge,
une synchronisation et une fonction musculaire
améliorés qui permettent une augmentation de la
force et de la puissance.
L’entraînement anaérobie a également des effets
positifs sur les os, les muscles et le tissu conjonctif
associé, car l’ensemble du système musculosquelettique subit une adaptation coordonnée à
l’exercice. Les athlètes qui entreprennent un
exercice intense entraînent des changements dans
les capacités de génération de force du muscle,
entraînant une augmentation coordonnée et
proportionnelle de la capacité portante des os et des
autres tissus conjonctifs. L’entraînement anaérobie
peut augmenter la masse musculaire squelettique,
la capacité de génération de force et la capacité
métabolique, et peut conduire à de subtiles
altérations du système endocrinien qui améliorent le
processus de remodelage des tissus.
L’entraînement anaérobie entraîne généralement
moins de réponses aiguës et chroniques dans les
systèmes cardiovasculaire et respiratoire, bien qu’un
exercice de résistance à faible intensité et à volume
élevé produise certaines réponses qui sont
similaires à celles de l’exercice aérobie.
Collectivement,
l’amélioration
des
fonctions
neuromusculaire,
musculo-squelettique,
endocrinienne et cardio-vasculaire contribue à
améliorer la force musculaire, la puissance,
l’hypertrophie, l’endurance musculaire et la
performance motrice. Toutes ces caractéristiques
contribuent à augmenter la performance athlétique.
Les adaptations observées chez les athlètes sont
directement liées à la qualité du stimulus d’exercice
et, par conséquent, aux niveaux de surcharge
progressive, de spécificité et de variation incorporés
dans la conception du programme. La base
scientifique de la conception du programme se voit
finalement dans l’efficacité avec laquelle l’athlète
améliore ses performances.
MOTS-CLÉS
Actine
Angle de pennation
Cartilage fibreux
Cartilage hyalin
Charge mecanique
Collagene
Deficit bilateral
Densite minerale osseuse (DMO)
Depassement fonctionnel (DF)
Depassement non fonctionnel (DNF)
Desentrainement
Elastine
Electromyographie (EMG)
Entrainement anaerobie
Equivalent ventilatoire
Exercices structurels
Facilitation bilaterale
Fracture de fatigue
Hydroxyapatite
Hyperemie reactive
Hyperplasie
Hypertrophie
Jonction neuromusculaire
Liens croises
Microfibrille
Myogenese
Myosine
Nebuline
Os cortical
Os trabeculaire
Osteoblastes
Osteoporose
Periostite
Pic de masse osseuse
Principe de taille
Procollagene
Produit debit-pression
Raideur tendineuse
Recrutement selectif
Reflexe myotatique
Souche essentielle minimale (SEM)
Specificite de la charge
Stimuli osteogenique
Surcharge progressive
Surentrainement
Syndrome du surentrainement (SyS)
Syndrome du surentrainement
parasympathique
Syndrome du surentrainement sympathique
Systeme anaerobie alactique
Systeme anaerobie lactique
Titine
Transfert d’apprentissage
Unite motrice
RÉVISION
DES CONNAISSANCES
1.
Après
l’entraînement
en
résistance,
l’augmentation de l’entraînement neuronal vers la
musculature active est le résultat :
I. D’un recrutement musculaire agoniste accru
II. D’une hypertrophie musculaire
III. D’un taux de décharge amélioré
IV. D’une plus grande synchronisation
a. I, II, III et IV
b. I et IV uniquement
c. I, II et III seulement
d. I, III et IV uniquement
2. Lorsque l’on effectue un saut pliométrique
haut-bas-haut, afin de générer une force suffisante
en un temps limité (<200 ms), quelles fibres
musculaires sont contournées grâce au principe
du recrutement sélectif ?
a. I
b. IIa
c. IIx
d. IIc
3.
Laquelle
des
performances
ou
caractéristiques physiologiques suivantes N’EST
habituellement PAS observée dans un état de
dépassement non fonctionnel (DNF) au sein des
populations d’athlètes ?
a. Stagnation et baisse des performances
b. Troubles hormonaux
c. Perturbations du sommeil
d. Ré-augmentation de la fatigue
4. Après des périodes prolongées de
désentraînement chez les athlètes d’élite de
force/puissance, laquelle des caractéristiques
physiques suivantes affichera probablement la
plus grande réduction en raison de la suppression
d’un stimulus d’entraînement anaérobie ?
a. La masse grasse totale
b. La zone de section transversale des fibres à
contraction rapide
c. L’aire de section transversale de fibre à contraction
lente
d. La teneur totale en fibres musculaires de type I
5. Après une période d’entraînement en
résistance chronique à haute intensité, des
adaptations physiologiques variées ont lieu dans
un certain nombre de systèmes dans le corps, qui
favorisent
l’amélioration
des
performances
athlétiques dans les activités de force/ puissance.
Si un athlète d’élite devait suivre douze semaines
d’entraînement lourd en force, laquelle des
adaptations suivantes ne serait PAS attendue à la
suite de ce type d’exercice anaérobie ?
a. Une transition du type IIx à la fibre musculaire de
type IIa
b. Un angle de pénétration accru dans certains
groupes musculaires
c. Une réduction du réticulum sarcoplasmique et de la
densité des tubules en T
d. Une activité ATPase sodium-potassium élevée
7. Chez lequel des athlètes suivants pourriezvous vous attendre à des niveaux limités de
densité minérale osseuse (DMO) en raison des
vecteurs de force et des exigences physiques
associées au sport donné ?
a. Une gymnaste de seize ans qui s’entraîne depuis
sept ans
b. Un footballeur américain de ligne offensive de vingttrois ans qui a soulevé des poids pendant huit ans
c. Un cycliste sur piste de trente-trois ans qui soulève
352 livres sur 1RM en squat
d. Un nageur de 800 m nage libre de dix-neuf ans
avec un an d’entraînement à sec
RÉPONSES AUX QUESTIONS ICI
CHAPITRE 06
ADAPTATIONS
AUX PROGRAMMES
D’ENTRAÎNEMENT
EN ENDURANCE AÉROBIE
DOCTEURS ANN SWANK ET CARWYN SHARP
LORSQUE VOUS AUREZ LU CE CHAPITRE,
VOUS SEREZ CAPABLE :
d’identifier et décrire les réponses aiguës des systèmes
cardiovasculaire et respiratoire à l’exercice aérobie ;
d’identifier et décrire l’impact de l’entraînement
d’endurance aérobie chronique sur les caractéristiques
physiologiques des systèmes cardiovasculaire, respiratoire,
nerveux, musculaire, osseux et conjonctif et du système
endocrinien ;
de reconnaître l’interaction entre l’entraînement
d’endurance aérobie et l’optimisation des réponses
physiologiques de tous les systèmes du corps ;
d’identifier et décrire les facteurs externes qui influencent
les adaptations à l’exercice aérobie aigu et chronique, y
compris l’altitude, le sexe, le dopage sanguin et
l’entraînement ;
de reconnaître les causes, les signes, les symptômes et les
effets du surentraînement.
Une compréhension des réponses des systèmes corporels aux
exercices aérobies aigus et chroniques est cruciale pour le
professionnel de la préparation physique qui souhaite fournir un
entraînement efficace à l’exercice. Ce chapitre décrit les
réponses aiguës des systèmes cardiovasculaire et respiratoire à
l’exercice aérobie et les variables physiologiques associées
utilisées pour mesurer ces réponses. Sont également
présentées les adaptations chroniques qui surviennent avec
l’entraînement d’endurance aérobie. La fin du chapitre est
consacrée aux facteurs externes, tels que l’altitude,
l’entraînement et le dopage sanguin, qui influencent les
réponses à l’entraînement d’endurance aérobie, ainsi qu’à
l’impact néfaste du surentraînement.
RÉPONSES AIGUËS À L’EXERCICE AÉROBIE
Une seule séance d’exercices aérobies exerce une importante
demande métabolique sur le corps (tableau 5.1 au chapitre 5),
en particulier sur les systèmes cardiovasculaire, respiratoire et
musculaire. L’exposition répétée au stress aigu de l’exercice qui
se produit avec l’entraînement chronique entraîne de nombreux
changements dans la fonction et les réponses de tous les
systèmes du corps. Une connaissance de base des effets aigus
de l’exercice aérobie permet de mieux comprendre les
adaptations chroniques, détaillées dans le paragraphe suivant.
RÉPONSES CARDIOVASCULAIRES
Les fonctions principales du système cardiovasculaire pendant
l’exercice aérobie sont de fournir de l’oxygène et d’autres
nutriments aux muscles qui travaillent, et d’éliminer les
métabolites et les déchets. Cette partie décrit les mécanismes
cardio-vasculaires de ces réponses aiguës.
DÉBIT CARDIAQUE
Le débit cardiaque est la quantité de sang pompé par le cœur
(en litre par minute) et est déterminé par la quantité de sang
éjecté à chaque battement (volume systolique) et la fréquence
cardiaque de pompage (fréquence cardiaque) :
Q = Volume systolique x Fréquence cardiaque (Équation
6.1)
Q est le débit cardiaque, mesuré en millilitre de sang par
battement, et la fréquence cardiaque est mesurée en battement
(contraction) par minute.
Lors du passage de l’état de repos à l’état d’équilibre pendant
un exercice aérobie, le débit cardiaque augmente d’abord
rapidement, puis plus progressivement, pour atteindre un
plateau. Avec un exercice maximal, le débit cardiaque peut
augmenter jusqu’à quatre fois le niveau de repos d’environ 5
l/min jusqu’à un maximum de 20 à 22 l/min. Le volume
systolique (paragraphe suivant) commence à augmenter au
début de l’exercice et continue d’augmenter jusqu’à ce que la
consommation d’oxygène de l’individu soit à environ 40-50 % de
l’absorption maximale d’oxygène. À ce stade, le volume
systolique commence à se stabiliser. Les étudiants
universitaires masculins sédentaires ont des volumes
systoliques maximaux se situant entre 100 et 120 ml de sang
par battement, contre des volumes inférieurs d’environ 25 %
chez leurs homologues féminines, en raison d’une taille
corporelle moyenne plus petite ainsi que d’un muscle cardiaque
plus petit. L’effet de l’entraînement sur les réponses à l’exercice
est marqué, et nous constatons une augmentation du volume
systolique maximal pour les étudiants jusqu’à 150 à 160 ml par
battement (environ 100 à 110 chez les femmes).
※ VOLUME SYSTOLIQUE
Deux mécanismes physiologiques sont responsables de la
régulation du volume systolique. Le premier est le résultat du
volume en fin de diastole, qui est le volume de sang disponible
pour être pompé par le ventricule gauche à la fin de la phase de
remplissage (diastole). Le second est dû à l’action des
catécholamines, y compris l’épinéphrine et la norépinéphrine,
qui sont des hormones du système nerveux sympathique qui
produisent une contraction ventriculaire plus puissante et une
plus grande vidange systolique du cœur.
Avec l’exercice aérobie, la quantité de sang retournant au cœur
(également appelée « retour veineux ») est augmentée en
raison d’une combinaison de veinoconstriction (induite par une
activation accrue du système nerveux sympathique), de pompe
des muscles squelettiques (les contractions musculaires se
combinent avec des valves veineuses unidirectionnelles pour
« pousser » plus de sang vers le cœur pendant l’exercice) et de
pompe respiratoire (augmentation de la fréquence respiratoire
et du volume courant). Tous ces éléments entraînent des
altérations de la pression sur les cavités du cœur et de la veine
cave thoracique, qui favorisent un retour veineux accru, et
augmentent considérablement le volume en fin de diastole.
Avec l’augmentation du volume, les fibres myocardiques
deviennent plus étirées qu’au repos, ce qui entraîne une
contraction plus puissante (à l’instar de l’augmentation de
l’étirement d’un élastique qui entraîne un plus grand recul
élastique) et une augmentation de la force d’éjection systolique
et une plus grande vidange cardiaque. Ce principe, appelé
« mécanisme de Frank-Starling », est lié au concept selon
lequel la force de contraction est fonction de la longueur des
fibres de la paroi musculaire. Cette augmentation de la vidange
cardiaque se caractérise par une augmentation de la fraction
d’éjection, la fraction du volume de fin de diastole éjecté du
cœur. Au début de l’exercice, ou même avec l’anticipation de
l’exercice, la stimulation sympathique augmente la contractilité
myocardique et augmente par conséquent le volume systolique.
COMMENT LES ATHLÈTES PEUVENT-ILS
ESTIMER LA FRÉQUENCE CARDIAQUE
MAXIMALE ?
Une méthode simple pour estimer la fréquence
cardiaque maximale est de soustraire 220 à
l’âge de l’athlète. Par exemple, la fréquence
cardiaque maximale estimée pour une
personne de 47 ans est :
220 - 47 (âge en années) = 173 battements/min
La variance (ou écart-type) autour de cette
estimation étant de ± 10 à 12 battements par
minute, ainsi, la fréquence cardiaque maximale
réelle pour cet individu devrait être comprise
entre 161 et 185 battements/min. Vous pouvez
vous reporter au chapitre 20 pour plus de
précisions sur les calculs de fréquence
cardiaque d’exercice. Plus récemment, une
méta-analyse a déterminé que l’équation 208 0,7 x âge pouvait être utilisée chez des adultes
en bonne santé pour prédire avec plus de
précision la fréquence cardiaque maximale.
RYTHME CARDIAQUE
Juste avant et au début d’une séance d’exercice, une
stimulation réflexe ou anticipatrice du système nerveux
sympathique entraîne une augmentation de la fréquence
cardiaque. La fréquence cardiaque augmente linéairement avec
l’augmentation de l’intensité pendant l’exercice aérobie. Le taux
d’augmentation et la réponse réelle de la fréquence cardiaque,
ainsi que la fréquence cardiaque maximale atteinte sont liés à
une variété de caractéristiques individuelles, y compris la forme
physique et l’âge, en plus de la charge de travail.
CONSOMMATION D’OXYGÈNE
La consommation d’oxygène est la quantité d’oxygène
consommée par les tissus du corps. La demande en oxygène
des muscles qui travaillent augmente pendant une période
d’exercice aérobie aiguë et est directement liée à la masse
musculaire, à l’efficacité métabolique et à l’intensité de
l’exercice. L’exercice aérobie, impliquant une plus grande
masse musculaire ou un plus grand niveau de travail, est
susceptible d’être associé à une plus grande absorption totale
d’oxygène. Une efficacité métabolique accrue permet une
augmentation de l’absorption d’oxygène, en particulier lors d’un
exercice maximal.
La consommation maximale d’oxygène est la plus grande
quantité d’oxygène qui peut être utilisée au niveau cellulaire
pour tout le corps. L’absorption maximale d’oxygène s’est
avérée bien corrélée avec le degré de conditionnement
physique et est reconnue comme la mesure la plus largement
acceptée de la condition cardiorespiratoire. La capacité à utiliser
l’oxygène est principalement liée à la capacité du cœur et du
système circulatoire à transporter l’oxygène et à la capacité des
tissus corporels à l’utiliser. L’absorption d’oxygène au repos est
estimée à 3,5 ml d’oxygène par kilogramme de poids de corps
par minute (ml · kg−1 · min−1) pour un individu moyen ; cette
valeur est définie comme un équivalent métabolique (metabolic
equivalent of task en anglais, ou MET). Chez les individus
normaux et en bonne santé, les valeurs maximales d’absorption
d’oxygène varient généralement de 25 à 80 ml · kg−1 · min−1,
soit de 7,1 à 22,9 MET, et dépendent d’une variété de
paramètres physiologiques, y compris l’âge et le niveau
d’entraînement.
L’absorption d’oxygène (VO2) peut être calculée à l’aide de
l’équation de Fick, qui exprime la relation entre le débit
cardiaque, l’absorption d’oxygène et la différence d’oxygène
artérioveineux :
VO2 = Q x Différence a-v O2 (Équation 6.2)
Q est le débit cardiaque, en millilitre par minute, et a-v O2 est la
différence d’oxygène artérioveineux (la différence de la teneur
en oxygène entre le sang artériel et veineux) en millilitre
d’oxygène pour 100 ml de sang. En reprenant l’équation 6.1,
nous pouvons calculer l’absorption d’oxygène comme le montre
l’exemple suivant :
VO2 = Fréquence cardiaque x volume systolique x Différence
a-v O2
VO2 = 72 battements/min x 65 ml de sang/battement x 6 ml
O2/100 ml de sang = 281 ml O2/min
Pour exprimer l’absorption d’oxygène dans son unité commune
(ml · kg−1 · min−1), nous divisons ensuite le résultat par le poids
de la personne en kilogrammes. Voici un exemple pour un
athlète de 80 kg :
VO2 = 281 ml O2/min ÷ 80 = 3,5 ml · kg· min−1
PRESSION ARTÉRIELLE
La pression artérielle systolique estime la pression exercée
contre les parois artérielles lorsque le sang est éjecté avec force
pendant la contraction ventriculaire (systole) et, lorsqu’elle est
combinée avec la fréquence cardiaque, peut être utilisée pour
décrire la consommation d’oxygène myocardique (travail) du
cœur. Cette estimation du travail du cœur est obtenue selon
l’équation suivante, dénommée « produit débit-pression » ou
« produit double » :
Produit double = Fréquence cardiaque X Pression artérielle
systolique (Équation 6.3)
La pression artérielle diastolique est utilisée pour estimer la
pression exercée contre les parois artérielles lorsqu’aucun sang
n’est éjecté de force à travers les vaisseaux (diastole). La
tension artérielle diastolique donne une indication de la
résistance périphérique et peut diminuer avec l’exercice aérobie
dû à la vasodilatation. Dans la circulation systémique, la
pression est la plus élevée dans l’aorte et les artères et tombe
rapidement dans la circulation veineuse. De plus, comme le
pompage par le cœur est pulsatile, la pression artérielle au
repos oscille en moyenne entre un niveau systolique de 120
mmHg et un niveau diastolique de 80 mmHg (valeurs
approximatives). Au fur et à mesure que le flux sanguin continue
à travers la circulation systémique, sa pression chute
progressivement jusqu’à près de 0 mmHg (pression veineuse)
au moment où elle atteint la terminaison de la veine cave dans
l’oreillette droite.
La pression artérielle moyenne est la pression artérielle
moyenne tout au long du cycle cardiaque (équation 6.4). La
pression artérielle moyenne n’est pas la moyenne des pressions
systolique et diastolique, car la pression artérielle reste
généralement plus proche du niveau diastolique que du niveau
systolique pendant une plus grande partie du cycle cardiaque.
Ainsi, la pression artérielle moyenne est généralement inférieure
à la moyenne des pressions systolique et diastolique.
Pression artérielle moyenne = [(Pression artérielle systolique
- Pression artérielle diastolique) ÷ 3] + Pression artérielle
diastolique (Équation 6.4)
La tension artérielle normale au repos varie généralement de
110 à 139 mmHg systolique et de 60 à 89 mmHg diastolique.
Avec un exercice aérobie maximal, la pression systolique peut
monter jusqu’à 220 à 260 mmHg, tandis que la pression
diastolique reste au niveau de repos ou diminue légèrement.
CONTRÔLE DE LA CIRCULATION LOCALE
La résistance à la circulation sanguine est également
augmentée avec l’augmentation de la viscosité du sang et la
longueur du vaisseau. Cependant, ces facteurs restent
relativement constants dans la plupart des circonstances. Ainsi,
la vasoconstriction et la vasodilatation des vaisseaux sanguins
sont les principaux mécanismes de régulation du flux sanguin
régional. Pendant l’exercice aérobie, le flux sanguin vers les
muscles actifs est considérablement augmenté par la dilatation
des artérioles locales. En même temps, le flux sanguin vers
d’autres systèmes d’organes est réduit par la constriction des
artérioles. Au repos, 15 à 20 % du débit cardiaque est distribué
au muscle squelettique, alors qu’avec un exercice vigoureux,
cette valeur peut atteindre 90 % du débit cardiaque.
L’exercice aérobie aigu entraîne une augmentation du
débit cardiaque, du volume systolique, de la fréquence
cardiaque, de la consommation d’oxygène, de la
pression artérielle systolique et du flux sanguin vers
les muscles actifs et une diminution de la pression
artérielle diastolique.
RÉPONSES RESPIRATOIRES
L’exercice aérobie offre le plus grand impact sur l’absorption
d’oxygène et la production de dioxyde de carbone par rapport à
d’autres types d’exercice, tels que l’entraînement en résistance
anaérobie. Des augmentations significatives de l’oxygène
délivré aux tissus, du dioxyde de carbone renvoyé aux poumons
et une ventilation minute (le volume d’air respiré par minute)
assurent des niveaux appropriés de concentrations de gaz
alvéolaires pendant l’exercice aérobie.
Avec l’exercice aérobie, une ventilation minute accrue se produit
à la suite d’une augmentation de la profondeur ou de la
fréquence de la respiration (ou des deux). Pendant un exercice
intense, la fréquence respiratoire des jeunes adultes en bonne
santé augmente généralement de 12 à 15 respirations par
minute au repos à 35 à 45 respirations par minute, tandis que le
volume courant (VC), quantité d’air inhalé et expirée à chaque
respiration, augmente (par rapport aux valeurs au repos de 0,4
à 1 l) jusqu’à 3 l ou plus. Par conséquent, la ventilation par
minute peut augmenter de 15 à 25 fois la valeur de repos
(valeurs de 90 à 150 l d’air par minute).
Au cours d’un exercice aérobie d’intensité faible à modérée, il y
a une augmentation de la ventilation directement associée à la
fois à une absorption accrue d’oxygène et à une production de
dioxyde de carbone. Dans ce cas, l’augmentation de la
ventilation est principalement due à l’augmentation du volume
courant. Le rapport entre la ventilation par minute et l’absorption
d’oxygène est appelé « équivalent ventilatoire » et varie entre
20 et 25 l d’air par litre d’oxygène consommé. Dans un exercice
plus intense (généralement supérieur à 45-65 % de l’absorption
maximale d’oxygène chez les individus non entraînés et 70-90
% chez les athlètes entraînés), la fréquence respiratoire joue un
rôle plus important. À ces niveaux, une ventilation minuscule
augmente de manière disproportionnée par rapport à
l’augmentation de la consommation d’oxygène et suit une
progression parallèle à l’augmentation brutale du lactate
sanguin. À ce stade, l’équivalent ventilatoire peut atteindre 35
ou 40 l d’air par litre d’oxygène consommé avec cette activité de
haute intensité.
Inspiré, l’air pénètre dans les alvéoles, l’unité fonctionnelle du
système pulmonaire où se produit l’échange de gaz.
Cependant, avec l’inspiration, l’air occupe également les zones
des voies respiratoires : le nez, la bouche, la trachée, les
bronches et les bronchioles. Cette zone n’est pas fonctionnelle
pour l’échange de gaz et est appelée « espace mort
anatomique ». Le volume normal de cet espace d’air est
d’environ 150 ml chez les jeunes adultes et augmente avec
l’âge. Parce que les voies respiratoires s’étirent avec une
respiration profonde, l’espace mort anatomique augmente à
mesure que le volume courant augmente (figure 6.1).
Néanmoins, l’augmentation du volume courant avec respiration
profonde est proportionnellement supérieure à toute
augmentation
de
l’espace
mort
anatomique.
Ainsi,
l’augmentation du volume courant (respiration plus profonde)
permet une ventilation plus efficace que l’augmentation de la
fréquence de la respiration seule.
L’espace mort physiologique fait référence aux alvéoles dans
lesquelles une mauvaise circulation sanguine, une mauvaise
ventilation ou d’autres problèmes avec la surface alvéolaire
altèrent l’échange de gaz. L’espace mort physiologique dans les
poumons des personnes en bonne santé est généralement
négligeable car toutes – ou presque toutes – les alvéoles sont
fonctionnelles.
Certains types de maladies pulmonaires, telles que les maladies
pulmonaires obstructives chroniques ou la pneumonie, peuvent
réduire considérablement la fonction alvéolaire, augmentant
ainsi l’espace mort physiologique jusqu’à dix fois le volume de
l’espace mort anatomique.
Pendant l’exercice aérobie, de grandes quantités
d’oxygène diffusent des capillaires dans les tissus :
des niveaux accrus de dioxyde de carbone se
déplacent du sang vers les alvéoles et la ventilation
minute augmente pour maintenir des concentrations
alvéolaires appropriées de ces gaz.
RÉPONSES GAZEUSES
La diffusion est le mouvement de l’oxygène et du dioxyde de
carbone à travers une membrane cellulaire et est fonction de la
concentration de chaque gaz et de la pression partielle
résultante exercée par le mouvement moléculaire de chaque
gaz. La diffusion résulte du mouvement du gaz d’une
concentration élevée à une concentration faible. Au niveau des
tissus, où l’oxygène est utilisé dans le métabolisme et où du
dioxyde de carbone est produit, les pressions partielles de ces
gaz diffèrent considérablement de celles du sang artériel (figure
6.2) dans certains cas. Au repos, la pression partielle d’oxygène
dans le liquide interstitiel (liquide immédiatement à l’extérieur
d’une cellule musculaire) passe rapidement de 100 mmHg dans
le sang artériel à une valeur basse de 40 mmHg, tandis que la
pression partielle de dioxyde de carbone est élevée au-dessus
de celle du sang artériel, à environ 46 mmHg. Lors d’un
exercice aérobie de haute intensité, les pressions partielles de
ces gaz sont d’environ 3 mmHg pour l’oxygène et 90 mmHg
pour le dioxyde de carbone. Par conséquent, ces gradients de
pression provoquent le mouvement des gaz à travers les
membranes cellulaires. De plus, les capacités de diffusion de
l’oxygène et, en particulier, du dioxyde de carbone augmentent
considérablement avec l’exercice, ce qui facilite leurs échanges.
TRANSPORT SANGUIN DES GAZ ET DES SOUSPRODUITS MÉTABOLIQUES
L’oxygène est transporté dans le sang, soit dissous dans le
plasma, soit associé à l’hémoglobine. L’oxygène n’étant pas
facilement soluble dans les fluides, seulement 3 ml d’oxygène
peuvent être transportés par litre de plasma. Néanmoins, cette
quantité limitée d’oxygène transportée dans le plasma contribue
à la pression partielle d’oxygène dans le sang et les autres
fluides corporels, jouant ainsi un rôle dans les mécanismes qui
régulent la respiration et dans la diffusion de l’oxygène dans le
sang alvéolaire et les cellules des tissus corporels.
Compte tenu de la capacité limitée du plasma à transporter
l’oxygène, la majorité de l’oxygène dans le sang est transportée
par l’hémoglobine. Les hommes ont environ 15 à 16 g
d’hémoglobine pour 100 ml de sang, contre environ 14 g chez
les femmes. Un gramme d’hémoglobine pouvant transporter
1,34 ml d’oxygène, la capacité de transport d’oxygène de 100
ml de sang est d’environ 20 ml d’oxygène chez l’homme et un
peu moins chez la femme.
La façon dont le dioxyde de carbone est éliminé du système
présente certaines similitudes avec le transport de l’oxygène,
mais la grande quantité de dioxyde de carbone est éliminée par
un processus plus complexe. Une fois le dioxyde de carbone
formé dans la cellule, il se diffuse facilement à travers les
membranes cellulaires et est ensuite transporté vers les
poumons. Comme pour l’oxygène, seule une quantité limitée de
dioxyde de carbone – environ 5 % de celle produite pendant le
métabolisme – est transportée dans le plasma. Semblable à la
situation avec l’oxygène, cette quantité limitée de dioxyde de
carbone contribue à établir la pression partielle de dioxyde de
carbone dans le sang. Une partie du dioxyde de carbone est
également transportée via l’hémoglobine, mais cette quantité
est limitée.
La plus grande quantité d’élimination de dioxyde de carbone
(environ 70 %) provient de la combinaison avec de l’eau et de
son administration aux poumons sous forme de bicarbonate
(HCO3-). L’étape initiale de cette réaction réversible est la
combinaison de dioxyde de carbone en solution avec de l’eau
dans les globules rouges pour former de l’acide carbonique. La
réaction serait normalement assez lente, à l’exception de
l’impact de l’enzyme anhydrase carbonique, qui accélère
considérablement ce processus. Une fois l’acide carbonique
formé, il se décompose en ions hydrogène et ions bicarbonate.
L’hémoglobine étant un important tampon acide-base, les ions
hydrogène se combinent avec l’hémoglobine. Ce processus
aide à maintenir le pH du sang. Les ions bicarbonate diffusent
des globules rouges vers le plasma tandis que les ions chlorure
se diffusent dans les globules sanguins pour les remplacer.
L’utilisation du lactate comprend le cycle de Cori, dans lequel le
lactate dérivé des muscles est transporté par le sang vers le
foie, où il subit la gluconéogenèse.
Le niveau d’exercice aérobie nécessaire pour montrer une
augmentation du lactate sanguin est appelé « début de
l’accumulation de lactate sanguin », ou OBLA (chapitre 3).
ADAPTATIONS CHRONIQUES À L’EXERCICE
AÉROBIE
Comprendre les effets de l’entraînement d’endurance aérobie
sur les systèmes corporels est important pour évaluer la
performance physique ou sportive et déterminer l’impact des
programmes d’entraînement. Cette section traite des effets de
l’entraînement en endurance aérobie sur les systèmes
cardiovasculaire, respiratoire, nerveux, musculaire, osseux et
conjonctif et les systèmes endocriniens du corps (tableau 6.1).
ADAPTATIONS CARDIOVASCULAIRES
L’entraînement en endurance aérobie entraîne plusieurs
changements dans la fonction cardiovasculaire, y compris une
augmentation du débit cardiaque maximal, un volume d’accident
vasculaire cérébral accru et une fréquence cardiaque réduite au
repos et pendant l’exercice sous-maximal. De plus, la densité
capillaire des fibres musculaires augmente en raison de
l’entraînement en endurance aérobie, favorisant l’apport
d’oxygène et l’élimination du dioxyde de carbone.
Pour des performances aérobies optimales, l’augmentation de
l’absorption maximale d’oxygène est d’une importance capitale.
L’un des principaux mécanismes pour augmenter l’absorption
maximale d’oxygène est l’amélioration de la fonction
cardiovasculaire centrale (débit cardiaque). Le taux de décharge
normal du nœud sino-auriculaire (SA) varie de 60 à 80 fois par
minute. L’entraînement en endurance aérobie entraîne un débit
de décharge significativement plus lent en raison d’une
augmentation du tonus parasympathique. L’augmentation du
volume systolique affecte également la fréquence cardiaque au
repos – plus de sang est pompé par contraction, de sorte que le
cœur doit se contracter moins fréquemment pour atteindre le
même débit cardiaque. L’entraînement en endurance aérobie
peut augmenter la capacité du cœur à pomper le sang par
contraction au repos, et peut ainsi expliquer une partie de la
bradycardie importante (ralentissement du rythme cardiaque)
observée chez les athlètes d’endurance aérobie hautement
conditionnés, dont le rythme cardiaque au repos varie
généralement de 40 à 60 battements par minute.
Le changement le plus significatif dans la fonction
cardiovasculaire avec un entraînement d’endurance aérobie à
long terme (six à douze mois) est l’augmentation du débit
cardiaque maximal, résultant principalement d’une amélioration
du volume systolique. Une fréquence cardiaque nettement
inférieure en réponse à un niveau de travail sous-maximal
normalisé est une autre caractéristique de l’entraînement
d’endurance aérobie. De plus, la fréquence cardiaque augmente
plus lentement chez les athlètes entraînés que chez les
personnes sédentaires pour une charge de travail donnée.
Parce que la fréquence cardiaque maximale peut en fait
diminuer légèrement avec un entraînement prolongé, peut-être
en raison de l’augmentation du tonus parasympathique, la taille
du ventricule gauche (volume de la chambre et épaisseur de la
paroi) et la force des contractions (contractilité accrue) sont
essentielles pour augmenter le volume systolique tant lors d’un
exercice sous-maximal que maximal.
En plus de fournir de l’oxygène, des nutriments et des
hormones, la circulation capillaire fournit les moyens d’éliminer
la chaleur et les sous-produits métaboliques. Une augmentation
de la densité capillaire des fibres musculaires a été observée en
réponse à l’augmentation de la densité musculaire associée à
l’entraînement d’endurance aérobie et est fonction du volume et
de l’intensité de l’entraînement. Cette augmentation de la
densité capillaire diminue la distance de diffusion de l’oxygène
et des substrats métaboliques.
ADAPTATIONS RESPIRATOIRES
La ventilation ne limite généralement pas l’exercice aérobie et
n’est pas affectée – ou seulement modérément – par
l’entraînement. De plus, les adaptations ventilatoires observées
semblent être très spécifiques aux activités impliquant le type
d’exercice utilisé lors de l’entraînement : les adaptations
observées pendant l’exercice des membres inférieurs se
produisent principalement à la suite de l’entraînement des
membres inférieurs. Si l’entraînement physique se concentre
sur les membres inférieurs, il est peu probable que l’on observe
une adaptation ventilatoire pendant les activités des membres
supérieurs. Les adaptations d’entraînement comprennent une
augmentation du volume courant et de la fréquence respiratoire
avec un exercice maximal. Avec une activité sous-maximale, la
fréquence respiratoire est souvent réduite et le volume courant
est augmenté. Les adaptations ventilatoires résultent
d’adaptations locales, neurales ou chimiques dans les muscles
spécifiques entraînés par l’exercice.
ADAPTATIONS NEURONALES
Les adaptations du système nerveux jouent un rôle important
aux premiers stades de l’entraînement d’endurance aérobie. Au
départ, l’efficacité est augmentée et la fatigue des mécanismes
contractiles est retardée. De plus, l’amélioration des
performances aérobies peut entraîner une rotation de l’activité
neuronale entre les synergistes (plutôt que de maintenir un état
d’activation constant, les muscles synergiques alternent entre
actifs et inactifs pour maintenir une production de force
musculaire de bas niveau) et entre les unités motrices dans un
muscle. Ainsi, l’athlète produit une locomotion plus efficace
pendant l’activité avec une dépense énergétique moindre.
ADAPTATIONS MUSCULAIRES
L’une des réponses adaptatives fondamentales à l’entraînement
d’endurance aérobie est une augmentation de la capacité
aérobie de la musculature entraînée. Cette adaptation permet à
l’athlète d’effectuer une intensité absolue d’exercice donnée
avec plus de facilité. Plus impressionnant, après l’entraînement,
un l’athlète peut s’exercer à une intensité relative plus grande
d’une puissance aérobie maximale désormais plus élevée.
Ainsi, mesurer la consommation maximale d’oxygène d’un
athlète uniquement avant et après l’entraînement d’endurance
aérobie peut ne pas représenter avec précision sa capacité à
performer pendant la compétition.
Par exemple, un athlète qui peut courir le marathon à un rythme
égal à 75 % de consommation maximale d’oxygène peut, après
l’entraînement, être capable de maintenir un rythme qui
représente 80 % de la puissance aérobie maximale. Cette
adaptation se produit à la suite d’une économie de glycogène
(moins d’utilisation de glycogène pendant l’exercice) et d’une
utilisation accrue des graisses dans le muscle, ce qui prolonge
les performances à la même intensité. Par conséquent, le début
de l’accumulation de lactate sanguin (OBLA) se produit à un
pourcentage plus élevé ( jusqu’à 80-90 %) de la capacité
aérobie de l’athlète entraîné. Cette réponse avantageuse peut
être due au type de fibre musculaire de l’athlète d’endurance
aérobie, aux adaptations locales spécifiques résultant de
l’entraînement d’endurance aérobie, aux changements dans la
libération d’hormones (en particulier les catécholamines lors
d’exercices de haute intensité) et d’une accélération plus rapide
de l’utilisation des lactates.
TABLEAU 6.1 Adaptations physiologiques à l’entraînement d’endurance aérobie
(ATP = adénosine triphosphate, ATPase = adénosine triphosphatase)
La composante musculaire d’un programme d’entraînement en
endurance aérobie implique des contractions musculaires sousmaximales s’étendant sur un grand nombre de répétitions avec
peu de récupération. Par conséquent, l’intensité relative est très
faible et le volume global est très élevé. Ce type d’entraînement
encourage des augmentations relatives du potentiel aérobie qui
sont similaires dans les fibres de type I et de type II. Par rapport
aux fibres de type II, les fibres de type I ont une capacité
aérobie initiale préexistante plus élevée, à laquelle s’ajoute
l’augmentation du potentiel aérobie de l’entraînement. Ainsi, les
fibres de type I possèdent une capacité oxydante supérieure à
celle des fibres de type II avant et après l’entraînement.
Cependant, si l’intensité est suffisante, comme lors de
l’exécution d’intervalles répétés de 800 m, les fibres à
contraction rapide (fibres de type IIx en particulier) contribuent
également de manière significative à l’effort. Dans de telles
conditions, leur capacité aérobie augmente également avec
l’entraînement, mais l’entraînement d’endurance aérobie
chronique réduit la concentration des enzymes glycolytiques et
peut réduire la masse musculaire globale de ces fibres.
À l’inverse, une hypertrophie sélective des fibres musculaires de
type I se produit en raison de leur recrutement accru lors des
activités aérobies, bien que le diamètre transversal résultant ne
soit pas aussi grand que celui observé dans les fibres de type II,
adaptées à l’exercice de résistance. En outre, le changement
est plus petit que l’hypertrophie des fibres de type I d’un
programme d’entraînement de type de ceux effectués chez les
bodybuilders. Il y a peu de preuves démontrant que les fibres de
type II se transforment en fibres de type I à la suite d’un
entraînement à l’endurance aérobie, mais il peut y avoir une
conversion progressive au sein des deux principaux sousgroupes de fibres de type II – des fibres de type IIx en fibres de
type IIa. Cette adaptation est significative, dans la mesure où
les fibres de type IIa possèdent un pouvoir oxydant supérieur à
celui des fibres de type IIx et ont des caractéristiques
fonctionnelles plus proches de celles des fibres de type I. Le
résultat de cette conversion est un plus grand nombre de fibres
musculaires qui peuvent contribuer aux performances
d’endurance aérobie.
Au niveau cellulaire, les adaptations musculaires à l’exercice
aérobie comprennent une augmentation de la taille et du
nombre de mitochondries, ainsi que de la teneur en myoglobine.
La myoglobine est une protéine qui transporte l’oxygène dans la
cellule. Les mitochondries sont les organites des cellules qui
sont responsables de la production aérobie d’adénosine
triphosphate (ATP) via l’oxydation du glycogène et des acides
gras libres. Lorsque les mitochondries plus grandes et plus
nombreuses sont combinées à une augmentation de la quantité
d’oxygène qui peut être délivrée aux mitochondries par la plus
grande concentration de myoglobine, la capacité du tissu
musculaire à extraire et à utiliser l’oxygène est renforcée. Cette
adaptation est encore augmentée par des hausses du niveau et
de l’activité des enzymes impliquées dans le métabolisme
aérobie du glucose et une augmentation simultanée des
réserves de glycogène et de triglycérides.
ADAPTATIONS DES OS ET DES TISSUS
CONJONCTIFS
La sélection de différentes formes d’exercices aérobies a
rencontré un certain succès dans l’amélioration de la masse
osseuse. Les programmes d’aérobie qui réussissent le mieux à
stimuler la croissance osseuse impliquent des activités
physiques plus intenses comme la course à pied et l’exercice
aérobie à haute intensité. La clé du succès de l’exercice aérobie
pour stimuler la formation de nouveaux os est que l’activité doit
être significativement plus intense que les activités quotidiennes
auxquelles la personne s’adonne normalement, de manière à
dépasser l’intensité seuil minimale. Il s’agit également, à une
tension cyclique, de dépasser la fréquence minimale et la
capacité de déformation pour la croissance osseuse. L’intensité
de l’activité doit systématiquement augmenter pour surcharger
en permanence l’os. Finalement, il peut devenir difficile de
surcharger l’os par l’exercice aérobie lorsque le système de
transport d’oxygène, plutôt que les limitations du système
musculo-squelettique, restreint la progression vers une nouvelle
intensité d’exercice. L’os répond à l’ampleur et au taux de
charge externe. Par conséquent, pour améliorer la stimulation
du système musculo-squelettique, il est également nécessaire
d’augmenter la vitesse de mouvement des membres.
L’utilisation de techniques d’entraînement par intervalles à haute
intensité est une méthode pour fournir un plus grand stimulus
ostéogénique tout en offrant les avantages associés à l’exercice
aérobie.
Chez les adultes matures, la mesure selon laquelle les tendons,
les ligaments et le cartilage croissent et deviennent plus forts
est proportionnelle à l’intensité du stimulus de l’exercice, en
particulier à partir d’activités portantes. Comme pour les os et
les muscles, une intensité d’exercice qui dépasse constamment
la pression exercée sur les tissus conjonctifs pendant les
activités quotidiennes normales est nécessaire pour créer des
changements dans les tissus conjonctifs (chapitre 5 pour plus
d’informations).
Un exemple des effets positifs de l’activité de maniement de
charges sur le cartilage est mis en évidence dans une
articulation du genou typique, où les surfaces de l’articulation
qui subissent le plus grand degré de portance sont plus
épaisses que les surfaces non porteuses de poids. Un
mouvement complet à travers une gamme complète de
mouvements pendant le maniement de la charge est
probablement essentiel pour maintenir la viabilité des tissus.
Des études animales évaluant les effets négatifs potentiels de
l’exercice aérobie sur le cartilage ont montré des résultats
encourageants. Bien que des études aient montré qu’une
course intense (20 km) par session diminue l’épaisseur du
cartilage, d’autres études utilisant des chiens comme sujets ont
démontré qu’un programme de course modéré (une heure par
jour, cinq jours par semaine, pendant quinze semaines)
augmente l’épaisseur du cartilage et stimule le remodelage
positif du tissu osseux.
Courir quarante kilomètres par session pendant un an, ou courir
quatre kilomètres avec des poids (vestes pesant 130 % du
poids des animaux) cinq jours par semaine pendant 550
semaines, n’a
dégénérative.
pas
provoqué
de
maladie
articulaire
ADAPTATIONS ENDOCRINIENNES
Bien que l’importance des réponses endocriniennes à
l’entraînement en résistance soit bien acceptée, les
changements dans la production hormonale qui contribuent à
l’adaptation du corps à l’exercice aérobie sont tout aussi
importants. La testostérone, l’insuline, les facteurs de
croissance analogues à l’insuline (IGF-I) et l’hormone de
croissance affectent l’intégrité des muscles, des os et des tissus
conjonctifs et contribuent à maintenir le métabolisme dans un
état normal. L’augmentation de la circulation hormonale et les
changements au niveau des récepteurs (nombre de récepteurs
et taux de renouvellement) sont des réponses spécifiques à
l’exercice aérobie.
L’entraînement aérobie à haute intensité augmente les taux de
sécrétion absolue de nombreuses hormones en réponse à un
exercice maximal, bien que les athlètes entraînés aient atténué
les réponses hormonales à l’exercice sous-maximal. Les
concentrations hormonales d’un athlète entraîné sont égales à
celles de ses homologues non entraînés à la même intensité
d’exercice sous-maximale relative. Les schémas de réponse
hormonale supérieurs à un exercice maximal semblent
augmenter la capacité de l’athlète à tolérer et à maintenir des
intensités d’exercice aérobie élevées et prolongées. Lorsque
l’intensité de l’exercice est très élevée et que la durée de
l’exercice est très courte (cinq à dix secondes), seuls les
changements de « lutte ou de fuite » dans les concentrations
d’hormones sanguines périphériques se produisent (les
concentrations d’épinéphrine et de noradrénaline augmentent).
L’entraînement aérobie, en particulier la course à pied, est
souvent associé à une augmentation de la dégradation nette
des protéines du muscle, provoquée en partie par la sécrétion
de cortisol induite par le stress que le corps tente de compenser
en augmentant les réponses anaboliques hormonales dans la
testostérone et l’IGF-1. Cependant, des preuves récentes
suggèrent que la synthèse nette des protéines dans le muscle
squelettique des athlètes entraînés en endurance se produit et
peut conduire à une hypertrophie musculaire, mais est
probablement due à des protéines mitochondriales plutôt que
contractiles.
ADAPTATIONS À L’ENTRAÎNEMENT
EN ENDURANCE AÉROBIE
De nombreuses recherches ont été effectuées sur les
adaptations d’entraînement associées à l’exercice d’endurance
aérobie. Le métabolisme aérobie joue un rôle essentiel dans la
performance humaine et est fondamental pour tous les sports,
ne serait-ce que pour la récupération. Du point de vue
métabolique, le cycle de Krebs et la chaîne de transport
d’électrons sont les principales voies de production d’énergie
aérobie. Le métabolisme aérobie produit beaucoup plus
d’énergie ATP que le métabolisme anaérobie et utilise des
graisses, des glucides et des protéines comme sources de
carburant pour générer de l’ATP. De nombreux sports impliquent
des interactions entre les systèmes métaboliques aérobie et
anaérobie et nécessitent donc un entraînement approprié. Par
exemple, le football, le Lacrosse, le basket-ball, le hockey sur
gazon et le hockey sur glace impliquent des mouvements
continus (et donc une demande aérobie constante) mélangés à
des pointes de sprint et d’activités de puissance. Un bon
conditionnement du système aérobie est essentiel pour que le
joueur soit en capacité de réaliser une telle activité et de
récupérer efficacement pendant et entre les séances d’exercice.
Chaque athlète a besoin d’un niveau basique d’endurance
cardiovasculaire – sinon pour la performance, au moins pour
des raisons de santé – qui peut être atteint en utilisant une
grande variété de modalités et de programmes d’entraînement.
Outre les méthodes d’entraînement aérobie submaximales
classiques, l’entraînement par intervalles est une méthode qui
peut produire des gains significatifs pour l’aérobie
(augmentation de la VO2 max, du seuil de lactate).
L’une des adaptations les plus couramment mesurées à
l’entraînement d’endurance aérobie est une augmentation de la
consommation maximale d’oxygène associée à une
augmentation du débit cardiaque maximal. À mesure que
l’intensité de l’exercice augmente, la consommation d’oxygène
atteint ses niveaux maximaux. Lorsque la consommation
d’oxygène ne peut plus augmenter pour répondre aux
demandes, c’est que la consommation maximale d’oxygène a
été atteinte, même en présence d’une disponibilité continue
d’oxygène. L’entraînement en endurance aérobie peut améliorer
la puissance aérobie d’un athlète de 5 à 30 %, en fonction, en
partie, du niveau de condition physique de départ ainsi que du
potentiel génétique de l’individu. La plupart des adaptations de
la consommation maximale d’oxygène peuvent être réalisées au
cours d’un entraînement de six à douze mois. Après cela,
d’autres changements dans les performances d’endurance
aérobie consistent en une augmentation de l’efficacité de course
et une augmentation du seuil de lactate. Les changements
métaboliques comprennent une capacité respiratoire accrue,
des concentrations de lactate sanguin plus faibles à une
intensité d’exercice sous-maximale donnée, une augmentation
des densités mitochondriales et capillaires et une amélioration
de l’activité enzymatique. Il se peut que les coureurs
expérimentés n’augmentent pas davantage leur VO2 max grâce
à deux entraînements d’endurance chronique, mais que leurs
performances s’améliorent en raison d’une économie de course
améliorée.
L’intensité de l’entraînement est l’un des facteurs les plus
importants pour améliorer et maintenir la puissance aérobie. De
courtes périodes de sprint à haute intensité peuvent améliorer la
consommation maximale d’oxygène si la période de repos
intermédiaire est également courte. Callister et ses collègues
ont montré que les longues périodes de repos couplées avec un
travail de sprint améliorent la vitesse de sprint sans
augmentation significative de la puissance aérobie maximale.
Par conséquent, des séances d’entraînement plus longues avec
une plus grande quantité de repos entre les périodes d'exercice
entraînent une amélioration moindre de la capacité aérobie. Il a
été prouvé dans diverses études que l’utilisation de périodes de
récupération plus courtes entre les intervalles d’entraînement à
haute intensité permet d’améliorer divers processus
métaboliques des muscles squelettiques et conduit à une
amélioration des performances d’endurance. L’entraînement en
endurance aérobie est généralement associé à des altérations
de la composition corporelle, en supposant un apport
nutritionnel approprié. L’entraînement en endurance aérobie
diminue généralement le pourcentage relatif de graisse
corporelle mais a peu ou pas d’effet significatif sur la masse
sans graisse. Les programmes à plus long terme peuvent
entraîner une diminution plus importante du pourcentage de
graisse corporelle. Un entraînement excessif peut entraîner une
prédominance de l’activité catabolique dans l’organisme et
provoquer un déséquilibre entre les processus cataboliques et
anaboliques.
Le tableau 6.2 répertorie les changements physiologiques qui
surviennent au cours d’un entraînement à l’endurance aérobie à
court terme (trois à six mois) et compare les résultats, en
matière d’endurance aérobie, entre des athlètes auparavant non
entraînés et des athlètes d’élite.
Les résultats de l’entraînement aérobie entraînent une
diminution de la graisse corporelle et des
concentrations de lactate sanguin à un exercice sousmaximal, une augmentation de l’absorption maximale
d’oxygène, de l’économie de fonctionnement, de la
capacité respiratoire et des densités mitochondriales
et capillaires, ainsi qu’une amélioration de l’activité
enzymatique.
TABLEAU 6.2 Variables physiologiques de l’entraînement en endurance aérobie
(Données compilées par Carwyn Sharp. Sauf indication contraire, les données
ont été collectées par B. Saltin, G. Blomqvist et al., Réponse à l’exercice après
une phase de repos allongé et après l’entraînement)
(*Données ne provenant pas d’études sur l’entraînement : les sujets n’étaient
pas entraînés ou étaient de « bons coureurs de fond ».)
QUELLES AMÉLIORATIONS
DE LA PERFORMANCE PEUVENT ÊTRE
OBTENUES GRÂCE À L’EXERCICE
AÉROBIE ?
Les systèmes corporels affectés par l’exercice
aérobie comprennent les troubles musculosquelettiques,
cardiovasculaires
et
respiratoires. Les adaptations sont les
suivantes :
Système respiratoire : diminution du rythme
respiratoire sous-maximal
Système cardiovasculaire : diminution de la
fréquence cardiaque pour des charges de
travail sous-maximales fixes associées à une
augmentation du volume systolique et du débit
cardiaque. Le volume sanguin est également
augmenté, soutenant l’augmentation du volume
systolique et du débit cardiaque.
Système
musculo-squelettique
:
augmentation de la différence artérioveineuse
O2 associée à une augmentation de la
capillarisation musculaire, des concentrations
d’enzyme oxydante, de la taille et de la densité
des mitochondries.
Puissance
aérobie
(consommation
maximale d’oxygène) : le changement le plus
important des variables physiologiques avec
l’entraînement à l’exercice aérobie est sans
doute l’augmentation de la consommation
maximale d’oxygène (VO2max), souvent
utilisée comme critère variable pour la forme
cardiovasculaire. La VO2max est en partie
détermi née par la génétique et par le
programme d’entraînement entrepris par
l’athlète. Les athlètes d’élite peuvent montrer
des changements mineurs de VO2max avec
l’entraînement (5-10 %), tandis que les
individus non entraînés peuvent augmenter leur
VO2max jusqu’à 20 %. Une VO2max élevée
couplée à un seuil de lactate accru peut
améliorer les performances dans les sports de
course, ainsi que les sports nécessitant des
sprints intermittents (football, basket-ball et
autres sports d’équipe).
Seuil lactique : l’entraînement aérobie
augmente le seuil absolu de lactate, permettant
à l’individu hautement entraîné de travailler à la
fois un pourcentage relatif et absolu plus élevé
de leur VO2max qu’un individu moins bien
entraîné.
Cette tolérance accrue au lactate se traduit par
une variété de résultats de performance : il
s’agit notamment de courir à un pourcentage
plus élevé de VO2max pour une course (ce qui
réduit la durée de la course), de couvrir plus de
distance pendant un match, d’améliorer la
récupération pour les performances de la
seconde moitié du match et de travailler à des
intensités d’exercice plus élevées tout au long
d’une épreuve. L’importance d’avoir un seuil de
lactate élevé peut être illustrée par l’exemple
suivant : Deux individus peuvent avoir la même
VO2max, d’environ 50 ml · kg−1 · min−1 ;
cependant, si l’un a un seuil de lactate de 80 %
de VO2max (seuil atteint à 40 ml · kg−1 ·
min−1) tandis que l’autre se produit à 70 %
(seuil atteint 35 ml · kg−1 · min−1), le premier
individu pourra maintenir une puissance de
sortie équivalente à 5 ml · kg−1 · min−1 de plus
que le deuxième individu. Toutes choses étant
égales par ailleurs, comme l’économie de
mouvement, cela se traduira par une plus
grande vitesse de mouvement et donc des
performances supérieures.
Utilisation efficace du substrat : les
glucides sont la source de carburant préférée
pour les exercices intermittents de haute
intensité dans de nombreux sports d’équipe.
L’entraînement aérobie entraîne une plus
grande utilisation des graisses comme substrat
pour l’exercice avec une économie relative de
glucides. Avec une faible consommation de
glucides, une personne entraînée
en
endurance peut maintenir un exercice plus
intense pendant de plus longues périodes.
L’exercice aérobie peut être encore amélioré
grâce à diverses manipulations de charge en
glucides pour augmenter les réserves
endogènes de glycogène.
Adaptations des fibres musculaires :
lorsque les fibres musculaires sont examinées
d’un point de vue transversal, les coureurs
d’élite ont une proportion (pourcentage) plus
élevée de fibres de type I, et les fibres de type I
disponibles
sont
fonctionnellement
très
efficaces pour le métabolisme aérobie
(augmentation de la densité mitochondriale, de
la capacité enzymatique oxydative et du réseau
capillaire
pour
l’apport
d’oxygène).
L’entraînement aérobie, en particulier l’exercice
intermittent de longue distance à haute
intensité, entraîne une augmentation de la
capacité oxydative des fibres de type I. La
recherche indique que les fibres musculaires
squelettiques peuvent altérer leur chaîne lourde
de myosine et leurs caractéristiques internes,
entraînant des modifications de la classification
des fibres et que les fibres de type IIx sont
augmentées chez les athlètes entraînés en
endurance. Du point de vue des performances,
ces changements métaboliques et fibreux se
traduisent par une utilisation plus efficace de la
production d’énergie aérobie.
Efficacité de l’exercice : l’économie de
l’exercice est principalement fonction de la
biomécanique et de la technique. Deux athlètes
d’endurance aérobie peuvent avoir la même
absorption maximale d’oxygène et le même
seuil de lactate mais ne pas montrer les
mêmes résultats de performance. L’athlète
avec l’exercice le plus efficace (nécessitant le
moins d’énergie pour maintenir la même
puissance) sera capable de maintenir la même
puissance pendant une durée plus longue,
même si les deux athlètes ont le même seuil de
VO2max et de lactate.
FACTEURS EXTERNES ET INDIVIDUELS
INFLUENÇANT LES ADAPTATIONS
À L’ENTRAÎNEMENT EN ENDURANCE AÉROBIE
Des facteurs externes et individuels variés peuvent influencer à
la fois les réponses aiguës et les adaptations chroniques des
systèmes cardiovasculaire et respiratoire à l’exercice. Les effets
de l’altitude, de la respiration hyperoxique, du tabagisme et du
dopage sanguin (facteurs externes), ainsi que du potentiel
génétique, de l’âge et du sexe (facteurs individuels), sont
brièvement décrits dans cette section.
ALTITUDE
À des altitudes supérieures à 1 200 m (3 900 pieds), des
ajustements physiologiques aigus commencent à se produire
pour compenser la réduction de la pression partielle d’oxygène
dans l’atmosphère. Le tableau 6.3 présente les ajustements de
l’hypoxie d’altitude qui sont immédiats et à plus long terme.
Deux ajustements qui surviennent tôt dans le processus
d’acclimatation sont particulièrement importants. Premièrement,
il y a une augmentation de la ventilation pulmonaire
(hyperventilation) au repos et pendant l’exercice. Cette
augmentation de la ventilation est principalement le résultat
d’une augmentation de la fréquence respiratoire. Avec des
séjours plus longs à haute altitude, l’augmentation du volume
courant contribue cependant également à une ventilation
accrue. La stabilisation de la ventilation dépend du niveau
d’altitude et de la durée en altitude. Deuxièmement, aux
premiers stades de l’exposition à l’altitude, il y a une
augmentation du débit cardiaque au repos et pendant l’exercice
sous-maximal, principalement en raison de l’augmentation de la
fréquence cardiaque. La fréquence cardiaque et le débit
cardiaque sous-maximaux peuvent augmenter de 30 à 50 % audessus des valeurs du niveau de la mer, et le volume systolique
est constant ou légèrement réduit. L’augmentation du débit
cardiaque sous-maximal reflète le besoin d’augmenter le flux
sanguin à un moment où la teneur en oxygène du sang artériel
est réduite afin de maintenir un apport d’oxygène adéquat aux
tissus.
TABLEAU 6.3 Ajustements à l’hypoxie en altitude
Au bout de dix à quatorze jours en altitude, la fréquence
cardiaque et le débit cardiaque commencent à revenir à des
valeurs normales en raison de la réponse d’acclimatation à plus
long terme qui entraîne l’augmentation de la production de
globules rouges. Ainsi, avec une exposition aiguë à l’altitude,
l’hyperventilation et une augmentation du débit sous-maximal de
carbone sont des réponses rapides et relativement efficaces
pour compenser les défis de la pression partielle réduite
d’oxygène. Cependant, malgré ces ajustements, durant cette
période aiguë, la saturation artérielle en oxygène diminue et
entraîne une diminution de l’absorption maximale d’oxygène et
des performances aérobies à des altitudes supérieures à 1 200
m. Les changements d’acclimatation reviennent environ un mois
après le retour au niveau de la mer. Comme indiqué dans le
tableau 6.3, les ajustements physiologiques et métaboliques
chroniques qui se produisent lors d’une exposition prolongée à
l’altitude comprennent :
une augmentation de la formation d’hémoglobine
(généralement 5 à 15 % d’augmentation, bien que des
valeurs plus élevées aient été rapportées) et de globules
rouges (30 à 50 % d’augmentation) ;
une augmentation de la capacité de diffusion de
l’oxygène à travers les membranes pulmonaires ;
un maintien de l’équilibre acido-basique des fluides
corporels par excrétion rénale de HCO3- et par
hyperventilation ;
une capillarisation accrue.
Toutes ces adaptations améliorent généralement la tolérance de
l’hypoxie relative à moyenne et haute altitudes et peuvent
entraîner, avec une acclimatation adéquate, des capacités
d’exercice proches de celles effectuées au niveau de la mer. Un
minimum de trois à six semaines est nécessaire pour s’adapter
à une altitude modérée (2 200 à 3 000 m). Cependant, il est
généralement attendu, en altitude, une réduction des
performances par rapport à celles effectuées au niveau de la
mer, quelle que soit la période d’acclimatation. Les
professionnels de la préparation physique sont encouragés à
informer les athlètes des réponses aiguës attendues et des
adaptations chroniques à l’altitude afin qu’ils puissent maintenir
des programmes d’entraînement adaptés et une approche
mentale positive de l’impact de l’altitude.
RESPIRATION HYPEROXIQUE
Il a été proposé que la respiration de mélanges de gaz enrichis
en oxygène (respiration hyperoxique) pendant les périodes de
repos ou après l’exercice affecte positivement certains aspects
de la performance physique, bien que les mécanismes de ces
résultats ne soient pas bien compris et que la procédure reste
controversée et la recherche divisée. La respiration hyperoxique
peut augmenter la quantité d’oxygène transportée par le sang,
et donc augmenter l’apport d’oxygène aux muscles qui
travaillent. Cependant, la respiration de l’air ambiant au niveau
de la mer par des personnes en bonne santé entraîne une
saturation en oxygène de l’hémoglobine dans les artères entre
95 et 98 %. Ainsi, le potentiel de respiration hyperoxique
pendant les périodes de repos ou après l’exercice n’a pas
encore été entièrement élucidé.
FUMER
Relativement peu de recherches sont disponibles concernant le
lien entre le tabagisme et les performances physiques, peut-être
parce que les athlètes et les personnes actives tendent à éviter
de fumer par crainte de nuire aux performances ou d’augmenter
le risque de maladie. Les fumeurs souffrent de troubles de la
fonction pulmonaire et présentent un risque accru de maladies
pulmonaires obstructives chroniques, dont la bronchite
chronique et l’emphysème. Des baisses de la tolérance à
l’exercice et de la fonction cardio-pulmonaire ont été observées
chez des adolescents, démontrant que les effets nocifs du
tabagisme se produisent même chez les jeunes fumeurs dans
un laps de temps relativement court. Les effets néfastes du
tabagisme comprennent :
une augmentation de la constriction bronchiole liée à
l’uétonicotine dans les voies respiratoires ou une
augmentation de la sécrétion de liquide et du gonflement
dans l’arbre bronchique en raison de l’irritation de la
fumée ;
une paralysie des cils sur les surfaces des voies
respiratoires par la nicotine, ce qui limite la capacité
d’éliminer l’excès de liquide et les particules étrangères,
provoquant l’accumulation de débris dans les voies
respiratoires et aggravant la difficulté de respirer.
Ainsi, même le fumeur occasionnel peut ressentir une tension
respiratoire pendant l’exercice et constater une réduction du
niveau de performance.
Le monoxyde de carbone, un composant de la fumée de
cigarette, est associé à une réponse hémodynamique altérée à
l’exercice et à une libération accrue de catécholamines. Le
monoxyde de carbone a une plus grande affinité pour
l’hémoglobine que l’oxygène. La carboxyhémoglobine résultante
(monoxyde de carbone et hémoglobine) réduit la quantité
d’oxygène qui peut être transportée par l’hémoglobine et réduit
ainsi l’oxygène qui peut être fourni aux muscles qui travaillent.
La réduction de la capacité de transport d’oxygène peut réduire
la capacité d’exercice maximale, et les réponses cardiovasculaires sous-maximales peuvent augmenter dans le but de
fournir du sang oxygéné adéquat aux muscles qui travaillent. La
libération accrue de catécholamines augmente la fréquence
cardiaque et la pression artérielle.
DOPAGE SANGUIN
La pratique consistant à augmenter artificiellement la masse de
globules rouges (dopage sanguin) comme moyen d’améliorer la
performance sportive a été critiquée comme contraire à l’éthique
et comme posant de graves risques pour la santé de l’athlète.
Néanmoins, la recherche a suggéré que cette pratique peut
améliorer les performances de l’exercice aérobie et améliorer la
tolérance de certaines conditions environnementales.
Le dopage sanguin peut être accompli par perfusion des
propres globules rouges d’un individu ou ceux d’une autre
personne, ou par l’administration d’érythropoïétine (EPO), qui
stimule la production de globules rouges. La perfusion de
globules rouges augmente rapidement la masse de globules
rouges, mais pendant seulement quelques semaines, alors que
les effets de l’EPO produisent des changements au fil des
semaines et durent tant que la substance est administrée. Dans
les deux cas, il est rapporté que l’augmentation de la masse de
globules rouges augmente la capacité du sang à transporter
l’oxygène et augmente ainsi la disponibilité de l’oxygène pour
les muscles qui travaillent. Il a été démontré que la
consommation maximale d’oxygène augmente jusqu’à 11 %
avec l’infusion de globules rouges ou l’administration d’EPO. À
des charges de travail sous-maximales normalisées, le dopage
sanguin a également été associé à une diminution de la
fréquence cardiaque et du lactate sanguin ainsi qu’à des valeurs
de pH plus élevées.
Les effets du dopage sanguin suggèrent la possibilité de
diminuer l’impact de diverses conditions environnementales.
Les effets de l’altitude semblent diminuer avec le dopage
sanguin, bien qu’à mesure que l’altitude augmente, l’influence
positive du dopage sanguin diminue. Les facteurs de stress
environnementaux tels que l’exposition à la chaleur et au froid
peuvent également être affectés par le dopage sanguin. Lors
d’une exposition à la chaleur, un athlète dopé pourra tolérer plus
facilement un stress d’exercice sous-maximal. L’augmentation
du volume sanguin et de la masse de globules rouges permet
au corps de dériver plus de sang vers la peau pour une
thermorégulation améliorée tout en fournissant suffisamment de
sang pour transporter l’oxygène vers les muscles qui travaillent.
Cependant, le dopage sanguin semble principalement conférer
ces avantages aux individus déjà acclimatés à la chaleur et
apporte peu d’aide aux athlètes qui ne le sont pas déjà. On en
sait beaucoup moins sur le dopage sanguin en ce qui concerne
le stress dû au froid et, bien que certains avantages théoriques
aient été suggérés, cette pratique pourrait vraisemblablement
augmenter les risques pour la santé.
Les risques pour la santé associés au dopage sanguin
compliquent encore la controverse entourant cette pratique.
Théoriquement, des niveaux élevés d’hématocrite peuvent
augmenter les risques d’accidents emboliques tels que l’AVC,
l’infarctus du myocarde, la thrombose veineuse profonde ou
l’embolie pulmonaire. Une augmentation de la pression
artérielle, des symptômes pseudo-grippaux et une augmentation
des taux plasmatiques de potassium peuvent survenir avec
l’utilisation d’EPO. Enfin, il existe un risque associé à la
perfusion ou à la transfusion, bien que, dans la plupart des cas,
le risque soit relativement faible.
POTENTIEL GÉNÉTIQUE
La limite supérieure du potentiel génétique d’un individu
contribue de manière significative à l’amplitude absolue des
adaptations d’entraînement. L’ampleur du changement dépend
également du niveau d’entraînement de l’individu. Chaque
adaptation du système biologique, comme celle du système
cardiovasculaire, a une limite supérieure et, à mesure que
l’athlète se rapproche de cette limite supérieure, des gains de
plus en plus petits sont observés. Par exemple, dans certaines
compétitions d’élite (en natation par exemple), de petits gains
de performance peuvent faire la différence entre la médaille d’or
et la vingt-sixième place. Ainsi, dans un événement où les
dixièmes (ou centièmes) de seconde font une grande différence,
il peut être utile de consacrer plus de temps à l’entraînement
pour obtenir cette amélioration de 0,05 % des performances.
Une conception et un suivi minutieux du programme sont donc
encore plus critiques dans ces cas.
ÂGE ET SEXE
Les adaptations physiologiques à l’entraînement en endurance
aérobie varient selon l’âge et le sexe. La puissance aérobie
maximale diminue avec l’âge chez l’adulte à la suite de divers
changements
physiologiques
qui
accompagnent
le
vieillissement (réduction de la masse musculaire et de la force,
également appelée « sarcopénie », augmentation de la masse
grasse). En moyenne, lorsque les femmes et les hommes sont
regroupés selon l’âge, les valeurs de puissance aérobie des
femmes varient de 73 à 85 % par rapport à celles des hommes.
Cependant, la réponse physiologique générale à l’entraînement
est similaire chez les hommes et les femmes. Les différences
de puissance aérobie peuvent être causées par plusieurs
facteurs, notamment le pourcentage plus élevé de graisse
corporelle chez les femmes, les valeurs d’hémoglobine
sanguine plus faibles, et la taille cardiaque et le volume sanguin
plus importants des hommes.
SURENTRAÎNEMENT : DÉFINITION, PRÉVALENCE,
DIAGNOSTIC ET MARQUEURS POTENTIELS
Améliorer les performances sportives des athlètes en
compétition grâce à des programmes d’entraînement conçus de
manière appropriée est essentiel au succès. La récupération
adéquate après un entraînement intense est tout aussi
importante pour la réussite d’un athlète, dans n’importe quel
sport. Lorsqu’il existe un déséquilibre entre les charges
d’entraînement et la récupération, le potentiel de
surentraînement et de développement du syndrome de
surentraînement (SyS) existe. Bien que de nombreuses
recherches existent sur le SyS, la controverse demeure quant à
la façon de définir, d’évaluer et de remédier à ce syndrome.
Récemment, les collèges européens et américains de médecine
du sport ont publié une déclaration de consensus sur le SyS.
Cette section du chapitre présente certaines des conclusions de
cette déclaration de consensus, particulièrement en ce qui
concerne les définitions, les marqueurs potentiels et la
prévention.
Pour étudier efficacement le SyS, une terminologie précise est
nécessaire. Les recommandations de la déclaration de
consensus sont issues des travaux de Halson et Urhausen.
Dans ces définitions, « être surentraîné » est considéré comme
un processus (exprimé sous forme de verbe) qui peut entraîner
un dépassement à court terme (dépassement fonctionnel, DF)
ou un dépassement extrême (dépassement non fonctionnel,
DNF) ou SyS à long terme. Chacune de ces conditions entraîne
une diminution de la performance sportive, qui est la marque du
surentraînement. Dans le cas d’un dépassement fonctionnel,
l’entraînement est délibérément intensifié pour provoquer une
brève diminution des performances suivie de quelques jours ou
semaines de récupération. Le résultat est une amélioration
super-compensatrice des performances. Un exemple est une
séance d’entraînement maximal finale (qui provoque un
dépassement fonctionnel) quelques semaines avant une
compétition, suivie d’une période d’affûtage progressif
conduisant à une amélioration de la performance. Le
dépassement non fonctionnel se caractérise par une stagnation
ou une diminution des performances sportives, la récupération
nécessitant des semaines ou des mois pour que l’athlète
retrouve son niveau de performance précédent. Si
l’entraînement intensifié continue sans récupération adéquate,
un athlète peut basculer vers le SyS, dans lequel la
performance est diminuée et pour lesquels des mois de
récupération seront nécessaires pour ramener l’athlète à ses
niveaux de performance antérieurs. Ces définitions du
surentraînement supposent un continuum pour lequel le
déclencheur commun de la progression du dépassement
fonctionnel vers le SyS est un entraînement intensifié continu
avec un repos insuffisant. Bien qu’il soit difficile de mesurer la
prévalence du SyS, une étude récente a indiqué qu’environ 10
% (7 à 21 %) des nageurs au collège et autres athlètes
d’endurance aérobie ont déjà connu le DNF ou le SyS.
Le syndrome de surentraînement peut entraîner une
baisse spectaculaire des performances chez tous les
athlètes. La cause la plus courante est un
entraînement intensifié sans récupération adéquate.
RÉPONSES CARDIOVASCULAIRES
De plus grands volumes d’entraînement associés au SyS
peuvent affecter la fréquence cardiaque. Fait intéressant, la
fréquence cardiaque au repos peut être diminuée ou augmentée
en association avec le SyS. La variabilité de la fréquence
cardiaque peut diminuer avec le début du SyS, indiquant un
apport parasympathique réduit ou une stimulation sympathique
excessive. Les fréquences cardiaques maximales induites par
l’exercice diminuent lors du surentraînement, tout comme les
fréquences cardiaques à des intensités d’exercice sousmaximales
absolues.
L’augmentation
des
volumes
d’entraînement, au cours d’une période donnée, associée au
surentraînement n’affecte généralement pas la pression
artérielle au repos. Cependant, une intensification accrue de
l’entraînement peut entraîner une augmentation de la tension
artérielle diastolique au repos sans affecter les pressions
systoliques au repos.
RÉPONSES BIOCHIMIQUES
Un volume d’entraînement inhabituellement élevé peut entraîner
une augmentation des niveaux de créatine kinase (CK), révélant
des dommages musculaires. En revanche, les concentrations
de lactate diminuent ou restent les mêmes lorsque les volumes
d’entraînement augmentent. Les lipides sanguins et les
lipoprotéines ne sont pas modifiés par le surentraînement en
volume/volume du surentraînement. Le glycogène musculaire
diminue avec des périodes prolongées de surentraînement, bien
que cela puisse être largement dû à des considérations
alimentaires. Une baisse des niveaux de glycogène peut
contribuer à la baisse des réponses lactées.
RÉPONSES ENDOCRINIENNES
Chez les hommes, la testostérone totale diminue après une
augmentation initiale en réponse aux stimuli d’exercice.
Cependant, cela doit être considéré comme une réponse à un
stimulus
stressant
plutôt
qu’à
une
indication
de
surentraînement. Les concentrations de testostérone libre
diminuent également dans certains cas. Ces changements ne
semblent pas être régulés par l’hypophyse, car les taux
d’hormones lutéinisantes ne sont pas affectés. Les
changements dans la testostérone libre semblent être
indépendants de la capacité de liaison aux protéines, car les
concentrations de globuline se liant aux hormones sexuelles ne
sont pas modifiées. Par conséquent, la diminution du rapport de
la testostérone totale à la globuline se liant aux hormones
sexuelles, qui peut accompagner des volumes d’entraînement
accrus, semble être due à une altération des niveaux de
testostérone totale.
L’état anabolique-catabolique d’un athlète peut être quantifié par
le rapport testostérone/cortisol, qui diminue ou reste le même
avec des volumes d’entraînement plus élevés. Le composant de
testostérone libre peut avoir une influence physiologique plus
importante. Des diminutions de 5 à 50 % du rapport
testostérone libre/cortisol ont également été signalées avec des
volumes d’entraînement accrus. Un marqueur possible du SyS
est une diminution de 30 % ou plus de ce rapport.
Une diminution de la sécrétion hypophysaire de l’hormone de
croissance se produit lors d’un surentraînement. Ceci et
d’autres réponses endocriniennes à un stimulus de
surentraînement semblent être dus principalement à une
fonction hypothalamique altérée, et non à une fonction
hypophysaire. La question de savoir si ces altérations
endocriniennes sont responsables des baisses de performances
est sujette à débat. Les niveaux de testostérone libre, de
testostérone totale, de cortisol et de créatine kinase semblent
simplement refléter les volumes d’entraînement.
La performance physique réelle est parfois liée aux
concentrations totales de testostérone, mais pas dans tous les
cas. Les catécholamines semblent très sensibles à un stimulus
de surentraînement. Les altérations des niveaux basaux
d’épinéphrine, de noradrénaline et de dopamine seraient
significativement liées à la gravité des plaintes autodéclarées
chez les coureurs surentraînés. Les changements dans les
concentrations de catécholamine et de cortisol peuvent se
refléter pendant le surentraînement, bien que le cortisol ne soit
pas aussi sensible à l’augmentation du volume d’entraînement
que les catécholamines. Des volumes d’entraînement
considérablement augmentés peuvent entraîner une diminution
des niveaux nocturnes d’épinéphrine, qui indiquent des niveaux
basaux. Les niveaux de pré-exercice ou de repos d’épinéphrine
et de noradrénaline sont soit inchangés, soit augmentés. Une
charge absolue donnée d’exercice entraîne une augmentation
des niveaux d’épinéphrine et de noradrénaline en présence de
surentraînement comparé à avant un surentraînement, bien que
les niveaux maximaux d’épinéphrine et de noradrénaline restent
inchangés. Les niveaux basaux de dopamine diminuent avec le
surentraînement de volume, tout comme les concentrations de
dopamine à la même charge de travail absolue. Avec un
exercice sous-maximal, les réponses de la dopamine varient,
mais elles semblent contrer les schémas de noradrénaline. Bien
que souvent difficile à documenter, le surentraînement en
volume sévère des athlètes d’endurance aérobie produit des
caractéristiques de SyS parasympathique, y compris une
sensibilité réduite aux catécholamines, et peut entraîner des cas
avancés de SyS sévère.
STRATÉGIES DE PRÉVENTION DU SYNDROME
DE SURENTRAÎNEMENT
Le syndrome de surentraînement représente une somme
cumulée de facteurs de stress ayant pour principale cause un
entraînement intensifié sans récupération adéquate. Cependant,
d’autres contributeurs incluent le manque de sommeil, les
considérations environnementales (chaleur, froid, altitude,
pollution), les difficultés interpersonnelles et les voyages, entre
autres. Bien que l’identification définitive du SyS reste quelque
peu controversée, il existe certaines stratégies que les athlètes
et les entraîneurs peuvent suivre pour le prévenir.
Une tactique efficace consiste à s’assurer que l’athlète suit de
bonnes directives nutritionnelles, qu’il dort suffisamment et
récupère correctement. Les entraîneurs devraient suivre le
programme d’entraînement d’un athlète. Ce dernier doit offrir
une variété d’intensité et de volume. Garder un enregistrement
précis de la performance d’un athlète peut également aider à
« repérer » un marqueur de SyS au début du processus, afin
que l’entraînement puisse être ajusté. Plus important encore, les
athlètes devraient avoir accès à une équipe de santé
multidisciplinaire (entraîneur, médecin, nutritionniste et
psychologue) pour discuter de tout problème lié à leur vie
quotidienne.
Ce dispositif peut conduire à des informations précoces qui
aideront à éviter l’apparition du SyS.
QUELS SONT LES MARQUEURS
DU SURENTRAÎNEMENT AÉROBIE ?
PLUSIEURS CRITÈRES CARACTÉRISENT
UNE VARIABLE COMME UN MARQUEUR
FIABLE DE L’APPARITION DU SYNDROME
DE SURENTRAÎNEMENT (SYS)
le marqueur doit être sensible à la charge
d’entraînement
il ne doit pas être affecté par d’autres facteurs
ses changements doivent précéder le
développement
du
syndrome
de
surentraînement
il doit être facile à mesurer précisément
sa mesure ne doit pas être profondément
invasive
il ne doit pas être coûteux à utiliser ou à
mesurer
LES VARIABLES SUIVANTES ONT ÉTÉ
IDENTIFIÉES
COMME
MARQUEURS
POTENTIELS, MAIS AUCUNE NE SATISFAIT
À TOUS LES CRITÈRES ÉNUMÉRÉS CIDESSUS
performances réduites
diminution
corporelle
du
pourcentage
de
graisse
diminution de la consommation maximale
d’oxygène
altération de la pression artérielle
augmentation de la douleur musculaire
diminution du glycogène musculaire
modification de la fréquence cardiaque au
repos et diminution de la variabilité de la
fréquence cardiaque
augmentation de la fréquence cardiaque
d’exercice sous-maximale
diminution du lactate
augmentation de la créatine kinase
modification de la concentration de cortisol
diminution de la concentration totale de
testostérone
diminution du rapport de la testostérone totale
au cortisol
diminution du rapport de la testostérone libre
au cortisol
diminution du rapport de la testostérone totale
à la globuline se liant aux hormones sexuelles
diminution du tonus sympathique (diminution
des catécholamines nocturnes et au repos)
réponse au stress sympathique accrue
changements d’humeur
diminution des performances dans les tests de
vitesse psychomotrice
DÉSENTRAÎNEMENT
Le désentraînement est défini comme la perte partielle ou totale
des adaptations induites par l’entraînement, en réponse à un
stimulus d’entraînement insuffisant. L’entraînement est régi par
le principe de la réversibilité de l’entraînement, qui stipule que si
l’entraînement physique entraîne plusieurs adaptations
physiologiques qui améliorent la performance athlétique, l’arrêt
ou la réduction marquée de l’entraînement induit une inversion
partielle ou complète de ces adaptations, compromettant la
performance athlétique. Une distinction doit être faite en ce qui
concerne l’arrêt de l’entraînement qui se traduit par une
inversion des adaptations et une réduction. Cette réduction
progressive est la réduction prévue du volume d’entraînement
(généralement en durée et en fréquence, mais pas en intensité)
qui se produit avant une compétition sportive ou un microcycle
de récupération planifié. Ce type de réduction de l’entraînement
est conçu pour améliorer les performances athlétiques et les
adaptations.
Les adaptations d’endurance aérobie sont les plus sensibles
aux périodes d’inactivité en raison de leur base enzymatique.
Les mécanismes cellulaires exacts qui dictent les changements
de désentraînement sont inconnus, et des recherches
supplémentaires sont nécessaires pour clarifier les altérations
physiologiques sous-jacentes. Deux articles traitent des facteurs
qui contribuent à la performance aérobie, particulièrement la
VO2max et les facteurs déterminant la VO2max (débit cardiaque
et différence d’oxygène artérioveineux) et l’impact du
désentraînement. Les auteurs discutent de l’impact du sevrage
à court terme (quatre semaines) et à long terme (plus de quatre
semaines).
Chez les athlètes hautement entraînés, l’absorption maximale
d’oxygène est réduite de 4 à 14 % avec un entraînement à court
terme, et de 6 à 20 % avec un entraînement à long terme.
La réduction de VO2max est principalement le résultat d’une
diminution du volume sanguin, d’une diminution du volume
systolique, d’une diminution du débit cardiaque maximal et
d’une augmentation de la fréquence cardiaque sous-maximale.
La diminution de VO2max soutient la perte de performances
d’endurance liées à l’aérobie.
CONCLUSION
L’exercice d’endurance aérobie produit de
nombreuses
réponses
cardiovasculaires
et
respiratoires aiguës, et l’entraînement en endurance
aérobie produit de nombreuses adaptations
chroniques. Ces informations peuvent être
particulièrement utiles pour développer les objectifs
d’un programme de préparation physique et peuvent
fournir une base pour l’évaluation clinique et la
sélection des paramètres à inclure dans un tel
processus d’évaluation. La connaissance des
réponses
cardiovasculaires,
respiratoires,
nerveuses, musculaires, osseuses, conjonctives, et
celles du système endocrinien à l’entraînement en
endurance aérobie, peut aider le professionnel de la
préparation physique à comprendre le fondement
scientifique du conditionnement aérobie et les
adaptations à attendre et à surveiller pendant
l’entraînement. Des adaptations à des types
spécifiques de stimuli d’exercice ont lieu dans le
corps. Les adaptations optimales reflètent une
conception, une mise en œuvre et des
performances minutieuses des programmes de
force et de préparation physique.
MOTS-CLÉS
Alveoles
Bradycardie
Consommation d’oxygene
Consommation maximale d’oxygene
Debit cardiaque
Degressif
Depassement fonctionnel (DF)
Depassement non fonctionnel (DNF)
Desentrainement
Diastole
Difference arterioveineuse d’oxygene
Diffusion
Dopage sanguin
Equation de Fick
Equivalent metabolique (MET)
Equivalent ventilatoire
Erythropoietine (EPO)
Espace mort anatomique
Espace mort physiologique
Fraction d’ejection
Frequence cardiaque maximale
Hyperventilation
Mecanisme de Frank-Starling
Mitochondries
Myoglobine
Pression arterielle systolique
Pression sanguine diastolique
Produit debit-pression
Produit double
Respiration hyperoxique
Retour veineux
Rythme cardiaque
Surentrainement
Syndrome de surentrainement (SyS)
Systole
Tension arterielle moyenne
Vasoconstriction
Vasodilatation
Ventilation minute
Volume courant
Volume diastolique
Volume en fin de diastole
RÉVISION
DES CONNAISSANCES
1. Un coureur de cross-country âgé de dix-sept
ans s’entraîne en aérobie depuis six mois en vue
de préparer sa prochaine saison. Laquelle des
adaptations suivantes se produira dans les
muscles pendant cette période ?
a. Une augmentation de la concentration des
enzymes glycolytiques
b. Une hyperplasie des fibres de type II
c. Une transformation des fibres de type I en fibres de
type II
d. Une hypertrophie des fibres de type I
2. La quantité de sang éjectée du ventricule
gauche à chaque battement est :
a. Le débit cardiaque
b. La différence a-vO 2
c. Le rythme cardiaque
d. Le débit systolique
3. Lequel des éléments suivants n’augmente
normalement PAS pendant une séance d’exercice
aérobie ?
a. Le volume en fin de diastole
b. La contractilité cardiaque
c. Le débit cardiaque
d. La pression sanguine diastolique
4. La pression artérielle moyenne est définie
comme :
a. Une pression artérielle moyenne tout au long du
cycle cardiaque
b. Une moyenne des pressions artérielles systolique
et diastolique
c. Une pression artérielle systolique moyenne pendant
l’exercice
d. Une moyenne de la pression artérielle et de la
fréquence cardiaque
6. Quelles sont les adaptations primaires des
athlètes d’élite qui s’entraînent en aérobie ?
I. Augmentation de la consommation maximale
d’oxygène
II. Diminution de la concentration sanguine de lactate
III. Économie de fonctionnement accrue
IV. Diminution de la densité capillaire
a. I et III
b. II et IV
c. I, II et III
d. II, III et IV
RÉPONSES AUX QUESTIONS ICI
CHAPITRE 07
DIFFÉRENCES LIÉES
À L’ÂGE ET AU SEXE
ET LEURS IMPLICATIONS
POUR LA MUSCULATION
DOCTEURS RHODRI S. LLOYD ET AVERY
D. FAIGENBAUM
LORSQUE VOUS AUREZ LU CE CHAPITRE,
VOUS SEREZ CAPABLE :
d’évaluer les éléments concernant la sécurité, l’efficacité et
l’importance des exercices de musculation pour les
enfants ;
de cerner les différences liées au sexe dans la fonction
musculaire et leurs implications pour les femmes ;
de décrire les effets du vieillissement sur la santé
musculo-squelettique et d’appréhender la capacité
d’entraînement des personnes âgées ;
d’expliquer pourquoi les adaptations aux exercices de
musculation peuvent varier considérablement entre ces
trois populations distinctes.
L’exercice de musculation s’est avéré être une méthode sûre et
efficace de préparation pour les personnes ayant divers
besoins, objectifs et capacités. Bien qu’une grande partie de ce
que nous comprenons au sujet du stimulus de l’exercice de
musculation ait été acquise grâce à l’examen des réponses
aiguës et chroniques des hommes adultes à divers protocoles
d’entraînement, l’exercice de musculation pour les enfants, les
femmes et les personnes âgées a reçu une attention publique et
médicale croissante. Lors de la conception et de l’évaluation
des programmes d’entraînement en musculation, les
professionnels de la force et de la préparation physique doivent
comprendre les différences liées à l’âge et au sexe dans la
composition corporelle, la performance musculaire et la capacité
d’entraînement, ainsi que leurs implications pour chaque
individu.
Dans le cadre de ce chapitre, l’exercice de musculation est
défini comme une méthode spécialisée de conditionnement par
laquelle un individu travaille contre un large éventail de charges
résistives pour améliorer sa santé, sa forme physique et ses
performances. Ce terme doit être distingué de l’haltérophilie,
dans lequel les individus tentent de soulever des quantités
maximales de poids en compétition, en particulier dans les
exercices d’arraché et d’épaulé-jeté. Le terme « enfance » se
réfère à une période de vie avant le développement des
caractéristiques sexuelles secondaires (poils pubiens et
organes reproducteurs), tandis que le terme « adolescence » se
réfère à la période entre l’enfance et l’âge adulte. Pour une
meilleure compréhension, le terme « jeune » (ou « jeune
athlète ») désigne à la fois les enfants et les adolescents. Les
termes « aîné » et « senior » ont été définis arbitrairement pour
désigner les hommes et les femmes de plus de soixante-cinq
ans. Dans ce chapitre, la force musculaire est exprimée sur une
base absolue (force totale, mesurée en livres ou en
kilogrammes) ou sur une base relative (rapport de la force
absolue sur la masse corporelle totale, la masse maigre ou la
coupe transversale musculaire).
LES ENFANTS
Avec l’intérêt croissant pour la musculation des jeunes, il est
important pour les professionnels de la préparation physique de
comprendre les principes fondamentaux de la croissance, de la
maturation et du développement. Une compréhension de ces
principes et une appréciation de la façon dont ils peuvent
influencer les adaptations de l’entraînement et altérer
l’interprétation des données de recherche sont essentielles pour
le développement et l’évaluation de programmes d’entraînement
en musculation sûrs et efficaces. L’entraînement des jeunes
athlètes devenant de plus en plus intense et complexe, les
facteurs anatomiques, physiologiques et psychosociaux qui
peuvent être associés aux blessures aiguës et chroniques
doivent également être pris en considération.
L’ENFANT EN CROISSANCE
Dans cette section, les termes « croissance », « développement » et « maturation » sont utilisés pour décrire les
changements qui se produisent dans le corps tout au long de la
vie. Le terme « croissance » fait référence à une augmentation
de la taille du corps ou d’une partie du corps ;
« développement » décrit la progression naturelle de la vie
prénatale à l’âge adulte ; « maturation » se réfère au processus
de devenir mature et pleinement fonctionnel. La puberté fait
référence à une période pendant laquelle les caractéris- tiques
sexuelles secondaires se développent. Il s’agit également du
moment où l’enfant passe au stade de jeune adulte. Pendant la
puberté, des changements se produisent également dans la
composition corporelle et la performance des habiletés
physiques, ces changements variant considérablement entre les
individus.
※ ÂGE CHRONOLOGIQUE ET ÂGE BIOLOGIQUE
En raison des variations considérables des taux de croissance
et de développement, il n’est pas suffisamment précis de définir
un stade de maturation ou de développement par âge en mois
ou en années, ce qui est généralement appelé « âge
chronologique ». Les enfants ne grandissent pas à un rythme
constant et il existe des différences interindividuelles
substantielles dans le développement physique à n’importe quel
âge chronologique. Un groupe d’enfants de quatorze ans peut
avoir une différence de taille pouvant aller jusqu’à vingt-trois
centimètres, et une différence de poids allant jusqu’à dix-huit
kilogrammes. De plus, une fille de onze ans peut être plus
grande et plus physique qu’un garçon du même âge. Ces
différences correspondent à des variations du moment, du
rythme et de l’ampleur de la croissance pendant la puberté. La
puberté peut débuter entre huit et treize ans chez les filles et
entre neuf et quinze ans chez les garçons, les filles
commençant généralement la puberté environ deux ans avant
les garçons.
Les stades de maturation ou de développement pubertaire
peuvent être mieux évalués en fonction de l’âge biologique,
mesuré en termes d’âge squelettique, de maturité somatique
(physique) ou de maturation sexuelle. Par exemple, deux filles
dans une équipe peuvent avoir le même âge chronologique
mais différer de plusieurs années dans leur âge biologique. Une
fille peut être sexuellement mature, tandis que l’autre ne
commencera pas le processus de matu- ration sexuelle avant
plusieurs années. Chez les filles, l’ap- parition des
menstruations (règles) est un marqueur de la maturation
sexuelle, tandis que chez les garçons, les indicateurs de
maturité sexuelle les plus proches sont l’apparition de poils
pubiens, de poils du visage et l’apparition d’une voix plus grave.
L’évaluation de la maturation chez l’enfant est importante pour
plusieurs raisons. Elle peut être utilisée pour évaluer les
modèles de croissance et de développement chez les enfants.
De plus, étant donné que le degré de maturation est lié aux
mesures de la condition physique, y compris la force musculaire
et les performances motrices, les techniques utilisées pour
évaluer la maturation peuvent aider à garantir que les enfants
sont plus équitablement appariés pour les tests de condition
physique et la compétition sportive, par opposition à un
regroupement par âge chronologique. Chez les enfants bien
nourris, il n’y a aucune preuve scientifique que l’entraînement
physique retarde ou accélère la croissance ou la maturation
chez les garçons et les filles. De plus, les avantages
ostéogéniques de l’activité physique, en particulier les activités
avec port de poids qui génèrent des forces de compression,
sont essentiels pour le remodelage et la croissance du
squelette.
La référence absolue pour déterminer la maturation biologique
est l’évaluation de l’âge du squelette. Cette technique implique
des radiographes qualifiés capables de comparer les
radiographies d’un enfant aux radiographies de référence et
d’en déterminer l’étendue de l’ossification des os du poignet
gauche. L’ossification fait référence au processus de dépôt de
nouveaux matériaux osseux par des cellules appelées
« ostéoblastes ». Alors que l’âge du squelette fournit la forme
d’évaluation de la maturité la plus précise et la plus fiable, les
préoccupations concernant le coût, l’équipement spécialisé, les
contraintes de temps et le besoin d’expertise spécifique en
radiographie rendent la méthode irréaliste pour la plupart des
praticiens travaillant avec les jeunes.
Une autre méthode d’évaluation de l’âge biologique, conçue par
Tanner, consiste à évaluer visuellement le développement de
caractéristiques
sexuelles
secondaires
identifiables
:
développement des seins chez les filles, développement génital
chez les garçons et développement des poils pubiens chez les
deux sexes. La classification de Tanner comporte cinq étapes :
l’étape 1 représente l’état immature et préadolescent, l’étape 5
représente la maturité sexuelle complète. Alors que certaines
limites méthodo- logiques sont apparentes avec la mise en
scène de Tanner, sa plus grande contrainte réside dans la
nature invasive de la procédure et les préoccupations
inhérentes à la fois pour l’enfant et les parents. Par conséquent,
cette technique ne doit pas être utilisée par des professionnels
de la préparation physique et ne doit être effectuée, que si
nécessaire, par des cliniciens qualifiés. Pour la plupart des
praticiens, le moyen le plus réaliste et le plus réalisable
d’estimer l’âge biologique est l’évaluation somatique. L’âge
somatique reflète le degré de croissance de la stature globale
ou des sous-dimensions plus petites du corps (longueur des
membres). Les techniques disponibles pour le praticien
comprennent l’analyse de la courbe de croissance longitudinale,
les pour- centages et les prédictions de la taille à l’âge adulte, et
la prédiction de l’âge à partir du pic de croissance rapidesoudaine (PCR-S), défini comme l’âge au taux de croissance
maximal pendant la poussée de croissance pubertaire. Les
mesures de la croissance sont relativement faciles à collecter,
sont non invasives et nécessitent un équipement minimal. Dans
certains cas, il peut être approprié de mesurer la croissance
somatique tous les trois mois.
La sensibilité aux différences individuelles de capacité, de
compétence
technique
et
d’expérience
passée
est
particulièrement importante pour les enfants dans la salle de
musculation. Une fille de quatorze ans à maturité précoce peut
être prête à s’entraîner pour un sport tel que l’haltérophilie,
tandis qu’un garçon de quatorze ans à maturité tardive n’est
peut-être pas prêt pour les exigences d’un exercice de
musculation intense. De plus, l’âge de l’entraînement d’un
enfant (durée pendant laquelle l’enfant a suivi régulièrement un
programme d’entraînement en musculation, formalisé et
supervisé) peut influencer les adaptations à l’entraînement en
musculation. L’ampleur du gain dans toute mesure liée à la
force est affectée par la quantité d’adapta- tion qui s’est déjà
produite. Par exemple, un enfant de douze ans ayant deux ans
d’expérience en entraînement en musculation (âge
d’entraînement de deux ans) peut ne pas obtenir les mêmes
gains de force dans une période de temps donnée en
comparaison d’un enfant de dix ans qui n’a aucune expérience
de l’entraînement en musculation (âge d’entraînement égal à
zéro). Il est également important pour les praticiens d’évaluer et
de surveiller les compétences techniques des jeunes, car deux
enfants ayant le même nombre d’années d’entraînement
peuvent présenter des standards différents de compétences
techniques et peuvent développer des compétences à des
rythmes différents. Les professionnels de la préparation
physique doivent reconnaître toutes ces variables et
individualiser la conception du programme d’entraînement en
fonction de la compétence technique, du nombre d’années
d’entraînement et du niveau de maturité de chaque enfant. Lors
de la création de tout programme d’entraînement de
musculation des jeunes, les profession- nels de la force et de la
préparation physique doivent également prendre en
considération les besoins psychosociaux uniques de chaque
enfant, puis concevoir, mettre en œuvre et réviser les
programmes en fonction de ces besoins. Par exemple, le
professionnel de la préparation physique doit utiliser différentes
compétences interpersonnelles pour entraîner un enfant
inexpérimenté avec un faible nombre d’années d’entraînement
et un faible niveau de confiance en soi, contrairement à un
adolescent expérimenté, ayant déjà développé des habiletés et
chez qui il s’agit simplement d’un manque de motivation.
Pendant la période de pic de croissance rapide-soudaine, les
jeunes athlètes courent un risque accru de blessure. Il se
produit généralement vers douze ans chez les femmes et
quatorze ans chez les hommes. Pendant la poussée de
croissance pubertaire, chez les enfants, les altérations du centre
de gravité, les déséquilibres musculaires et le resserrement
relatif des unités muscle-tendon s’étendant sur des os à
croissance rapide sont des facteurs de risque potentiel de
blessure, due à une trop grande sollicitation. Les professionnels
de la préparation physique peuvent avoir besoin de modifier les
programmes d’entraînement (renforcer les schémas de
mouvement de haute qualité, cibler les restrictions de
souplesse, corriger les déséquilibres musculaires, diminuer le
volume ou l’intensité (ou les deux) de l’entraînement) pendant
les périodes de croissance rapide. Si un jeune athlète se plaint
de douleur ou d’inconfort lors d’une poussée de croissance, le
professionnel doit envisager la possibilité d’une blessure due à
une surutilisation plutôt que de qualifier ces plaintes de
« douleurs de croissance » et, en consultation avec les parents
ou les tuteurs de l’enfant, orienter l’enfant vers un médecin.
※ CROISSANCE MUSCULAIRE ET OSSEUSE
À mesure que les enfants grandissent, la masse muscu- laire
augmente régulièrement tout au long des années. À la
naissance, environ 25 % du poids corporel d’un enfant est
constitué de masse musculaire, pour atteindre 40 % à l’âge
adulte. Pendant la puberté, une augmentation marquée des
concentrations hormonales (testostérone, hormone de
croissance et facteur de croissance semblable à l’insuline) chez
les garçons entraîne une augmentation marquée de la masse
musculaire et un élargissement des épaules tandis que, chez
les filles, une augmentation de la production d’œs- trogènes
entraîne une augmentation des dépôts de graisse, le
développement des seins et l’élargissement des hanches. Bien
que la masse musculaire chez les filles continue d’augmenter
pendant l’adolescence, l’augmentation se produit à un rythme
plus lent que chez les garçons en raison des différences
hormonales. Tout au long de cette période, l’augmentation de la
masse musculaire chez les deux sexes est due à l’hypertrophie
des fibres musculaires individuelles et non à l’hyperplasie. La
masse musculaire maximale se développe entre seize et vingt
ans chez les femmes et entre dix-huit et vingt-cinq ans chez les
hommes, sauf si elle est affec- tée par des exercices de
musculation, un régime ou les deux.
La majorité de la formation osseuse se produit dans la diaphyse
(centre d’ossification primaire), qui est l’arbre cen- tral d’un os
long, et dans le cartilage de croissance (centre d’ossification
secondaire), qui est situé dans trois sites chez l’enfant : le
cartilage de conjugaison plaque (croissance), la surface
articulaire et les insertions apophysaires des unités muscletendon. Lorsque le cartilage de conjugaison est complètement
ossifié, les os longs cessent de croître (figure 7.1). Bien que les
os commencent généralement à fusionner au début de
l’adolescence, les filles atteignent généralement leur pleine
maturité osseuse environ deux à trois ans avant les garçons.
L’âge réel varie considérablement, mais la plupart des os sont
fusionnés au début de la vingtaine.
Une préoccupation particulière chez les enfants est la
vulnérabilité du cartilage de croissance face aux traumatismes
et à la surutilisation. Des blessures au cartilage de croissance
peuvent perturber l’apport sanguin et nutritif des os et entraîner
des troubles de la croissance permanents (mauvais
développement squelettique, surcroissance du squelette ou
désalignement osseux). Un traumatisme dû à des chutes ou à
un stress répétitif excessif pouvant entraîner une déchirure
ligamentaire chez un adulte peut provoquer une fracture du
cartilage de conjugaison chez un enfant. Étant donné que
l’incidence maximale des fractures du cartilage de conjugaison
chez les enfants se produit à peu près au moment du pic de
croissance rapide-soudaine, il semble qu’un préadolescent soit
moins sujet à un risque de fracture du cartilage de conjugaison
qu’un adolescent soumis à une poussée de croissance. Il a été
suggéré que les cartilages de conjugaison chez les plus jeunes
peuvent être plus forts et plus résistants aux forces de
cisaillement, probablement à l’origine de lésions ducartilage de
croissance. Le risque de blessure du cartilage pendant
l’entraînement en musculation est abordé plus loin dans ce
chapitre.
Le cartilage de croissance chez les enfants est situé
au niveau du cartilage de conjugaison de la surface
articulaire et des insertions apophysaires. Les
blessures du cartilage de croissance peuvent entraver
la croissance et le développement de l’os affecté.
Cependant, ce risque peut être réduit par la qualité de
l’exécution technique d’un exercice, par une
progression sensible des charges d’entraînement et
un accompagnement adapté réalisé par des
professionnels qualifiés.
※ ÉVOLUTION DE LA FORCE MUSCULAIRE
À mesure que la masse musculaire augmente pendant la
préadolescence et l’adolescence, il y a une augmentation de la
force musculaire. En fait, les courbes de croissance de la force
sont similaires à celles de la masse corporelle. Chez les
garçons, les gains de force maximaux se produisent
généralement environ 1,2 an après le pic de croissance en taille
et 0,8 an après le pic de croissance en poids, le poids corporel
étant l’indicateur le plus clair. Ce schéma suggère que pendant
les périodes de croissance rapide, le muscle augmente d’abord
en masse et plus tard dans sa capacité à exprimer et à atténuer
des niveaux élevés de force. Cela se reflète dans une métaanalyse récente montrant que les adolescents ont pu atteindre
des augmentations de force musculaire qui étaient près de 50 %
supérieures à celles des enfants. Chez les filles, les gains de
force maximaux se produisent généralement après le pic de
vitesse, bien qu’il y ait plus de variation individuelle dans la
relation entre la force, la taille et le poids corporel pour les filles
que pour les garçons. Bien que la force des garçons et des filles
soit presque égale pendant la préadolescence, les différences
hormonales pendant la puberté sont responsables de
l’accélération des gains de force des garçons et d’un plateau
général dans le développement de la force des filles pendant
l’adolescence. En moyenne, la force maximale est
généralement atteinte à vingt ans chez les femmes non formées
et entre vingt et trente ans chez les hommes non formés.
Un facteur important lié à l’expression de la force musculaire
chez l’enfant est le développement du système nerveux. Si la
myélinisation des fibres nerveuses (motoneurones) est absente
ou incomplète, des réactions rapides et des mouvements
qualifiés ne peuvent pas être effectués avec succès, et des
niveaux élevés de force et de puissance sont impossibles à
produire. Alors que le système nerveux continue de se
développer avec l’âge, les enfants améliorent leurs
performances dans des habiletés qui nécessitent équilibre,
agilité, force et puissance. Étant donné que la myélinisation de
nombreux motoneurones est incomplète jusqu’à la maturité
sexuelle, les enfants ne sont pas censés répondre à
l’entraînement de la même manière ou atteindre le même
niveau de compétence que les adultes tant qu’ils n’ont pas
atteint leur pleine maturité neuronale.
Parce que les fonctions physiologiques sont plus étroitement
liées à l’âge biologique qu’à l’âge chronologique, à tout moment,
un enfant à maturité précoce a probablement un avantage dans
les mesures de force absolue par rapport à un enfant de même
sexe à maturation plus tardive, ayant moins de masse
musculaire. Vers la fin de l’adolescence, le type de corps des
jeunes à maturité précoce a tendance à être mésomorphe
(épaules musclées et plus larges) ou endomorphe (hanches
plus rondes et plus larges), tandis que ceux à maturité tardive
ont tendance à être ectomorphes (minces et grands). De toute
évidence, les différences physiques dans les proportions
corporelles peuvent affecter l’exécution des exercices de
musculation. Par exemple, les bras courts et une grande cavité
thoracique sont un avantage biomécanique dans les exercices
de compression du haut du corps, tandis que de longues
jambes et un torse allongé sont un inconvénient dans les
mouvements de flexion. Ces facteurs ont des implications pour
les professionnels de la préparation physique qui tentent de
normaliser les tests de condition physique ou d’élaborer un
programme d’entraînement en musculation pour un groupe de
garçons et de filles dont la taille physique varie
considérablement. Il convient de noter que, pour des tests ou
pour un entraînement, le praticien devrait utiliser des appareils
de musculation de taille enfant ou des exercices utilisant le
poids corporel, des médecine-ball, des bandes élastiques, des
haltères ou des poids libres. Les objectifs des programmes
d’entraînement individualisés doivent être expliqués à tous les
participants, et un encouragement spécial doit être apporté à
ceux qui ont une maturité tardive et qui pourraient être plus
petits et plus faibles que des enfants ayant le même âge
chronologique mais une maturité biologique plus avancée. Bien
que les enfants à maturité tardive aient tendance à rattraper les
plus précoces au cours de l’adolescence, les jeunes athlètes
doivent comprendre que de nombreux facteurs, comme la
motivation, l’entraînement et les qualités innées contribuent au
succès dans le sport.
MUSCULATION POUR LES JEUNES
Les cliniciens, les entraîneurs et les scientifiques de l’exercice
conviennent maintenant que l’exercice de musculation peut être
une méthode sûre et efficace pour entraîner les enfants. Un
nombre croissant de garçons et de filles participent à des
activités d’entraînement en musculation, et les principales
organisations de médecine sportive soutiennent la participation
des enfants à une gamme d’exercices de musculation, à
condition que les programmes soient cor- rectement conçus et
supervisés par des professionnels qualifiés. Les normes
nationales et les résultats scolaires en éducation physique
intègrent des lignes directrices et des recommandations qui
reconnaissent l’importance des activités de remise en forme
améliorant la force musculaire et osseuse.
Il est impératif que les professionnels se souviennent que les
enfants ne sont pas des adultes miniatures. Peu importe la taille
ou la force d’un enfant, les enfants sont physiquement moins
matures et font souvent des activités d’entraînement pour la
toute première fois. Les enfants doivent commencer
l’entraînement en musculation à un niveau qui correspond à leur
maturité, leurs capacités physiques et leurs objectifs individuels.
Les programmes pour adultes et leurs philosophies
d’entraînement ne doivent pas être appliqués aux populations
plus jeunes. Dans de tels cas, l’intensité et le volume de
l’entraînement sont souvent trop intenses et la récupération
entre les séances d’entraînement est insuffisante pour
permettre l’adaptation. En initiant les enfants aux activités
d’entraînement en musculation, il est toujours préférable de
sous-estimer leurs capacités physiques et d’augmenter
progressivement le volume et l’intensité de l’entraînement plutôt
que de surestimer leurs capacités et de risquer des blessures
ou des impacts négatifs sur leur santé à long terme.
※ RÉACTIVITÉ DES ENFANTS À LA MUSCULATION
Une grande partie de la controverse entourant l’entraînement en
musculation des jeunes provenait de la question de la capacité
d’entraînement des enfants, c’est-à-dire de la réactivité des
enfants au stimulus des exercices de musculation. Les
premières études n’ont pas réussi à démontrer une
augmentation de la force chez des préadolescents qui ont
participé à un programme d’entraînement en musculation. Bien
que l’absence de résultats significatifs dans ces études puisse
s’expliquer par des lacunes méthodologiques, telles qu’une
courte durée d’étude, un volume ou une intensité
d’entraînement inadéquats, les résultats de ces rapports sont
parfois cités comme des preuves que l’entraînement en
musculation est inefficace chez les enfants. Comme indiqué
précédemment, la force musculaire augmente normalement dès
l’enfance et tout au long de l’adolescence ; ainsi, une
interprétation plus appropriée de ces rapports peut être que les
gains induits par l’entraînement d’un programme d’entraînement
de courte durée, de faible volume et de faible intensité ne se
distinguent pas des gains attribuables à une croissance et une
maturation normales.
D’autres recherches ont clairement démontré que les garçons et
les filles peuvent augmenter la force musculaire au-delà de celle
attribuée à la croissance et à la maturation, à condition que
l’intensité et le volume d’entraînement soient adéquats. Des
enfants ayant bénéficié dès l’âge de cinq ans d’un entraînement
en musculation ont pu démontrer que diverses modalités
d’entraînement pouvaient être efficaces. Alors que des gains
dans une plage de force maximale d’environ 10 % à 90 % ont
été rapportés dans la littérature, des gains de force d’environ
30 % à 40 % sont généralement observés chez des enfants
préadolescents non formés après des programmes de
musculation de courte durée (huit à vingt semaines).
Cependant, après la période d’adaptation initiale, le taux de
variation des gains de force sera atténué à mesure que les
jeunes s’adapteront au programme d’entraînement, soulignant
ainsi la nécessité d’un entraînement continu et progressif. La
variabilité du gain de force peut être due à plusieurs facteurs,
notamment l’âge biologique de l’enfant, la conception du
programme, la qualité de l’enseignement et le niveau de base
de l’activité physique.
Les enfants qui participent à des programmes d’entraînement
en musculation sont susceptibles de subir des périodes
d’entraînement réduit ou d’inactivité au regard de facteurs variés
comme la planification, les longs voyages, les contraintes
horaires, les blessures, la participation à plusieurs sports ou la
baisse de motivation. Cette réduction, ou retrait temporaire, du
stimulus d’entraînement est appelée « désentraînement ». Chez
les enfants, contrairement aux adultes, l’évaluation des
changements de force pendant la phase d’affûtage est
compliquée par les augmen- tations de force liées à la
croissance au cours de la même période. Néanmoins, les
données suggèrent que les gains de force induits par
l’entraînement chez les enfants ne sont pas permanents et ont
tendance à revenir aux valeurs du groupe témoin non entraîné
pendant la période de récupération. Une étude met en avant
que la participation à des cours d’éducation physique et à des
rencontres sportives tout au long d’une période d’entraînement
n’a pas mainte- nu les gains de force induits par l’entraînement
des préado- lescents. Dans une autre étude comparant les
effets d’un entraînement d’un et deux jours par semaine sur les
enfants, les participants qui s’entraînaient seulement une fois
par semaine étaient en moyenne à 67 % des gains de force des
participants qui s’entraînaient deux fois par semaine. Alors
qu’un récent examen a suggéré que l’augmentation de la
fréquence d’entraînement est liée à un plus grand effet de
l’entraînement en force chez les jeunes, cette constatation doit
être considérée à la lumière des nombreux autres engagements
que les jeunes peuvent avoir (calendrier des compétitions,
travail scolaire, temps pour interagir avec leurs pairs).
Collectivement, ces résultats soulignent l’importance de
l’entraînement continu pour maintenir l’avantage en force induit
par l’exercice chez les enfants. Bien que les mécanismes précis
responsables de la réponse du désentraînement restent flous, il
semble probable que les changements dans le fonctionnement
neuromusculaire en soient, au moins en partie, responsables.
Fait intéressant, des recherches récentes suggèrent que l’effet
du désentraînement peut ne pas être homogène, avec
différentes qualités neuromusculaires chez les jeunes enfants
montrant des réponses différentes après l’arrêt d’un programme
d’entraînement.
Les changements dans l’hypertrophie musculaire peuvent
contribuer de manière significative aux gains de force induits par
l’entraînement chez les adolescents et les adultes, mais il est
peu probable que l’hypertrophie musculaire soit principalement
responsable des gains de force induits par l’entraînement (au
moins jusqu’à vingt semaines) chez les préadolescents. Bien
que certaines études contredisent cette suggestion, les
préadolescents semblent éprouver plus de difficultés à
augmenter leur masse musculaire grâce à un programme
d’entraînement en musculation en raison de niveaux inadéquats
d’hormones circulantes (testostérone, hormone de croissance,
facteur de croissance analogue à l’insuline). Chez les garçons
et les filles préadolescents, la concentration de testostérone se
situe entre 20 et 60 ng/100 ml. En revanche, pendant
l’adolescence, les niveaux de testostérone chez les hommes
augmentent jusqu’à environ 600 ng/100 ml tandis que les
niveaux chez les femmes restent inchangés.
Il semble que les préadolescents aient plus de potentiel
d’augmenter la force en raison de facteurs neuronaux, tels que
l’augmentation de l’activation et de la synchronisation de l’unité
motrice, ainsi que l’amélioration du recrutement et de la
fréquence de décharge de l’unité motrice. Il a également été
suggéré que les adaptations musculaires intrinsèques,
l’amélioration des performances motrices et la coordination des
groupes musculaires impliqués pourraient être en partie
responsables des gains de force induits par l’entraînement chez
les préadolescents. Cependant, on ne peut affirmer sans preuve
que l’entraînement en musculation n’entraîne pas d’hypertrophie
musculaire chez les préadolescents, car il est possible que des
études de plus longue durée, des volumes d’entraînement plus
élevés et des techniques de mesure plus précises (imagerie
informatisée) puissent être nécessaires pour découvrir une
potentielle hypertrophie musculaire induite par l’entraînement
chez les jeunes qui suivent un programme d’entraînement en
musculation. De plus, à mesure que l’angle de pénétration des
fibres musculaires augmente avec l’âge (seize ans), il n’est pas
certain que l’entraînement en musculation puisse modifier les
propriétés architecturales du muscle sans apporter de
changements substantiels dans la section transversale
musculaire globale.
Cependant, pendant et après la puberté, les gains de force
induits par l’entraînement sont généralement associés à des
gains d’hypertrophie musculaire dus aux influences hormonales.
Bien que des niveaux inférieurs de testostérone chez les
adolescentes limitent l’ampleur des augmentations induites par
l’entraînement de l’hypertrophie musculaire, d’autres hormones
et facteurs de croissance (hormone de croissance et facteur de
croissance analogue à l’insuline) peuvent être au moins en
partie responsables de leur développement musculaire. La
figure 7.2 met en évidence les facteurs qui contribuent au
développement de la force musculaire, à savoir la masse
maigre, les concentrations de testostérone, le développement
du système ner- veux et la différenciation des fibres musculaires
à contraction rapide et à contraction lente.
Les garçons et les filles préadolescents peuvent
considérablement améliorer leur force au-delà de la
croissance et de la maturité avec un entraînement en
musculation. Les facteurs neurologiques, par
opposition aux facteurs hypertrophiques, sont
principalement responsables de ces gains.
※ BÉNÉFICES POTENTIELS
En plus d’augmenter la force musculaire, la puissance et
l’endurance musculaire, la participation régulière à un programme d’entraînement de musculation des jeunes peut
potentiellement influencer de nombreuses autres mesures liées
à la santé et à la forme physique. L’exercice de musculation
peut modifier favorablement certains paramètres anatomiques
et psychosociaux, réduire les blessures dans les activités
sportives et récréatives et améliorer les habiletés motrices et les
performances sportives.
D’un point de vue clinique, il a été signalé qu’une participation
régulière à un programme d’entraînement en musculation peut
entraîner une diminution de la graisse corporelle, une
amélioration de la sensibilité à l’insuline et une amélioration de
la fonction cardiaque chez les enfants et adolescents obèses.
Les indicateurs de l’activité physique des jeunes dans le monde
sont mauvais, ce qui suggère qu’il existe des preuves
répandues d’une crise de l’activité physique. Les enfants
obèses ou ceux qui mènent une vie sédentaire (qui prennent un
bus pour l’école, regardent la télévision ou jouent à des jeux
informatiques après l’école et le week-end) ne peuvent pas
pratiquer une à deux heures d’entraînement sportif quatre ou
cinq jours par semaine. Les résultats actuels fondés sur des
données collectées dans 183 pays indiquent qu’entre 1980 et
2013, la prévalence des enfants avec un indice de masse
corporelle ≥ 25 kg/m2 a considérablement augmenté dans les
pays développés et en développement. Aux États-Unis en
particulier, les données de 2011 et 2012 montrent que 16,9 %
(intervalle de confiance à 95 %, 14,9-19,2 %) des jeunes
américains âgés de deux à dix-neuf ans étaient obèses, et bien
que les données sur la prévalence infantile semblent stagner, le
nombre de jeunes enfants actuellement obèses ou en surpoids
reste élevé. Bien que le traitement de l’obésité infantile soit
complexe, il semble que les jeunes obèses apprécient
l’entraînement en musculation, car il n’est pas aérobie et permet
à chacun de réussir et de se sentir bien dans leur performance.
En plus de la forte prévalence de l’obésité infantile, d’autres
tendances séculaires de la forme musculaire chez les jeunes
sont préoccupantes pour ceux qui pratiquent un sport organisé
ou une activité récréative. Par exemple, la recherche indique
qu’au sein de divers groupes de jeunes enfants, la gamme de
mesures de la force musculaire (suspension à la barre fixe bras
pliés, force de préhension) et des habiletés motrices diminuent
ces derniers temps. Par conséquent, alors que tous les jeunes
athlètes en devenir bénéficieront probablement d’une
préparation comprenant un entraînement en musculation, il
semble que ceux qui pourraient en bénéficier le plus soient ceux
qui sont le moins en forme pour commencer.
Bien que l’entraînement en musculation n’affecte pas le
maximum génotypique, il a probablement une influence
favorable sur la croissance à n’importe quel stade de
développement, tant que les directives appropriées sont suivies.
En fait, il a été démontré que la participation régulière à un
programme d’entraînement comprenant de la musculation et
des activités physiques avec charges additionnelles améliore la
densité minérale osseuse chez les enfants et les adolescents. À
l’appui de ces observations, il a été signalé que les adolescents
haltérophiles d’élite qui s’entraînent régulièrement avec des
poids lourds, tout en effectuant des exercices multi-articulaires,
affichent des niveaux de densité osseuse bien supérieurs aux
valeurs de référence de leur âge. Ces résultats peuvent être
particulièrement importants pour les filles qui présentent un
risque accru de développer une ostéoporose plus tard, un état
clinique caractérisé par une faible masse osseuse et une
sensibilité accrue aux fractures.
Il a également été suggéré que la participation régulière à un
programme de conditionnement de présaison comprenant un
entraînement de musculation peut augmenter la résistance d’un
jeune athlète aux blessures. Chaque année, aux États-Unis, des
millions de blessures surviennent au cours de la pratique
sportive chez les enfants et les adolescents, et il a été estimé
que plus de 50 % des blessures de surentraînement subies par
les enfants pourraient être évitées grâce à des approches
simples comme la formation des entraîneurs, l’amélioration de
la phase préparatoire et le fait de retarder la spécialisation. Les
professionnels de la préparation physique peuvent jouer un rôle
central dans la préparation des jeunes athlètes au sport et ainsi
minimiser ou compenser l’incidence et la gravité des blessures
liées au sport chez les jeunes athlètes. Dans de nombreux cas,
les jeunes d’aujourd’hui qui prennent part à des activités
sportives organisées sont inaptes et mal préparés à répondre
aux exigences du sport de leur choix.
Même si certains entraîneurs soutiennent que la spécialisation
sportive précoce est la clé du succès, les jeunes qui pratiquent
un seul sport ou se spécialisent sur un seul poste à un âge
précoce courent probablement un risque accru de développer
des déséquilibres musculaires, des blessures liées au
surentraînement et à l’épuisement. De plus, il semble que la
spécialisation tardive et la participation à une variété de sports
et d’activités pendant les jeunes années soient corrélées à la
réussite sportive à un âge plus avancé. Bien que l’élimination
totale des blessures sportives chez les jeunes soit un objectif
irréaliste, l’incorporation d’un entraînement de musculation à un
programme de fitness en présaison pour les jeunes pourrait
aider le jeune athlète à mieux gérer la durée et l’ampleur des
forces imprévues qui se développent dans les situations
d’entraînement et de jeu. En raison des différences individuelles
de tolérance au stress, l’intensité de l’entraînement en
musculation, le volume et le taux de progression doivent être
soigneusement prescrits, car cette forme d’entraîne- ment
s’ajoute au stress répétitif chronique imposé au système
musculo-squelettique jeune. Une progression et une variation
de programme appropriées optimiseront les gains, éviteront
l’ennui et réduiront le stress pouvant entraîner un
surentraînement. De plus, des stratégies de récupération bien
planifiées (bonne utilisation du froid en récupération, un repas
ou une collation après l’exercice et un sommeil adéquat)
peuvent aider à maximiser les adaptations à l’entraînement. Par
exemple, la recherche montre que les jeunes athlètes ont réagi
plus favorablement à une combinaison de récupération active et
de thérapie à l’eau froide par rapport aux régimes postcompétition passifs, y compris l’éti- rement et l’élévation des
jambes.
Étant donné que de nombreux sports nécessitent une force ou
une puissance importantes, il est intéressant de supposer que
l’entraînement en musculation améliorera les performances
athlétiques. Bien que les commentaires des parents et des
enfants soutiennent cette affirmation, les rapports scientifiques
sur cette question sont limités. Des améliorations de certaines
habiletés motrices, comme le saut en longueur, le saut vertical,
le sprint sur trente mètres et la course d’agilité ont été
observées chez des enfants qui ont participé à un programme
d’entraînement en muscula- tion d’une durée de huit à vingt
semaines. Bien que seuls quelques rapports aient fourni des
évaluations directes des effets de l’entraînement en musculation
des jeunes sur la performance sportive, un programme
progressif entraînera très probablement une certaine
amélioration de la performance sportive des jeunes athlètes.
※ RISQUES ET PRÉOCCUPATIONS POTENTIELS
Les programmes de musculation des jeunes correctement
prescrits sont relativement sûrs par rapport aux autres sports et
activités auxquels les enfants et les adolescents participent
régulièrement. Paradoxalement, il semble que les forces
exercées sur les articulations des jeunes athlètes lors de la
pratique d’un sport soient bien plus importantes et plus difficiles
à anticiper que celles générées par les programmes
d’entraînement en musculation. La croyance selon laquelle la
musculation est dangereuse pour les enfants n’est pas
cohérente avec les besoins des enfants et les risques associés
à ce type d’entraînement. Des enfants se blessent en salle de
musculation, mais ces blessures sont plus susceptibles d’être
accidentelles et surviennent généralement dans des cas où les
niveaux de supervision et d’instruction, les compétences
techniques et les charges d’entraînement sont inappropriés.
Cela met en évidence la nécessité pour les professionnels de la
préparation physique de respecter les consignes de sécurité
lorsqu’ils travaillent avec des populations plus jeunes. Bien que
des fractures de la plaque épiphysaire aient été signalées chez
des adolescents qui suivaient un programme d’entraînement en
musculation, ces rapports étaient des études de cas et
impliquaient généralement des exercices consistant à soulever
des charges lourdes dans des environnements non sécurisés.
Aucune étude prospective sur la musculation des jeunes
respectant des principes d’entraînement établis n’a rapporté de
fracture de la plaque épiphysaire. Il convient de noter que les
tests de répétition maximale (1RM) chez les enfants et les
adolescents se sont révélés sûrs, à condition que les
procédures encadrant ce test soient appropriées (période
d’échauffement adéquate, progression individuelle des charges
et surveillance étroite). Si les enfants et les adolescents
apprennent à s’entraîner correctement et à bien comprendre les
directives et les procédures d’entraînement en musculation, le
risque de fracture de la plaque épiphysaire est minime.
COMMENT POUVONS-NOUS RÉDUIRE
LE RISQUE DE BLESSURE LIÉE
AU SURENTRAÎNEMENT CHEZ
LES JEUNES ?
Avant de participer à une activité sportive (de
façon compétitive ou en loisir), les enfants et
les adolescents doivent être évalués par un
médecin spécialisé en médecine du sport afin
d’identifier l’existence de tout problème
médical.
Les parents doivent être informés sur les
avantages et les risques du sport de
compétition
et
doivent
comprendre
l’importance de la préparation physique pour
les jeunes athlètes.
Les enfants et les adolescents doivent être
encouragés à participer à des programmes
d’entraînement
à
long
terme,
avec
suffisamment de temps pour récupérer entre
les saisons sportives afin de les préparer
convenablement aux exigences du sport et
des activités physiques.
Les programmes d’entraînement doivent être
multidimensionnels, incorporant des éléments
de l’entraînement en résistance, des habiletés
motrices fondamentales, de la vitesse, du
développement pliométrique, de l’agilité et de
la stabilisation dynamique. De plus, ces
programmes doivent varier en type, en volume
et en intensité tout au long de l’année pour
répondre aux besoins spécifiques de chaque
enfant.
Les jeunes entraîneurs doivent mettre en
œuvre des stratégies de récupération bien
planifiées entre les entraînements intenses et
les compétitions, afin de maximiser la
récupération et permettre la crois- sance et les
processus de maturation. Cette approche doit
aider à réduire les risques de surentraînement
et d’épuisement professionnel chez les
jeunes.
Tous les jeunes doivent adopter de saines
habitudes de vie (nutrition, hydratation et
qualité de sommeil appropriées).
Les jeunes entraîneurs sportifs doivent
participer
à
des
programmes
de
développement professionnel continu pour en
savoir plus sur le conditionnement, les
compétences sportives, les règles de sécurité,
l’équipement, les besoins psychosociaux des
enfants et la physiologie de la croissance et
du développement.
Les entraîneurs doivent soutenir et
encourager tous les enfants et adolescents à
participer, mais ne doivent pas trop les forcer
à performer à un niveau supérieur à leurs
capacités. Le bien-être des enfants doit à tout
moment rester la priorité.
Dans la plupart des sports, les enfants doivent
être encouragés à participer à une variété de
sports et d’activités et à retarder la
spécialisation sportive
l’adolescence si possible.
précoce
jusqu’à
CONSIDÉRATIONS RELATIVES À LA CONCEPTION
DU PROGRAMME POUR LES ENFANTS
Il est important de considérer l’entraînement en muscula- tion
comme faisant partie d’un programme d’exercices bien équilibré
pour un enfant qui aborde également d’autres objectifs sportifs.
Bien qu’il n’y ait pas d’âge minimum requis pour participer à un
programme de musculation, les enfants doivent avoir la maturité
émotionnelle pour recevoir et suivre les instructions, et l’envie
d’essayer ce type d’activité. Un examen médical préalable à
l’entraînement n’est pas obligatoire pour les enfants
apparemment en bonne santé. Cependant, tous les participants
doivent être soumis à un dépistage de toute blessure ou
maladie qui pourrait limiter ou empêcher la participation en toute
sécurité à un programme d’entraînement en musculation. Les
objectifs des programmes de musculation des jeunes ne doivent
pas se limiter uniquement à rechercher une augmentation de la
force musculaire, mais également inclure un apprentissage des
notions de base en matière d’anatomie, afin de promouvoir un
intérêt pour l’activité physique, enseigner les règles de bonne
conduite dans la salle de musculation et viser à procurer de
l’enthousiasme chez l’enfant. Il semble probable que les enfants
qui aiment participer à des activités physiques et sportives sont
plus susceptibles d’être actifs au cours de leur vie.
La qualité de l’enseignement et le taux de progression sont
deux importants sujets de préoccupation dans l’élaboration de
programmes de musculation pour les jeunes. Les
professionnels de la préparation physique doivent avoir une
compréhension approfondie des directives de l’entraînement en
musculation des jeunes, une volonté de démontrer une
technique d’exercice appropriée et les compétences
pédagogiques requises pour parler avec les enfants à un niveau
qu’ils comprennent. Les professionnels devraient minimiser la
compétition entre les participants et se concentrer sur la bonne
technique au lieu de la quantité de poids soulevé. L’utilisation de
journaux d’entraînement personnalisés peut aider chaque
enfant à comprendre le concept de progression individuelle.
Bien que l’augmentation de la résistance ou du nombre
d’exercices soit nécessaire pour réaliser des gains continus,
cela ne signifie pas que chaque session doit être plus intense
ou plus volumineuse que la précédente. Bien qu’il soit important
de maintenir le programme stimulant, les enfants doivent avoir
la possibilité de développer une forme et une technique
appropriées. Lorsque vous travaillez avec des jeunes, il est
important de se concentrer sur des facteurs intrinsèques tels
que l’amélioration des compétences, les succès personnels et le
plaisir.
Bien que seules des données limitées soient disponibles
concernant la relation entre les répétitions et les pourcentages
sélectionnés de la 1RM chez les enfants, il semble que le
nombre de répétitions pouvant être effectuées à un pourcentage
donné de 1RM soit spécifique à l’exercice donné. Ainsi, le seuil
de force minimal, lorsqu’il est exprimé en pourcentage de 1RM,
peut varier entre les groupes musculaires, probablement en
raison de la quantité de masse musculaire impliquée à chaque
exercice. Alors que les praticiens ont utilisé en toute sécurité les
tests 1RM pour déterminer les niveaux de force chez les jeunes
dans les milieux de recherche et les environnements sportifs,
lorsque cela n’est pas possible (peut-être en raison de limite de
temps, de la taille des classes ou d’un manque d’expertise des
entraîneurs), d’autres moyens d’évaluer la force sont
disponibles. Les professionnels de la force et de la préparation
physique peuvent utiliser des équations prédictives qui estiment
les charges de 1RM à partir de multiples répétitions sous-
maximales (5RM ou 10RM). Cependant, de telles approches
peuvent exposer l’enfant à un risque accru en raison des effets
fatigants cumulatifs des répétitions multiples sur la forme
technique. Afin d’obtenir une mesure de substitution de la force
musculaire sans utiliser de schémas maximaux de répétition, les
praticiens pourraient utiliser des mesures fondées sur le terrain
de différents protocoles de saut (saut vertical ou saut en
longueur) ou de la force de préhension, car ces mesures ont été
significativement corrélées aux valeurs 1RM chez les jeunes.
Quel que soit le protocole de test de force utilisé, l’enfant ou
l’adolescent doit être en mesure de démontrer et de maintenir
une compétence technique correcte tout au long du test, sous
l’œil attentif d’un professionnel qualifié.
Des exercices multi-articulaires avancés tels que l’arraché et
l’épaulé-jeté peuvent être incorporés au programme d’un enfant
au moment approprié (à la fin de la progression de la force
fondamentale et de la technique), mais l’objectif principal doit
être de développer une forme et une technique appropriées.
Une mauvaise technique peut exercer un stress anormal sur les
tissus musculo-squelettiques et entraîner des blessures. La
résistance doit être abaissée si une technique d’exercice
appropriée ne peut pas être maintenue. Lors de l’apprentissage
de nouveaux exercices, les enfants doivent apprendre les bons
gestes techniques en utilisant un haltère non chargé, un long
bâton en bois ou en PVC. L’importance d’une rétroaction
correcte, fournie au bon moment et de la bonne manière, ne doit
pas être surestimée à ce stade du développement pour assurer
la facilitation du développement des compétences. La formation
des jeunes devrait impliquer la notation et l’évaluation régulières
de la performance technique des différents exercices par un
observateur qualifié, par opposition à une simple évaluation des
mesures de performance (charge levée ou vitesse de
mouvement). Une telle approche peut être utilisée pour éduquer
continuellement les jeunes haltérophiles à la bonne technique
d’exercice, sensibiliser aux défauts techniques courants et
fournir aux entraîneurs et aux enseignants un outil pour évaluer
l’apprentissage pendant la pratique ou l’éducation physique. Un
résumé des lignes directrices de l’entraînement en résistance
des jeunes est présenté dans l’encadré.
LIGNES DIRECTRICES POUR
L’ENTRAÎNEMENT EN MUSCULATION
DES JEUNES
Chaque enfant doit comprendre les avantages
et les risques associés à l’entraînement en
musculation.
Des
professionnels
compétents
et
particulièrement attentifs doivent concevoir et
superviser les séances d’entraînement.
L’environnement doit être sûr et exempt de
danger, et l’équipement doit être de taille
appropriée pour s’adapter à chaque enfant.
Des exercices d’échauffement dynamiques
doivent être effectués avant l’entraînement en
musculation.
Le cas échéant, des exercices d’étirement
statique doivent être effectués après un
entraînement en musculation.
Surveillez attentivement la tolérance de
chaque enfant au stress de l’exercice.
Commencez par des charges légères pour
permettre les ajustements appropriés.
Augmentez progressivement la charge (5 % à
10 %) à mesure que la technique et la force
s’améliorent.
Selon les besoins et les objectifs individuels,
une à trois séries de six à quinze répétitions
sur une variété d’exercices simples et multiarticulaires peuvent être effectuées.
Des exercices multi-articulaires avancés, tels
que l’arraché et l’épaulé-jeté, peuvent être
intégrés au programme, à condition que les
charges appropriées soient utilisées et que les
compétences techniques restent un résultat
clé.
Deux ou trois sessions d’entraînement non
consécutives
par
semaine
sont
recommandées, sauf pour les jeunes ayant
plus l’habitude de s’entraîner, qui peuvent
participer à des séances de musculation plus
fréquentes.
Si nécessaire, des observateurs adultes
doivent être à proximité pour aider activement
l’enfant en cas d’échec au cours d’une
répétition.
Le programme d’entraînement en musculation
doit être systématiquement périodisé tout au
long de l’année pour garantir que l’enfant ou
l’adolescent soit exposé à un stimulus
d’entraînement séquentiel et varié avec un
repos et une récupération adéquats entre les
cycles d’entraînement.
(Adapté, avec la permission, de A. Faigenbaum
et al., 1996, « Revue des textes et articles
dédiés à l’entraînement en résistance chez les
jeunes », Strength and Conditioning)
LES FEMMES
Les femmes qui participent régulièrement à des activités de
musculation peuvent améliorer leur santé, réduire leur risque de
maladie dégénérative (ostéoporose) et leur taux de blessure,
améliorer leurs performances sportives globales. Alors que,
dans le passé, les femmes pouvaient avoir remis en question la
valeur de l’entraînement en résistance, ou même éviter ce type
d’exercice, en raison de la stigmatisation sociale, les preuves
indiquent clairement que les femmes sont capables de tolérer et
de s’adapter aux contraintes de la musculation et que les
avantages sont substantiels. De plus, pour améliorer la santé et
la forme physique, mais aussi pour réduire les taux de blessure,
il est maintenant suggéré que l’entraînement en musculation est
une composante essentielle de tout programme d’entraînement
suivi par des femmes.
DIFFÉRENCES ENTRE LES SEXES
Les professionnels de la préparation physique doivent comprendre les différences liées au sexe dans le physique, la
composition corporelle et les réponses physiologiques à
l’exercice de musculation lors de la conception et de l’évaluation
des programmes de musculation pour les femmes. Une
compréhension de ces différences et des domaines de
préoccupation propres aux athlètes féminines peut aider à
optimiser les performances et à réduire le risque de blessure
liée au sport.
※ TAILLE ET COMPOSITION CORPORELLE
Avant la puberté, il n’y a pratiquement aucune différence de
taille, de poids et de taille corporelle entre les garçons et les
filles. À mesure que la puberté commence et progresse, les
écarts anthropométriques liés au sexe deviennent plus évidents,
principalement en raison des changements hormonaux.
Pendant la puberté, la production d’œstrogènes chez les filles
augmente le dépôt de graisse et le développement des seins,
tandis que la production de testostérone chez les garçons
augmente la formation osseuse et la synthèse des protéines.
Bien que l’œstrogène stimule également la croissance osseuse,
les garçons ont une période de croissance plus longue et
commencent la puberté à un stade ultérieur, avec une tendance
à atteindre, une fois adultes, une plus grande stature globale
que les femmes. En moyenne, les femmes adultes ont tendance
à avoir plus de graisse corporelle, moins de muscle et une
densité minérale osseuse plus faible que les hommes adultes.
De plus, le poids corporel total des femmes a tendance à être
plus léger que celui des hommes. Bien que certaines athlètes
aient des pourcentages de graisse inférieurs à ceux des
hommes non entraînés, des pourcentages de graisse
extrêmement faibles chez les femmes peuvent être associés à
des conséquences néfastes sur la santé. Les mesures
anthropométriques des adultes indiquent que les hommes ont
tendance à avoir des épaules plus larges que leurs hanches,
alors que les femmes ont tendance à avoir des hanches plus
larges par rapport à leur taille et leurs épaules. Les épaules plus
larges chez les hommes peuvent soutenir plus de tissu
musculaire et peuvent également fournir un avantage
mécanique aux muscles de l’épaule.
※ FORCE ET PRODUCTION DE PUISSANCE
Lors de la comparaison des changements induits par
l’entraînement de la force musculaire entre les sexes, il est
important de faire la distinction entre les mesures absolues et
relatives.
Une femme a généralement un niveau de force équivalent aux
deux tiers de celui d’un homme. La force absolue du bas du
corps des femmes est généralement plus proche des valeurs
masculines que les valeurs absolues du haut du corps. Les
différences liées au sexe dans la composition corporelle, les
caractéristiques anthropométriques et la répartition de la masse
grasse (les femmes ont tendance à avoir moins de masse
musculaire au-dessus de la taille) peuvent en partie expliquer
ces différences liées au sexe, qui se manifestent tant chez les
sportifs « loisir » que chez les athlètes hautement entraînés.
Lorsqu’elles sont considérées sur une base relative, les
différences liées au sexe dans la force musculaire sont
considérablement réduites. Étant donné que la taille moyenne
entre l’homme et la femme diffère considérablement, il est utile
de comparer les différences de force entre les sexes par rapport
au poids corporel, à la masse exempte de graisse et à la section
transversale musculaire. Lorsqu’elle est exprimée par rapport au
poids corporel, la force corporelle des membres inférieurs des
femmes est similaire à celle des hommes, tandis que la force
corporelle des membres supérieurs des femmes est encore
légèrement inférieure. Si des comparaisons sont faites par
rapport à la masse sans gras, les différences de force entre
hommes et femmes ont tendance à disparaître. Il convient de
noter que des données limitées suggèrent que la force
excentrique peut être plus similaire entre les hommes et les
femmes que la force concentrique par rapport à la masse sans
gras.
Lorsque la force est exprimée par rapport à la sec- tion
transversale musculaire, aucune différence significative n’existe
entre les sexes, ce qui indique que la qualité musculaire (force
maximale par zone transversale) n’est pas spécifique au sexe.
Même si les fibres musculaires chez les hommes et les femmes
sont également similaires dans la distribution des types de fibre
et les caractéristiques histochimiques, les hommes ont
tendance à avoir une plus grande surface transversale des
fibres musculaires que les femmes. Malgré l’importance de ces
observations, les pro- fessionnels de la préparation physique
doivent se rappeler qu’il existe un large éventail de capacités de
force et que, dans certains cas, les différences entre deux
femmes (ou deux hommes) peuvent en fait être plus
importantes qu’entre un homme et une femme.
Les différences de puissance en fonction du sexe sont similaires
à celles de la force musculaire. Les mesures comparant les
puissances d’haltérophiles compétiteurs ont révélé que pendant
tout le mouvement d’arraché ou d’épaulé-jeté, la puissance des
femmes par rapport au poids corporel total était d’environ 63 %
de celle des hommes. Des résultats similaires concernant la
puissance délivrée ont été obtenus chez des femmes
probablement non entraînées. Les scores maximaux de saut
vertical et de saut en longueur ont également tendance à être
plus faibles chez les femmes que chez les hommes, même si,
lorsqu’ils sont exprimés par rapport à la masse sans graisse,
l’écart entre les sexes tend à se réduire. Bien que les hommes
atteignent généralement des meilleures performances que les
femmes, il semble que les différences de masse sans gras ne
soient pas entièrement responsables des différences de
puissance. Bien que les données soient équivoques, les
différences liées au sexe dans le taux de développement de la
force et la stratégie de recrutement de l’activation musculaire
pourraient en partie expliquer ces résultats.
En termes de force absolue, les femmes sont
généralement plus faibles que les hommes en raison
de leur plus faible quantité de muscle. Par rapport à la
section transversale musculaire, les différences de
force sont réduites entre les sexes, ce qui indique que
la qualité musculaire n’est pas spécifique au sexe.
ENTRAÎNEMENT EN MUSCULATION POUR
LES ATHLÈTES FÉMININES
Malgré les différences liées au sexe, les hommes et les femmes
réagissent de manière similaire à la musculation à partir de
leurs niveaux de base, avant entraînement. Bien que l’ampleur
du changement de certaines variables puisse différer quelque
peu, les tendances générales suggèrent que la valeur de
l’exercice de musculation pour les femmes va bien au-delà
d’une augmentation de la force musculaire et inclut des
changements favorables d’autres facteurs impor- tants de la
santé et de la forme physique.
※ RÉACTIVITÉ À L’ENTRAÎNEMENT DE MUSCULATION CHEZ LES FEMMES
En participant à un programme d’entraînement de musculation, les femmes peuvent apparemment augmenter leur force
au même rythme que les hommes, voire plus rapidement. Bien
que les gains absolus de force soient souvent plus importants
pour les hommes, les augmentations relatives (en pourcentage)
sont à peu près identiques ou supérieures chez les femmes.
Cependant, cela peut refléter le fait que les niveaux
neuromusculaires de base sont plus faibles en moyenne chez
les femmes. Même si les adaptations du système nerveux
contribuent clairement au développement de la force, l’influence
des facteurs hypertrophiques chez la femme ne doit pas être
négligée.
Lorsque
des
techniques
sophistiquées
(tomodensitométrie par exemple) sont utilisées pour mesurer
avec précision les changements de la section transversale
musculaire, les gains relatifs à court terme ( jusqu’à seize
semaines) d’hypertrophie musculaire sont similaires entre les
sexes.
À en juger par le développement musculaire des haltérophiles,
des culturistes et des athlètes qui n’ont pas utilisé de stéroïdes
anabolisants, il est évident que l’hypertrophie musculaire est
possible chez les femmes qui participent régulièrement à des
programmes d’entraînement à volume élevé ou à haute
intensité, même si les gains peuvent être inférieurs à ceux des
hommes. Bien qu’une étude plus approfondie soit justifiée, il est
possible que les concentrations de testostérone chez les
femmes varient en fonction de l’entraînement et que les femmes
ayant des niveaux relativement élevés de testostérone puissent
avoir plus de potentiel pour une augmentation du volume et de
la force musculaire. De plus, il est possible que la complexité du
mouvement utilisé pendant l’entraînement influence le degré
d’hypertrophie musculaire. Des mouvements plus complexes et
multi-articulaires, tels que le squat, l’épaulé-jeté et l’arraché (par
rapport aux exercices mono-articulaires tels que le curl du
biceps), peuvent nécessiter une période d’adaptation neuronale
relativement plus longue, retardant ainsi l’hypertrophie
musculaire dans le tronc et les jambes. Une disposition
génétique à développer une masse muscu- laire importante
peut également être un facteur contributif.
※ LA TRIADE DES ATHLÈTES FÉMININES
Les professionnels de la préparation physique travaillant avec
des athlètes féminines doivent être conscients des résultats
négatifs potentiels pour la santé associés à la triade des
athlètes féminines. La triade, qui fait référence aux interrelations entre la disponibilité énergétique, la fonction menstruelle et la densité minérale osseuse, est un risque pour la
santé des athlètes féminines qui s’entraînent pendant de
longues périodes avec un apport calorique insuffisant pour
répondre aux dépenses énergétiques élevées de l’entraînement
et des adaptations. Dans les cas où les athlètes féminines ont
une faible disponibilité énergétique (en raison de volumes ou
d’intensités d’entraînement élevés, ou des deux, et d’un apport
alimentaire inadéquat), l’ostéoporose est plus probable. En plus
du risque accru d’ostéoporose, une faible énergie peut
également entraîner des troubles menstruels infracliniques.
L’aménorrhée est définie comme l’absence de cycle menstruel
pendant plus de trois mois et est causée par une fréquence de
sécrétion réduite de l’hormone lutéini- sante par l’hypophyse.
L’aménorrhée peut affecter négativement la santé et le bien-être
des femmes, avec des fractures osseuses de fatigue, des
complications endocriniennes et gastro-intestinales, et des
baisses de performances sportives plus fréquentes chez les
femmes souffrant d’une suppression de la reproduction
prolongée.
La musculation offre une multitude d’avantages pour les
femmes, notamment l’atténuation des déclins liés à l’âge de la
densité minérale osseuse. Plus précisément, la contrainte de la
charge mécanique appliquée via l’entraînement en musculation
augmente directement l’ampleur du remodelage squelettique, et
donc la masse osseuse. Les données montrent que chez les
femmes, l’en- traînement en musculation augmente la densité
minérale osseuse dans diverses régions squelettiques du corps.
Il est également connu que des intensités d’entraînement plus
importantes en musculation favorisent des degrés plus élevés
d’ostéogenèse, et que la préadolescence est un moment
opportun pour participer à des activités incluant des charges
afin d’améliorer la densité minérale osseuse.
Cependant, lors de la prescription de programmes
d’entraînement en musculation pour les femmes, les
professionnels doivent s’assurer que l’apport nutritionnel
soutient la prescription d’entraînement afin de stimuler
l’adaptation et de faciliter la récupération. Par exemple, une
coureuse de demi-fond qui ne consomme pas suffisamment de
calcium, de vitamine D et de protéines risque d’augmenter la
probabilité d’entrer dans un bilan énergétique négatif et de
connaître le début précoce d’une triade. Les athlètes
considérées comme à risque de carence nutritionnelle devraient
recevoir une évaluation nutritionnelle par une diététicienne du
sport dûment qualifiée. Il convient de noter qu’un apport
énergétique insuffisant peut simplement refléter un manque par
inadvertance d’un entraînement biologique pour égaler la
dépense énergétique induite par l’activité, ou il peut être attribué
à des troubles alimentaires cliniques ou à des comportements
alimentaires perturbés qui sont plus répandus chez les athlètes
féminines. Les femmes ayant un fort risque de troubles de
l’alimentation sont susceptibles d’être celles impliquées dans
des sports ou des activités qui utilisent une notation subjective
basée sur l’esthétique (danse, gymnastique). Dans de tels cas,
les individus doivent être adressés à des professionnels de la
santé (médecin et diététicien).
CONSIDÉRATIONS RELATIVES À LA CONCEPTION
DU PROGRAMME POUR LES FEMMES
Étant donné que les caractéristiques physiologiques du muscle
sont les mêmes pour tout le monde, il n’y a aucun motif
raisonnable qui justifierait que les programmes d’entraînement
en résistance pour les femmes soient différents de ceux des
hommes. En fait, étant donné que les groupes musculaires
impliqués dans un sport ou une activité physique particulière
sont évidemment les mêmes pour les hommes et les femmes,
les programmes d’entraînement en musculation devraient être
conçus pour améliorer la performance des muscles nécessaires
à la réussite des performances sportives et des activités
quotidiennes, quel que soit le sexe. La seule vraie différence
entre les programmes d’entraînement pour hommes et pour
femmes est généralement la quantité de résistance absolue
utilisée pour un exercice donné, qui est fondée sur les capacités
de force de l’individu. Il est particulièrement important pour les
jeunes athlètes féminines d’effectuer régulièrement un certain
type d’exercice de musculation si elles veulent approcher leur
potentiel génétique en termes de force et de puissance
musculo-squelettique à l’âge adulte. Les observations selon
lesquelles les gymnastes féminines d’élite sont capables
d’effectuer quarante tractions et que les haltérophiles féminines
en compétition peuvent « épauler-jeter » plus de deux fois leur
poids corporel illustrent bien ce qui est possible.
※ DÉVELOPPEMENT DE LA FORCE DU HAUT DU CORPS
Deux sujets de préoccupation concernant la prescription de
programmes d’entraînement de musculation pour les femmes
résident dans le développement de la force du haut du corps et
la prévention des blessures liées au sport, en particulier celles
qui impliquent le genou. La force absolue du haut du corps des
femmes ayant tendance à être inférieure à celle des hommes,
mettre l’accent sur le développement du haut du corps est
particulièrement intéressant pour les athlètes féminines qui
pratiquent des sports qui exigent une force et une puissance du
haut du corps. L’ajout d’un ou deux exercices du haut du corps,
ou d’un à deux ensembles supplémentaires, peut être bénéfique
pour les femmes qui ont des difficultés à effectuer des exercices
de poids libres multi-articulaires (mouvements d’arraché et
d’épaulé-jeté, complets et partiels) en raison des limitations de
la force du haut du corps. Les athlètes féminines peuvent
bénéficier de l’incorporation par bribes d’épaulés et de
mouvements d’haltérophilie dérivés dans leurs programmes
d’entraînement parce que, les adaptations résultant de cette
grande masse musculaire, les exercices multi-articulaires se
transfèrent bien à la performance dans les activités récréatives
et sportives. De plus, le coût calorique de l’exécution de ces
soulevés peut être relativement élevé, ce qui peut aider au
maintien d’une composition corporelle saine.
※ LÉSION DU LIGAMENT CROISÉ ANTÉRIEUR CHEZ LES FEMMES
Il est important que les professionnels de la préparation
physique soient conscients de l’incidence accrue des blessures
au genou chez les athlètes féminines, en particulier dans des
sports comme le football et le basket-ball. Selon un certain
nombre d’études, les athlètes féminines sont six fois plus
susceptibles de subir une déchirure du ligament croisé antérieur
(LCA) que les hommes. Sur la base de ces résultats, certains
observateurs suggèrent que plus de quinze mille blessures au
genou invalidantes peuvent survenir chez les athlètes féminines
au cours d’une année au collège. Bien qu’il soit possible que le
nombre croissant de blessures au genou reflète simplement une
augmentation de la participation des femmes à la compétition
sportive, d’autres ont suggéré une relation de cause à effet. Il
est possible que la laxité articulaire, l’alignement des membres,
les dimensions des encoches, la taille des ligaments, les
mouvements du corps, l’interaction chaussure-surface, le niveau
de compétence, les changements hormonaux, l’utilisation des
orthèses de cheville et les déficiences d’entraînement
contribuent à la différence observée entre le nombre de
blessures du genou chez les athlètes masculins et féminins.
Bien que les facteurs anatomiques et hormonaux puissent
contribuer à un risque accru de blessure du LCA chez les
femmes, on pense que le facteur le plus important est une
déficience neu- romusculaire, qui conduit finalement à une
biomécanique anormale (augmentation du valgus dynamique du
genou au contact avec le sol). Les preuves suggèrent que pour
réduire le risque de blessure du LCA, les jeunes devraient,
avant la puberté, participer à un programme de préparation
physique dédié afin d’optimiser les adaptations à l’entraînement.
COMMENT LES ATHLÈTES FÉMININES
PEUVENT-ELLES RÉDUIRE LEUR RISQUE
DE BLESSURE DU LIGAMENT CROISÉ
ANTÉRIEUR (LCA) ?
Pour aider les athlètes féminines à réduire leur
risque de blessure du LCA, les professionnels
de la préparation physique peuvent procéder
comme suit :
Réaliser un bilan en amont de toute activité
physique, effectué par un médecin du sport.
Au cours de cet examen, des facteurs de
risque de blessure sont identifiés et des tests
musculo-squelettiques sont effectués.
Encourager les athlètes féminines à participer
à un programme de préparation physique tout
au long de l’année, qui comprend de la
musculation, de la pliométrie, de la vitesse, de
l’agilité et de la souplesse. Le programme de
préparation doit répondre aux besoins
spécifiques de chaque athlète et doit évoluer
de façon périodique, ce qui permet aux
adaptations de l’entraînement de se
manifester continuellement.
S’assurer que les athlètes féminines
apprennent et peuvent exécuter à maintes
reprises les
bonnes
mécaniques
de
mouvement (sauter, atterrir, se déformer) dans
une variété d’environnements.
Faire précéder chaque séance d’exercice par
un échauffement dynamique général et un
échauffement
spécifique
utilisant
des
mouvements qui ressemblent à ceux
impliqués dans l’activité et qui ciblent
l’activation des groupes musculaires clés
(groupes
musculaires
de
la
chaîne
postérieure).
Fournir un feed-back lors des séances
d’entraînement pour optimiser le transfert de
compétences et améliorer la biomécanique
liée aux blessures du LCA.
Encourager les enfants à participer à des
programmes de prévention des blessures (qui
comprennent un entraînement progressif en
musculation
pour
développer
des
composantes de préparation physique et de
bonne hygiène de vie), car une sensibilisation
précoce semble augmenter l’efficacité de ces
programmes.
Recommander aux athlètes de porter des
vêtements et des chaussures appropriés lors
des entraînements et des matches.
S’engager dans un programme d’entraînement bien équilibré (y
compris l’entraînement en musculation, la pliométrie et
l’entraînement d’agilité et d’équilibre), conçu et dispensé par un
professionnel qualifié afin de renforcer les muscles et les tissus
conjonctifs et d’améliorer le contrôle neuromus- culaire de
l’articulation du genou avant la pratique sportive, permet de
réduire le risque de blessure. Étant donné que la plupart des
lésions du LCA chez les athlètes féminines sont dues à des
mécanismes sans contact (décélération, pivotement latéral ou
atterrissage), une préparation conçue pour améliorer la
résistance des structures de soutien et augmenter le contrôle
neuromusculaire de l’articulation du genou peut réduire le risque
de blessure liée au sport. En outre, il est important que les
athlètes féminines consomment suffisamment d’énergie et
mettent l’accent sur la consommation de protéines de qualité et
de graisses saines dans un régime bien équilibré pour optimiser
les adaptations d’en- traînement. Bien que des essais cliniques
supplémentaires soient nécessaires pour déterminer la
meilleure méthode pour réduire l’incidence des blessures du
LCA chez les athlètes féminines et améliorer l’adhésion à ces
protocoles d’entraînement, les stratégies énumérées dans
l’encadré ci-dessus trouvent leur efficacité.
LES SENIORS
Le nombre d’hommes et de femmes de plus de soixante-cinq
ans augmente, et il semble que les athlètes plus âgés aient plus
d’occasions de participer à des sports allant du marathon à
l’haltérophilie. Bien que l’endurance cardiovasculaire et la force
musculaire des athlètes seniors ou vétérans soient vraiment
exceptionnelles, il semble que même les athlètes les plus
entraînés connaissent une baisse de leurs performances après
trente ans. Par exemple, il a été démontré que les capacités
durant une compétition d’haltérophilie diminuent au rythme
d’environ 1 à 1,5 % par an jusqu’à environ soixante-dix ans,
après quoi une diminution plus spectaculaire se produit. Les
athlètes plus âgés qui ne pratiquent pas d’activité physique
connaissent généralement de plus grandes diminutions dans un
certain nombre de mesures de la performance physique et
voient leur risque de blessure invalidante augmenter. Les
professionnels de la force et du conditionnement devraient
comprendre les changements physiologiques qui surviennent
avec le vieillissement et son impact sur la capacité
d’entraînement des personnes âgées. De plus, les risques
potentiels pour la santé, associés à l’activité physique pour les
personnes âgées, doivent être pris en considération.
CHANGEMENTS LIÉS À L’ÂGE DANS LA SANTÉ
MUSCULO-SQUELETTIQUE
Avec l’âge, des changements importants dans la compo- sition
corporelle peuvent entraîner le développement des déficiences
fonctionnelles physiques et des blessures. Bien documentée, la
perte d’os et de muscles avec l’âge rend non seulement les
activités de la vie quotidienne, telles que se lever d’une chaise
ou ouvrir une fenêtre, plus difficiles, mais augmente également
le risque de chute, de fracture et d’invalidité de longue durée.
Les os deviennent fragiles avec l’âge en raison d’une diminution
de la teneur en minéraux osseux, ce qui provoque une
augmentation de la porosité osseuse. Le contenu minéral
osseux et la microarchitecture osseuse peuvent se détériorer au
point que le risque de fracture osseuse est accru, en particulier
lorsqu’il s’agit d’une chute touchant la hanche, la colonne
vertébrale ou le poignet. L’ostéopénie est définie par une
densité minérale osseuse comprise entre -1 et -2,5 écarts-types
(ET) de la moyenne des jeunes adultes, alors que l’ostéoporose
est définie par une densité minérale osseuse inférieure à -2,5
ET de la moyenne des jeunes adultes. Ces conditions, qui se
traduisent par des os de densité et de résistance moindres, sont
particulièrement préoccupantes pour les personnes âgées (en
particulier les femmes) car elles augmentent le risque de
fracture et de mauvaise santé osseuse. La perte lente mais
progressive d’os liée à l’âge est due à l’inactivité physique et à
des facteurs hormonaux, nutritionnels, mécaniques et
génétiques. La figure 7.3 illustre la différence structurelle entre
un os normal et sain et un os ostéporotique à faible densité
minérale.
L’âge avancé est également associé à une perte de masse
musculaire et de force, appelée « sarcopénie ». La
tomodensitométrie a révélé qu’après l’âge de trente ans, il y a
une diminution de la section transversale des muscles
individuels, ainsi qu’une diminution de la densité musculaire,
une réduction de la compliance tendineuse et une augmentation
de la graisse intramusculaire. Ces changements semblent être
une conséquence prévisible de l’âge avancé et semblent être
plus prononcés chez les femmes. L’atrophie musculaire
observée avec le vieillissement semble résulter d’une inactivité
physique et d’une dénervation progressive et sélective des
fibres musculaires. Une diminution de la masse musculaire
entraîne une perte de force musculaire. Dans une étude, 40 %
des femmes de 55 à 64 ans, 45 % des femmes de 65 à 74 ans
et 65 % des femmes de 75 à 84 ans étaient incapables de
soulever une charge d’environ 4,5 kg. La réduction de la taille et
du nombre des fibres musculaires, ainsi que leur dénervation
progressive, conduisent également à une diminution de la
capacité d’un muscle à générer de la puissance (à rapidement
exercer une force). En fait, la puissance diminue plus
rapidement avec le vieillissement que la force musculaire. Étant
donné que les activités quotidiennes nécessitent un certain
degré de production d’énergie, une diminution de la capacité
des muscles à produire rapidement de la force peut nuire à la
capacité des personnes âgées à effectuer en toute sécurité des
activités telles que monter des escaliers ou marcher. Les
facteurs qui peuvent contribuer au déclin de la force et de la
puissance musculaires liés à l’âge comprennent les réductions
de la masse musculaire, les changements du système nerveux,
les changements hormonaux, une mau- vaise nutrition et
l’inactivité physique. Les conséquences fonctionnelles de ces
changements liés à l’âge sont importantes car l’ampleur et le
taux de changement influencent l’âge auquel une personne peut
devenir dépendante (incapable d’exécuter des tâches
ménagères ou de se lever d’une chaise) ou atteindre un seuil de
handicap. Un résumé des adaptations au vieillissement et à
l’entraînement de musculation est présenté dans le tableau 7.1.
Le vieillissement est associé à une perte de la masse
musculaire, en grande partie liée à l’inactivité
physique. L’une des conséquences directes de cette
réduction de masse musculaire est une perte de la
force et de la puissance.
CHANGEMENTS LIÉS À L’ÂGE DANS
LA FONCTION NEUROMOTRICE
TABLEAU 7.1 Résumé des effets du vieillissement et de l’entraînement
de musculation
Les personnes âgées courent un risque accru de chute, pouvant
entraîner de graves conséquences sanitaires, psychosociales et
économiques qui nuisent à la qualité de vie globale. Plus
précisément, les chutes peuvent entraîner des syndromes
douloureux, des luxations articulaires, des fractures du
squelette, une limitation des activités fonctionnelles
quotidiennes et une diminution de la confiance en soi. Les
chutes peuvent également entraîner une invalidité permanente,
une hospitalisation et un décès. Les facteurs intrinsèques qui
conduisent à un risque accru de chute chez les personnes
âgées comprennent une diminution du temps de réaction, de la
force et de la puissance muscu- laires, et une altération de
l’équilibre et de la stabilité posturale. L’activité musculaire avant
(préactivation) et immédiatement après (cocontraction) le
contact avec le sol est un médiateur important du freinage et de
la stabilisation dynamique chez les individus jeunes et âgés.
Une préactivation accrue aide à augmenter la rigidité du
membre en utilisant des réflexes d’étirement rapide pour mieux
préparer le membre au contact avec le sol. La cocontraction est
une stratégie de contrôle moteur qui stabilise dynamiquement
l’articulation. Cependant, en raison de l’activation simultanée
des groupes musculaires agonistes et antagonistes traversant la
même articulation, les moments articulaires nets et les sorties
de force agoniste sont réduits. La recherche montre que les
personnes âgées comptent sur des niveaux accrus de
cocontraction musculaire comme mécanisme compensatoire
pour pallier leurs difficultés d’équilibre accrues et pour minimiser
le balancement postural. Par conséquent, cette littérature
suggère que les personnes âgées devraient utiliser une variété
de modes d’entraînement spécialement conçus pour compenser
ces réductions naturelles de la préactivation. De telles
méthodes incluraient de la pliométrie de faible intensité, des
exercices d’équilibre et de stabilisation dynamiques, et un
entraînement de proprioception pour développer la capacité de
réagir plus efficacement avec le sol.
La recherche montre que les différentes activités physiques
peuvent être efficaces pour améliorer la fonction neuromotrice
et prévenir les chutes chez les personnes âgées. Cependant, il
semblerait que l’augmentation de l’activité physique ne suffise
pas à elle seule à empêcher les chutes. Les personnes âgées
doivent
plutôt
s’engager
dans
des
programmes
multidimensionnels, qui intègrent à la fois des éléments de
résistance et d’entraînement à l’équilibre. De plus, il est
fortement suggéré que, comme pour toute population, les
programmes d’entraînement pour les personnes âgées
devraient progressivement monter en charge pour évoluer vers
un environnement d’entraînement difficile, et que l’entraînement
devrait évoluer fréquemment pour fournir aux individus une
dose d’entraînement suffisante. Il convient de noter que
l’entraînement en musculation en tant que méthode
d’entraînement autonome ne semble pas empêcher le risque de
chute, et il semblerait que l’équilibre et la souplesse doivent
compléter la musculation afin de fournir le stimulus
d’entraînement requis pour réduire ce risque. Cependant,
l’importance et la puissance de l’entraînement en musculation
ne peuvent être négligées pour augmenter la densité minérale
osseuse, la force et la puissance musculaires, en plus de ses
nombreux autres avantages pour la santé des personnes
âgées.
ENTRAÎNEMENT EN MUSCULATION POUR
LES PERSONNES ÂGÉES
Le vieillissement ne semble pas améliorer ou réduire la capacité
du système musculo-squelettique à s’adapter à l’exercice de
musculation. Des améliorations significatives de la densité
minérale osseuse, des capacités fonctionnelles (vitesse de
marche), de la force, de la puissance et de la masse
musculaires ont été observées chez les personnes âgées qui
ont participé à des programmes d’en- traînement progressif de
musculation. Pour les personnes âgées, ces évolutions
améliorent les performances physiques, diminuent le risque de
blessure, favorisent une vie indépendante et en améliorent la
qualité. En raison des changements liés à l’âge dans la santé
musculo-squelettique, l’exercice de musculation est un mode
d’entraînement bénéfique pour les populations plus âgées qui
doivent améliorer la force et la puissance musculo-squelettiques
et résister aux diminutions de la masse musculaire, de la
densité minérale osseuse et des capacités fonctionnelles. Les
données montrent également que la force musculaire est un
facteur important pour réduire le risque de mortalité chez les
personnes âgées.
RÉACTIVITÉ À L’ENTRAÎNEMENT
EN MUSCULATION CHEZ LES PERSONNES ÂGÉES
Une grande attention a été accordée aux stratégies visant à
améliorer la santé musculo-squelettique des hommes et des
femmes âgés. En raison du manque de condition physique de
nombreuses personnes âgées, des changements souhaitables
dans la force et la fonction musculaires peuvent résulter d’une
variété de protocoles d’entraînement en mus- culation, en
particulier au cours des premières semaines d’entraînement.
Les hommes âgés auparavant sédentaires ont plus que doublé
la force des extenseurs du genou et triplé la force des
fléchisseurs du genou après un programme d’entraînement en
résistance de douze semaines, et des observations similaires
ont été faites chez des femmes âgées après douze semaines
d’entraînement en musculation. Dans une étude, la capacité des
hommes et des femmes très âgés (87 à 96 ans) à améliorer leur
force musculaire a été démontrée après seulement huit
semaines d’entraînement en résistance. Des améliorations de la
vitesse de marche, de la capacité de monter les escaliers, de
l’équilibre et de l’activité spontanée globale ont également été
associées à des gains de force induits par l’entraînement chez
les populations plus âgées. Les preuves suggèrent également
que la musculation spécifique au développement de la
puissance peut aider à optimiser les capacités fonctionnelles
chez les personnes âgées, et que l’entraînement en puissance
peut être aussi efficace que la musculation traditionnelle pour
développer l’architecture musculaire et les propriétés
d’activation neuromusculaire du membre inférieur. Dans certains
cas, il a été suggéré que l’entraînement à haute vitesse a une
plus grande influence sur la capacité de production d’une force
explosive que la musculation progressive. Par exemple, Fielding
et ses collègues ont montré que les personnes âgées qui ont
suivi un entraînement de musculation à grande vitesse ont
réalisé des gains de pic de puissance plus importants et des
gains de force maximale similaires par rapport aux personnes
âgées qui se sont entraînées à des vitesses plus lentes sur une
période d’entraînement de seize semaines. Des résultats
similaires ont été rapportés par Reid et ses collègues, dans une
étude où les adultes plus âgés qui ont suivi un programme de
musculation à haute puissance ont fait des gains de pic de
puissance des jambes significativement plus élevés que les
individus qui ont suivi un programme d’entraînement en
musculation progressif à vitesse lente. Bien que le protocole
d’entraînement optimal pour améliorer la force et la puissance
musculaires chez les personnes âgées ne soit pas connu, il
semble qu’il existe une relation dose-effet entre l’intensité de
l’entraînement et l’amélioration de la force et de la puissance
muscu- laires, l’entraînement en musculation de plus haute
intensité étant plus efficace pour développer une force
musculaire maximale que l’entraînement d’intensité modérée ou
faible.
Pratiquer régulièrement la musculation semble également avoir
des effets anabolisants profonds chez les personnes âgées. La
tomodensitométrie et l’analyse des biopsies musculaires ont
montré des signes d’hypertrophie musculaire chez les hommes
plus âgés qui ont participé à un programme d’entraînement de
musculation à haute intensité, quand d’autres enquêtes
impliquant des personnes âgées ont montré que l’entraînement
en musculation peut améliorer la rétention d’azote, ce qui peut
avoir un effet positif sur le métabolisme des protéines
musculaires. L’entraînement en musculation s’est également
révélé avoir un effet important sur le bilan énergétique chez les
personnes âgées, comme en témoigne une augmentation du
taux métabolique au repos des hommes et des femmes qui
pratiquent la musculation. Il est à noter que les modifications
alimentaires (un changement de l’apport alimentaire total ou des
nutriments sélectionnés) en plus de l’entraî- nement en
musculation favorisent une réponse hypertrophique plus
importante que l’entraînement isolé chez les hommes âgés.
Bien que la réponse des os à l’exercice de musculation soit
influencée par une interaction complexe de nombreuses
variables (statut hormonal, antécédents d’activité et nutrition), il
a été rapporté que cet exercice a un effet positif sur la santé
osseuse chez les hommes et les femmes plus âgés. Un
entraînement régulier peut compenser les déclins liés à l’âge de
la santé osseuse en maintenant ou en augmentant la densité
minérale osseuse. La musculation peut également réduire le
risque de fracture ostéoporotique en améliorant l’équilibre
dynamique, la masse musculaire et le niveau global d’activité
physique. S’il ne fait aucun doute que l’exercice de musculation
peut améliorer la santé osseuse chez les personnes âgées,
l’interaction de l’exercice avec des facteurs hormonaux et
nutritionnels influence le degré de bénéfice. De plus, les os ne
conservent les effets bénéfiques de l’exercice que tant que
l’entraînement se poursuit. Pendant les périodes d’inactivité, la
densité osseuse tend à revenir aux niveaux d’avant exercices.
Bien que le vieillissement soit associé à un certain
nombre de changements indésirables dans la
composition corporelle, les hommes et les femmes
plus âgés conservent leur capacité à améliorer
considérablement leur force et leurs capacités
fonctionnelles. Les exercices d’aérobie, de
musculation et d’équilibre sont bénéfiques pour les
personnes âgées, mais seul l’entraînement en
musculation peut augmenter la force, la puissance et
la masse musculaires.
※ CONSIDÉRATIONS RELATIVES À LA CONCEPTION DU PROGRAMME POUR
LES PERSONNES ÂGÉES
Alors que l’exercice aérobie est recommandé depuis de
nombreuses années pour augmenter la forme cardiovasculaire,
la musculation est actuellement reconnue comme une
composante importante d’un programme complet de remise en
forme pour les personnes âgées. Étant donné que les pertes de
la force, de la puissance et de la masse musculo-squelettiques
liées à l’âge peuvent être presque universelles, des
programmes conçus pour maintenir ou améliorer la santé
musculo-squelettique des personnes âgées devraient être mis
en œuvre. Non seulement la participation régulière à un
programme de musculation peut compenser certaines de ces
pertes liées à l’âge, mais elle peut également aider les
personnes âgées à maintenir un style de vie actif et de haute
qualité.
Les principes fondamentaux de la conception d’un programme
d’entraînement en musculation pour une personne âgée sont
principalement les mêmes que pour une personne plus jeune,
mais il existe plusieurs préoccupations dont les professionnels
de la force et de la préparation physique doivent être conscients
lorsqu’ils travaillent avec des personnes âgées. Il convient de
prêter attention aux affections médicales préexistantes, aux
antécédents d’entraînement et à l’état nutritionnel avant de
débuter un programme de musculation qui peut exposer les
personnes âgées à un risque accru de blessure ou de maladie
induite par l’exercice. Même si les populations plus âgées
conservent la capacité de s’adapter à des niveaux accrus
d’activité physique, des consignes d’exercice sûres et efficaces
doivent être édictées.
Avant de participer à un programme d’exercice, les personnes
âgées doivent remplir un questionnaire sur les antécédents
médicaux et les facteurs de risque. Les limites potentielles et les
restrictions possibles de l’activité physique peuvent être
déterminées à partir de ces informations. Dans certains cas,
l’autorisation d’un médecin est requise avant le début d’un
programme d’exercice modéré ou vigoureux, par exemple chez
les patients en réadaptation cardiaque ou les survivants d’un
cancer. Toutes les questions concernant l’état de santé d’un
participant (maladie
cardiaque,
hypertension,
arthrite,
ostéoporose ou dia- bète sucré) doivent être étudiées par un
professionnel de la santé. Une fois ces informations obtenues,
une évaluation préprogrammée pour documenter les mesures
de base et évaluer les réponses à des modalités d’exercice
spécifiques doit être effectuée. Bien qu’un test d’effort sur tapis
roulant soit souvent utilisé pour évaluer les réponses
cardiovasculaires à l’exercice aérobie, un test de force (de
préférence sur l’équipement utilisé pour l’entraînement) doit être
effectué pour évaluer les réponses à la musculation et faciliter la
prescription d’exercice. Il convient de noter que, bien que les
machines de résistance puissent être utilisées dans les
premiers stades d’un programme d’entraînement avec des
adultes plus âgés en raison des limitations de l’équilibre et de la
flexibilité, le cas échéant, les adultes plus âgés devraient utiliser
des exercices de musculation multi-articulaires libres, qui offre
une meilleure stimulation globale et imposent une plus grande
exigence sur la stabilité posturale. Diverses méthodes
d’évaluation de la force musculaire, y compris des tests de
répétition maximale, peuvent être utilisées auprès des
populations âgées, à condition que les consignes de test soient
appropriées et suivies. Les professionnels de la force et de la
préparation physique doivent être conscients des risques
potentiels au niveau respiratoire (manœuvre de Valsalva) pour
les personnes âgées. Alors que la manœuvre de Valsalva aide
à stabiliser le tronc et la colonne vertébrale pendant l’exécution
de divers exercices d’entraînement en résistance, en raison de
l’augmentation soudaine de pression artérielle systolique et
diastolique que la technique crée, cette technique est
généralement déconseillée chez les personnes âgées. Cela est
particulièrement vrai pour les adultes ayant des antécédents de
maladie cardiovasculaire (arythmies cardiaques, angine de
poitrine) ou de troubles cérébraux (accident vasculaire cérébral,
étourdissements).
QUELLES SONT
LES RECOMMANDATIONS DE SÉCURITÉ
POUR L’ENTRAÎNEMENT
EN MUSCULATION CHEZ
LES PERSONNES ÂGÉES ?
Les seniors doivent être questionnés et testés,
car de nombreuses personnes âgées
souffrent de diverses pathologies médicales
liées à l’âge. Si nécessaire, un avis médical
doit être demandé concernant le type
d’activité le plus approprié.
Les participants doivent s’échauffer pendant
cinq à dix minutes avant chaque séance
d’exercice. Un échauffement acceptable
comprend une activité aérobie d’intensité
faible à modérée et des exercices de
gymnastique suédoise.
Les adultes plus âgés doivent effectuer des
étirements statiques avant ou après (voire les
deux) chaque séance d’entraînement en
musculation.
Les personnes âgées devraient utiliser une
résistance qui ne surcharge pas le système
musculo-squelettique.
Les participants doivent éviter d’effectuer la
manœuvre
de
Valsalva
pendant
l’entraînement en musculation pour éviter une
augmentation anormale de la pression
artérielle.
Les adultes plus âgés doivent avoir entre 48
et 72 heures de récupération entre les
séances d’exercice.
Ils doivent effectuer tous les exercices dans
une gamme de mouvements sans douleur.
Comme pour toute personne pratiquant un
entraînement en musculation, les personnes
âgées doivent recevoir des consignes
d’exercice
émanant
de
professionnels
qualifiés.
Il est prouvé que la musculation peut être sans danger pour les
personnes âgées lorsque les individus adhèrent aux consignes
d’entraînement. D’un autre côté, des programmes mal conçus
peuvent être potentiellement dangereux. Par exemple, le fait de
ne pas fournir suffisamment de périodes de repos entre les
séries et entre les différents exercices, de programmer des
exercices qui sont techniquement trop difficiles ou d’augmenter
l’intensité de l’exercice (généralement la charge externe contre
laquelle l’individu travaille) augmente la probabilité de blessure
liée à l’entraînement. Comme pour les jeunes et les femmes, le
stimulus de l’entraînement en musculation ne devrait jamais être
augmenté au détriment de la compétence technique.
Les personnes âgées non entraînées qui commencent
l’entraînement en résistance devraient commencer à une
intensité et un volume d’exercice relativement bas, et la
prescription d’exercice devrait être individualisée. Bien que des
intensités et des volumes plus élevés puissent être tolérés par
certains hommes et femmes plus âgés qui ont une expérience
de l’entraînement en musculation, la première phase du
programme d’entraînement devrait être orientée vers
l’apprentissage d’une technique d’exercice appropriée tout en
minimisant le potentiel de douleur musculaire et de blessure. Un
entraînement moins intense au cours des premières semaines
peut également être bénéfique pour les personnes âgées qui
craignent de participer à un programme de musculation. Après
la période d’adaptation initiale, le programme d’entraînement
peut augmenter progressivement, à condition qu’il continue de
répondre aux besoins et aux préoccupations médicales de
chaque personne. L’entraînement des hommes et des femmes
plus âgés nécessite particulièrement de se concentrer sur
l’interaction des principaux groupes musculaires utilisés dans
les activités quotidiennes, telles que le transport de charge et la
montée des escaliers.
Une fois que les participants maîtrisent les exer- cices de
musculation de base, des exercices plus élaborés et plus
exigeants, tels que des mouvements debout avec des poids
libres (haltères et haltères), des exercices multidirectionnels
avec médecine-ball et un entraînement avancé à l’équilibre
(positions sur une jambe avec des mouvements rotatifs)
peuvent être intégrés au programme. Les seniors devraient
progressivement passer d’une série de huit à douze répétitions
à une intensité relativement faible (40 à 50 % de 1RM) à des
volumes et des intensités d’entraînement plus élevés (trois
séries par exercice, avec 60 à 80 % de 1RM), selon les besoins,
les objectifs et les capacités de chacun. De plus, des exercices
de puissance à grande vitesse peuvent être progressivement
intégrés au programme d’entraînement global, à condition que
les personnes âgées aient suivi avec succès un programme
général d’entraînement de musculation. Les recommandations
actuelles pour augmenter la puissance des personnes âgées en
bonne santé incluent une à trois séries par exercice avec une
charge légère à modérée (40 à 60 % de 1RM) pour six à dix
répétitions avec une vitesse de répétition élevée.
Un programme de musculation pour les hommes et les femmes
plus âgés devrait varier en volume et en intensité tout au long
de l’année pour réduire la probabilité de surentraînement et
garantir que des progrès sont réalisés. Étant donné que la
récupération après une séance d’entraînement peut prendre
plus de temps chez les populations plus âgées, une fréquence
d’entraînement de deux fois par semaine est recommandée, au
moins pendant la période d’adaptation initiale. Les
professionnels de la force et de la préparation physique doivent
être sensibles aux préoccupations des individus et être en
mesure de modifier un programme en fonction des antécédents
de santé de la personne et de ses objectifs individuels. Grâce à
l’enseignement et au soutien de leurs amis, les hommes et les
femmes plus âgés peuvent avoir confiance en leur capacité à
pratiquer la musculation, ce qui peut être suffisant pour assurer
une bonne adhésion au programme. Cependant, étant donné
que les personnes âgées ne participent majoritairement pas à
de ce type d’activité actuellement, les professionnels peuvent
d’abord avoir besoin de mieux faire connaître les avantages des
exercices de musculation et répondre aux préoccupations que
les personnes âgées peuvent avoir concernant la participation à
ce type de programme d’entraînement. Une autre considération
liée à la musculation chez les hommes et les femmes plus âgés
est l’adaptation de la nutrition. La qualité et la quantité de
l’apport alimentaire d’une personne (ou peut-être des nutriments
sélectionnés) peuvent faire la différence entre perdre et gagner
de la masse musculaire. En particulier, il semble que des
quantités adéquates de protéines soient essentielles pour
l’hypertrophie musculaire chez les personnes âgées. De plus,
des apports inadéquats de macronutriments (lipides, protéines
et glucides) et de micronutriments (vitamines et minéraux) sont
associés à des conséquences négatives potentielles pour la
santé, notamment la fatigue, une fonction immunitaire
compromise et un rétablissement retardé après une blessure.
Améliorer l’apport alimentaire d’une personne âgée améliore
non seulement la santé mais peut également optimiser les
adaptations à l’entraînement en musculation.
CONCLUSION
La recherche montre que la musculation peut être
une méthode de préparation physique sûre et
efficace pour les hommes et les femmes de tous
âges et de toutes capacités. Les avantages
potentiels sont multifactoriels, y compris des effets
positifs sur une variété de variables de la
performance physique (force, puissance), des
marqueurs de la santé (composition corporelle,
fonction
cardiaque),
et
du
développement
psychosocial (image de soi-même, confiance en
soi). De plus, la participation régulière à un
programme de musculation peut réduire le risque de
blessure liée au sport et à l’activité physique chez
les athlètes et promouvoir une vie autonome chez
les personnes âgées.
Bien que les principes fondamentaux de la
musculation soient similaires pour les personnes
des deux sexes et de tous âges, il existe des
spécificités
pour
chaque
population.
La
connaissance des différences liées à l’âge et au
sexe est essentielle au développement et à
l’évaluation de programmes d’entraînement en
musculation sûrs et efficaces. Les professionnels de
la préparation physique doivent être conscients que
les réponses individuelles à la musculation peuvent
varier considérablement et doivent être sensibles
aux besoins indi- viduels de tous les participants.
Au cours des dernières décennies, les entraîneurs,
les cliniciens et les scientifiques de l’exercice ont
amélioré notre compréhension des différences liées
à l’âge, au sexe et à leurs implica- tions dans un
programme de musculation. Leurs travaux ont
quantifié l’impact de l’entraînement en musculation
sur les hommes et les femmes de tous âges et ont
jeté les bases de recommandations sur la
conception de programmes de musculation et de
préparation physique. Les informations contenues
dans ce chapitre et dans d’autres chapitres
devraient aider les professionnels de la force à
comprendre et à apprécier les différences liées à
l’âge et au sexe et à améliorer leur capacité à
développer des programmes de musculation sûrs et
efficaces pour les enfants, les femmes et les
personnes âgés.
MOTS-CLÉS
Adolescence
Age adulte
Age biologique
Age chronologique
Age d’entrainement
Amenorrhee
Apophysaire
Cartilage de croissance
Cocontraction
Croissance
Developpement
Diaphyse
Ectomorphe
Endomorphe
Enfance
Exercice de musculation
Jeunesse
Jeune athlete
Ligament croise anterieur (LCA)
Maturation
Menarche
Mesomorphe
Osteopenie
Osteoporose
Pic de croissance rapide-soudaine (PCR-S)
Preactivation
Puberte
Sarcopenie
Senior
Triade de l’athlete feminine
RÉVISION
DES CONNAISSANCES
1. Un garçon de huit ans a considérablement
augmenté sa force du haut du corps après avoir
suivi
un
programme
d’entraînement
en
musculation de six mois. Lequel des éléments
suivants est LE PLUS probablement responsable
de ce gain ?
a. Une augmentation du nombre de fibres musculaires
b. Une amélioration de la surface transversale
c. Une plus grande densité musculaire
d.
Une
amélioration
neuromusculaire
du
fonctionnement
2. À quel endroit ne se situe pas le cartilage de
croissance chez les enfants ?
a. La diaphyse
b. La plaque épiphysaire
c. La surface commune
d. L’insertion apophysaire
3. Comment est appelée la pathologie
caractérisée par une densité minérale osseuse
supérieure à 2,5 écarts-types en dessous de la
moyenne des jeunes adultes ?
a. La sarcopénie
b. L’ostéopénie
c. L’ostéoporose
d. La scoliose
4. Lequel des éléments suivants devrait être
évalué en PREMIER lorsque l’on conçoit un
programme d’entraînement pour une joueuse de
tennis de soixante-huit ans participant à des
compétitions ?
a. Sa forme cardiovasculaire
b. Sa force corporelle inférieure
c. Son équilibre et son agilité
d. Ses antécédents médicaux
5. Où peuvent courir un risque accru de
développer des blessures les athlètes féminines
désentraînées qui participent à des sports comme
le basket-ball et le football ?
a. Le dos
b. Les genoux
c. Les poignets
d. Le cou
RÉPONSES AUX QUESTIONS ICI
CHAPITRE 08
PSYCHOLOGIE
DE LA PRÉPARATION
ET DE LA PERFORMANCE
ATHLÉTIQUE
DOCTEURS TRACI A. STATLER ET ANDREA
M. DUBOIS
LORSQUE VOUS AUREZ LU CE CHAPITRE,
VOUS SEREZ CAPABLE DE COMPRENDRE :
les structures psychologiques de l’état d’excitation, de la
motivation, de la concentration et de la confiance, pour être
en mesure de déterminer leur impact sur la performance
physique ;
les grands facteurs intervenant dans le domaine
psychologique, tels que l’anxiété, l’attention, l’état de
performance idéal, l’efficacité personnelle, l’imagerie et
l’établissement d’objectifs ;
les différentes façons de moduler les horaires de la
pratique sportive, y compris l’entraînement partiel, aléatoire
et variable, et comment utiliser ces horaires pour faciliter
l’acquisition et l’apprentissage des compétences ;
les différents types de consignes et de commentaires et
leur application dans un contexte de pratique et de
performance.
Les auteurs tiennent à souligner l’importante
contribution de Bradley D. Hatfield et Evan B. Brody à
ce chapitre.
L’excellence dans la performance sportive est le résultat d’une
bonne habileté et d’un entraînement physique, accompagnés de
cycles de repos et de récupération optimaux ainsi que d’une
alimentation appropriée. À n’importe quel stade particulier de la
maturité biologique, le développement phénotypique du
potentiel génétique de l’athlète représente un plafond
relativement stable pour la performance, mais l’expression de
cette performance qualifiée peut varier considérablement d’une
compétition à l’autre, et même d’un instant à l’autre. Le rôle de
la psychologie du sport est d’aider les athlètes à atteindre des
niveaux de performance plus cohérents avec leur potentiel
physique, ou à gérer soigneusement leurs ressources
physiques grâce à des stratégies et techniques psychologiques
appropriées. En comprenant ces stratégies et techniques, les
professionnels de la force et de la préparation physique peuvent
concevoir des programmes d’entraînement spécifiques au sport
et même à un poste particulier, dans un objectif ultime de
maximiser les performances.
Après avoir abordé les concepts fondamentaux, nous
examinerons comment l’esprit, par le biais des cognitions, peut
influencer la performance physique, puis nous décrirons l’état
de performance idéal – le but de chaque athlète. Cet état est en
partie défini par une efficacité psychologique et physiologique
(utilisation de la quantité d’énergie mentale et physique requise
pour exécuter la tâche uniquement). Nous détaillerons les
principales influences psychologiques – motivation, attention et
éveil – sur l’acquisition des compétences et la performance, en
faisant référence à plusieurs théories sur la façon dont ces
phénomènes peuvent changer l’apprentissage psychomoteur et
la performance athlétique. Enfin, nous aborderons des
techniques qui peuvent être utilisées pour améliorer les
performances globales comme l’établissement d’objectifs, la
gestion de l’énergie, la relaxation, l’imagerie et le
développement de la confiance en soi.
RÔLE DE LA PSYCHOLOGIE DU SPORT
Un athlète est une personne qui s’engage dans une
comparaison sociale (compétition) impliquant des compétences
psychomotrices ou des prouesses physiques (ou les deux) dans
un cadre institutionnalisé, généralement sous le contrôle ou
l’évaluation du public. L’essence de la compétition sportive
consiste à se comparer aux autres et à mettre l’ego et l’estime
de soi en jeu dans un cadre régi par des règles et des
règlements. L’athlète psychologiquement bien préparé se
caractérise par l’efficacité de sa pensée et de son
comportement. L’efficacité est généralement associée à des
performances de haut niveau, lorsque les actions sont fluides et
semblent faciles. Le concept peut également être étendu à
l’activité psychologique : un athlète efficace se concentre sur
son activité, sans se disperser dans des tâches angoissantes,
catastrophistes et sans penser aux éléments extérieurs comme
les critiques du public ou de l’entraîneur.
La psychologie du sport est une discipline à multiples facettes
qui, s’appuyant sur des concepts de science de l’exercice et de
principes psychologiques, cherche à comprendre l’influence des
processus comportementaux et des cognitions sur le
mouvement. La psychologie du sport est généralement
catégorisée comme un domaine d’études scientifique au sein de
la médecine sportive, avec trois objectifs principaux :
mesurer les phénomènes psychologiques ;
étudier les relations entre
psychologiques et les performances ;
les
variables
appliquer les connaissances
améliorer les performances.
théoriques
pour
En appliquant les informations acquises grâce à une
connaissance des principes de la psychologie du sport, les
athlètes peuvent mieux gérer leurs ressources physiques,
produisant ainsi des performances plus efficaces. En réalité, de
nombreux athlètes disposent déjà de compétences mentales
solides avant d’entrer dans un programme d’entraînement, mais
cela semble souvent « arriver par hasard », sans bien
comprendre comment ces compétences ont évolué, ou même
comment les utiliser au mieux pour une performance efficace.
Tout au long de ce chapitre, nous proposerons un cadre pour
comprendre les interrelations, non seulement entre les
compétences mentales elles-mêmes, mais entre les
compétences mentales et les compétences physiques,
techniques et tactiques développées dans la salle de
musculation et sur le terrain. Cependant, notez que ces
compétences ne peuvent être vraiment efficaces que si elles
sont comprises, mises en pratique et appliquées dans le cadre
de la performance.
Comme les concepts physiques, techniques et tactiques décrits
dans le reste de ce livre, les compétences mentales doivent
également être enseignées, mises en pratique, intégrées dans
la performance et évaluées pour leur efficacité.
ÉTAT DE PERFORMANCE IDÉAL
L’état de performance idéal a été étudié sous plusieurs angles.
Williams et Krane ont recueilli auprès d’athlètes les
caractéristiques qu’ils associent généralement à cet état :
absence de peur – aucune peur de l’échec ;
aucune réflexion ou analyse des performances (liée
au stade moteur de l’automaticité) ;
une attention complètement concentrée sur l’activité
elle-même ;
un sentiment d’effort – une expérience involontaire ;
un sentiment de contrôle personnel ;
une distorsion du temps et de l’espace, dans laquelle
le temps semble ralentir.
Dans un sens, cet état de performance idéal semble représenter
tout ce que les programmes de psychologie du sport appliquée
tentent de promouvoir. Il y a une absence de pensée négative,
un fort sentiment d’efficacité et une concentration sur tout ce qui
peut contribuer à la meilleure exécution de la tâche. Un aspect
important est que les athlètes ont confiance en leurs
compétences et niveaux de conditionnement et « laissent les
choses se produire », sans interférence avec des processus
associatifs négatifs dans le cortex cérébral.
Kobe Bryant, l’un des principaux joueurs de la National BasketBall Association, décrivait ainsi cet état :
« Quand vous arrivez dans cette zone, vous êtes dans un état de confiance
suprême et vous savez que ça va rentrer. Il n’y a plus de question et de si ceci
ou si cela. Ça rentre. Les choses ralentissent. Tout ralentit et vous avez juste une
confiance suprême. Lorsque cela se produit, vous n’essayez pas de vous
concentrer sur ce qui se passe parce que vous pourriez le perdre en une
seconde.
Tout devient un bruit – vous n’entendez pas de son distinct ; tout n’est qu’un bruit
– vous ne faites pas attention à un son ou à un autre. Vous essayez juste de
rester dans le présent et de ne pas rompre ce rythme.
Encore une fois, tant que vous restez là, vous oubliez tout ce qui se passe. Vous
ne pensez pas à ce qui vous entoure, à la foule ou à l’équipe. Vous êtes un peu
comme enfermé. Il faut vraiment essayer de rester dans le présent et ne pas
casser ce rythme. »
Lien YouTube -> https://tinyurl.com/y2tyddtp
Les commentaires de Bryant renforcent abondamment bon
nombre des concepts abordés tout au long de ce chapitre. Il est
important de se rappeler que son état mental reposait en grande
partie sur un programme d’entraînement physique solide et sur
des antécédents de réussite. Bryant était capable de prouesses
physiques phénoménales, de sprints ardus, d’entraînements sur
le terrain et en musculation pendant l’intersaison. Combiné à
des performances supérieures sur le terrain de basket, un tel
effort physique préparatoire contribuait grandement à son état
psychologique concentré et confiant.
GESTION DE L’ÉNERGIE : EXCITATION, ANXIÉTÉ
ET STRESS
Pour que les athlètes soient efficaces, ils doivent apprendre à
gérer au mieux leur niveau d’énergie mentale et physique.
Les athlètes qui consomment de l’énergie dans l’inquiétude, la
colère, la frustration ou l’anxiété ont une plus grande probabilité
de distraction et une diminution de leur confiance en eux, et ont
moins d’énergie physique lorsqu’ils ont vraiment besoin de
performer. Ainsi, la capacité de garder la maîtrise de soi et de
gérer son énergie dans un environnement de performance est
une compétence critique pour tout artiste.
L’énergie mentale est générée, maintenue, épuisée et rafraîchie
via nos émotions. Les émotions sont des états émotionnels
temporaires qui surviennent en réponse à des événements et
qui ont des composantes physiologiques et psychologiques.
Ces émotions affectent l’énergie mentale et physique et peuvent
donc avoir des effets à la fois bénéfiques et néfastes sur les
performances humaines, souvent en fonction de la façon dont
elles sont interprétées. Les émotions peuvent être bénéfiques à
la performance quand elles nous excitent, nous font sentir
motivés, augmentent la confiance en nous et renforcent nos
niveaux d’engagement. Cependant, l’émotion peut être
préjudiciable lorsqu’il y en a trop ou pas assez (artiste
« surjouant » ou « trop plat ») ou lorsque nous perdons le
contrôle de nos émotions et cessons de fonctionner
efficacement dans un environnement de performance (athlète
qui ne peut pas contrôler sa colère ou sa frustration). Former les
athlètes à exploiter leurs émotions pour générer ou élever son
énergie, tout en conservant un sentiment de contrôle sur ces
émotions afin de ne pas les laisser interférer avec la
performance, est une clé pour générer cet état de performance
idéal.
En armant les athlètes avec les outils mentaux pour combattre
les pensées inappropriées, renforcer la confiance et renforcer la
motivation et l’engagement, les entraîneurs fournissent de
nombreuses compétences nécessaires pour permettre à
l’athlète de garder son sang-froid.
EXCITATION
L’entraînement offre une multitude d’expériences nouvelles et
inconnues qui créent de multiples occasions de se tester et
d’être évaluées pour leur efficacité. Pour cette raison, la
performance sportive est souvent affectée par l’excitation,
l’anxiété et le stress. Ces termes sont souvent utilisés de
manière interchangeable alors que, en réalité, ce sont des
éléments différents au sein d’une même construction.
L’excitation est simplement un mélange d’activation
physiologique et psychologique chez un individu, faisant
référence à l’intensité de la motivation à un moment donné. Par
exemple, un athlète « excité » peut ressentir une énorme
activation mentale caractérisée par des pensées positives et un
fort sentiment de contrôle, tandis qu’un athlète « placide »
pourrait ressentir une activation minimale caractérisée par des
pensées vagabondes et un sentiment d’ennui. Dans une
certaine mesure, l’excitation est toujours présente chez un
individu, et peut aller d’un état profondément endormi, ou
comateux, à très excité. En soi, il n’est pas automatiquement
associé à des événements agréables ou désagréables. Il s’agit
simplement d’une mesure de l’activation et, en tant que telle,
elle peut être indexée par des paramètres tels que la fréquence
cardiaque, la pression artérielle, l’électroencéphalographie
(EEG), l’électromyographie (EMG) et les niveaux de
catécholamines, ou avec des instruments d’autoévaluation tels
que la check-list activation-désactivation. L’excitation optimale
requise pour une performance efficace dépend de plusieurs
facteurs qui sont abordés plus loin dans le chapitre.
ANXIÉTÉ
L’anxiété est une sous-catégorie de l’excitation, en ce sens qu’il
s’agit d’un état émotionnel perçu négativement, caractérisé par
la nervosité, l’inquiétude, l’appréhension ou la peur, et associé à
une activation physiologique du corps. Parce que l’anxiété
nécessite la perception négative d’une situation par l’individu,
elle intègre une composante cognitive, appelée « anxiété
cognitive », ainsi que la réaction physique, ou « anxiété
somatique », mise en évidence par des symptômes physiques
tels que des muscles tendus, la tachycardie (rythme cardiaque
rapide) et des maux de ventre.
Le terme « anxiété » est souvent utilisé de manière confuse
pour désigner à la fois une construction de personnalité stable
et durable et un état d’humeur variable à plus court terme. Ce
sont, en fait, des constructions différentes au sein de l’état
émotionnel d’anxiété. L’état d’anxiété fait référence à une
expérience
subjective
d’appréhension
et
d’incertitude
accompagnée d’une sortie neuronale autonome et volontaire
élevée et d’une activité endocrinienne accrue. L’état d’anxiété
est une expérience généralement négative, mais ses effets sur
la performance athlétique peuvent être positifs, négatifs ou
indifférents, selon des facteurs tels que le niveau de
compétence, la personnalité de l’athlète et la complexité de la
tâche à effectuer.
L’état d’anxiété est distinct mais lié à l’anxiété chronique qui se
définit par une variable de personnalité ou une disposition
relative à la probabilité que l’on percevra un environnement
comme menaçant. En substance, l’anxiété chronique sert
d’amorce à l’athlète pour ressentir l’état d’anxiété. L’anxiété liée
au caractère affecte également le niveau d’excitation approprié
pour un individu donné. Les personnes présentant des niveaux
élevés d’anxiété chronique ont tendance à inonder la capacité
d’attention avec des cognitions non pertinentes pour la tâche,
telles que des pensées d’échec, de catastrophe ou des
préoccupations axées sur l’ego. Lors d’une prise de décision
complexe, ces signaux exigeants sur le plan de l’attention
pourraient compromettre l’attention sélective d’un joueur.
L’athlète éprouvant une faible anxiété chronique peut gérer des
niveaux de pression plus élevés en raison de la probabilité
réduite de s’engager dans une telle « catastrophisation »
personnelle.
Dans un état non anxieux, l’excitation est sous le contrôle de
l’athlète. Cet état peut être élevé ou abaissé au besoin. L’athlète
qui est bien préparé psychologiquement connaît la zone
appropriée pour une performance optimale et peut la gérer en
conséquence. Dans un état anxieux, l’excitation est relativement
incontrôlée. En général, l’excitation est trop élevée pendant les
périodes où l’état d’anxiété est inefficace : les muscles
squelettiques sont tendus, le cœur bat la chamade et des
pensées négatives apparaissent. Ce manque d’efficacité
physique et psychologique est généralement déclenché par
l’incertitude d’un événement présent ou prévu. Au moins trois
facteurs importants sont généralement présents :
un degré élevé d’implication de l’ego, dans lequel
l’athlète peut percevoir une menace pour l’estime de soi ;
un écart perçu entre ses capacités et les exigences de
réussite sportive ;
une peur des conséquences de l’échec (comme une
perte d’approbation de la part des coéquipiers, de
l’entraîneur, de la famille ou des pairs).
Étant donné que ces constructions de l’anxiété et de l’excitation
sont complexes et interdépendantes, la figure 8.1 résume les
interrelations de l’excitation, de l’état d’anxiété, de l’anxiété
chronique et des composantes cognitives et somatiques de
l’anxiété.
L’état d’anxiété est l’expérience réelle de
l’appréhension et de l’excitation incontrôlée. L’anxiété
chronique est une caractéristique de la personnalité,
qui représente une disposition latente à percevoir les
situations comme menaçantes.
STRESS
Le stress est défini comme un déséquilibre substantiel entre la
demande (physique, psychologique, ou les deux) et la capacité
de réponse, dans des conditions où le non-respect de cette
demande a des conséquences importantes. Un stresseur est un
événement environnemental ou cognitif qui déclenche le stress
(la réponse au stress). Le stress peut être décrit comme un état
négatif (détresse) ou positif (eustress). Les deux génèrent de
l’excitation, mais ce n’est que lorsque la perception du facteur
de stress est négative – la détresse – qu’elle génère également
de l’anxiété. Par conséquent, la détresse comprend l’anxiété
cognitive et somatique, tandis que l’eustress comprend l’énergie
mentale positive et l’excitation physiologique.
INFLUENCE DE L’EXCITATION ET DE L’ANXIÉTÉ
SUR LA PERFORMANCE
Une fois la compréhension de ces concepts généraux
d’excitation, d’anxiété et de stress maîtrisée, l’étape suivante
consiste à déconstruire comment ces éléments émotionnels
influencent la performance.
Pourquoi l’excitation affecte-t-elle un athlète de manière
bénéfique et un autre de manière préjudiciable ? Ce paragraphe
examine un certain nombre de théories et de modèles qui
tentent d’expliquer cette relation entre l’excitation et la
performance. Il commence par la construction de base – la
théorie de la transmission de Hull – puis se fonde sur celle-ci
pour aborder la théorie du U inversé de Yerkes et Dodson,
décrivant les influences médiatrices du niveau de compétence,
de la complexité des tâches et de la personnalité. D’autres
théories connexes qui expliquent davantage cette relation sont
décrites, y compris les zones individuelles de fonctionnement
optimal de Hanin, la théorie des catastrophes de Fazey et Hardy
et enfin la théorie de l’inversion de Kerr.
THÉORIE DE LA CONDUITE
Lorsque les chercheurs ont commencé à étudier la relation
entre l’excitation et la performance, ils pensaient qu’elle suivait
une progression directe et linéaire. La théorie de la pulsion de
Hull propose qu’à mesure de l’augmentation de l’excitation ou
de l’anxiété d’un individu, les performances augmentent
également. Ainsi, plus les athlètes sont excités, plus ils sont
performants. Cela peut être vrai lorsqu’un athlète passe de
niveaux d’excitation relativement faibles à des niveaux plus
élevés, mais la plupart reconnaissent que trop d’excitation n’est
pas toujours positive, car les athlètes peuvent clairement être
trop « stimulés » pour bien performer. Selon la compétence et le
niveau d’expérience de l’athlète, la complexité de l’activité, ou
l’ensemble de ces facteurs, une plus grande excitation peut être
bénéfique, mais elle peut en fait aussi être préjudiciable.
Lorsque les gens exécutent des compétences simples ou bien
apprises, un niveau d’excitation plus élevé peut être bénéfique à
la performance. Cependant, plus une habileté donnée devient
complexe, ou moins l’athlète a d’expérience avec cette habileté,
plus l’excitation peut produire des résultats de performance
catastrophiques.
※ NIVEAU DE COMPÉTENCE
Le niveau de compétence d’un athlète peut augmenter la
latitude de l’excitation optimale : plus un athlète a développé
d’habiletés, mieux il peut performer pendant des états
d’excitation inférieurs ou supérieurs à l’optimum. Au début de
l’apprentissage d’une habileté, l’athlète est à un stade d’analyse
ou de cognition. Cela signifie qu’il doit penser à ses actions. Par
exemple, un joueur de basket-ball novice doit être conscient du
ballon quand il dribble et doit consacrer une certaine attention à
cette tâche.
À un niveau d’excitation donné, les pensées inquiétantes
rivalisent avec une capacité d’attention déjà occupée aux détails
de la performance motrice (dribble). Si une nouvelle situation
intervient soudainement, l’esprit du novice est déjà occupé et il
peut ne pas le voir.
Le point d’excitation optimal est plus faible pour les athlètes
moins qualifiés que pour les joueurs plus experts. Par
conséquent, les entraîneurs devraient réduire la stimulation et
les
responsabilités
décisionnelles
des
athlètes
en
développement ou non titulaires ( joueurs qui manquent
d’expérience en compétition) et les obliger à se concentrer sur
des tâches simples pour éviter une surcharge attentionnelle.
Lorsque l’on coache des haltérophiles pendant une compétition
importante, les instructions aux novices doivent être simples,
claires et directes. Lorsqu’ils connaissent des succès, la
confiance en soi qui en découle peut réduire les pensées
négatives et le sentiment d’incertitude qui caractérise
généralement ces athlètes.
※ COMPLEXITÉ DES TÂCHES
Un deuxième facteur qui influence le niveau d’excitation
approprié pour atteindre des performances optimales est la
complexité de la tâche. La plupart des compétences athlétiques
sont extrêmement complexes d’un point de vue biomécanique,
mais la complexité la plus préoccupante concerne la prise de
décision consciente. Par exemple, la course à pied est une
tâche très complexe en termes de contrôle moteur et
d’anatomie fonctionnelle, mais les athlètes n’ont heureusement
pas à consacrer beaucoup d’attention à l’action coordonnée. En
fait, l’action peut devenir altérée et inefficace si elle est trop
réfléchie, car cela modifie les séquences neuronales pour
l’initiation du mouvement. Du point de vue de l’attention, les
compétences simples ou bien apprises sont moins affectées par
un haut niveau d’excitation, car elles ont peu d’indicateurs
pertinents à surveiller. Heureusement, l’excitation physiologique,
qui accompagne généralement l’excitation émotionnelle, peut
alors être bénéfique. Cependant, la situation est radicalement
inversée pour les compétences qui nécessitent un effort de
prise de décision conscient, comme celles requises par un
gardien de but de football ou un receveur de baseball qui fait
face à un lancer sur base. Dans ces cas, l’excitation doit être
maintenue à un niveau relativement faible en raison de la
nécessité de maintenir une concentration plus large afin de
reconnaître les signaux pertinents.
THÉORIE DU U INVERSÉ
S’appuyant sur la relation de base décrite dans la théorie de la
pulsion, Yerkes et Dodson ont proposé l’un des principes
majeurs de la relation excitation-performance : la théorie du U
inversé. En synthèse, cette théorie affirme que l’excitation
facilite la performance jusqu’à un niveau optimal, au-delà duquel
de nouvelles augmentations de l’excitation sont associées à une
performance réduite. La figure 8.2 illustre graphiquement cette
relation. La plupart des entraîneurs et des athlètes adhèrent
intuitivement à cette hypothèse, car ils ont tous connu de
mauvaises performances lorsqu’ils se sentaient placides ou
sous-excités, ou à l’inverse trop « excités » ou « hors de
contrôle ». La théorie du U inversé aide les entraîneurs et les
athlètes à comprendre pourquoi l’excitation affecte la
performance et leur permet de mieux contrôler le niveau
d’excitation approprié pour un athlète donné et dans un sport
donné. Il convient toutefois de noter que la forme générique de
la courbe dans cette relation a été critiquée, car elle ne prend
pas en compte les influences individuelles des compétences,
des capacités, de l’expérience et de la complexité des tâches,
comme décrit précédemment.
ZONES INDIVIDUELLES DE LA THÉORIE
DU FONCTIONNEMENT OPTIMAL
Le Docteur Hanin a observé les interactions des facteurs
individuels qui affectent l’excitation optimale pour la
performance et a développé la notion de zones individuelles
dans la théorie du fonctionnement optimal. Il soutient que
différentes personnes, dans différents types de performance,
fonctionnent mieux avec des niveaux d’excitation très différents.
Cette théorie diffère de la théorie du U inversé à deux égards :
la performance idéale ne semble pas toujours se produire au
milieu du continuum d’excitation, et plutôt que de n’avoir qu’un
seul point d’excitation optimal précis auquel la performance se
produit, il existe une petite plage, ou bande passante, de niveau
d’excitation dans laquelle la performance peut survenir. De plus,
Hanin a proposé l’existence d’émotions positives et négatives
(excitation, nervosité) qui peuvent générer des améliorations de
la performance, tout comme il y a des émotions positives et
négatives (sentiment de confort, ennui) qui peuvent affaiblir les
performances. Cette proposition est importante car elle
reconnaît que toute émotion spécifique peut être perçue
positivement par un athlète mais négativement par un autre.
Ainsi, dans la pratique, les athlètes peuvent se souvenir
rétrospectivement de l’excitation associée à plusieurs de leurs
performances qui différaient en qualité. Ils peuvent ensuite
surveiller les émotions et les niveaux d’excitation avant une
compétition importante et faire des ajustements pour augmenter
les chances d’atteindre cette zone idéale individuelle.
THÉORIE DE LA CATASTROPHE
Selon Hardy, l’évaluation des dimensions cognitives et
somatiques de l’excitation peut aiguiser la capacité de prédire
(et donc de contrôler) leur impact sur la performance. Des
hypothèses antérieures associées à la théorie du U inversé
soutenaient que l’augmentation de l’excitation au-delà du niveau
optimal entraînait une baisse progressive et proportionnée de la
performance. Cependant, l’observation nous montre que ce
n’est pas toujours le cas – un athlète peut subir un déclin sévère
et catastrophique plutôt qu’un déclin progressif quadratique ou
curviligne des performances, ou encore restaurer un degré de
calme n’apporte pas nécessairement un retour au niveau de
performance affiché avant la baisse. Dans ce modèle, appelé
« la théorie de la catastrophe », l’excitation somatique a une
relation curviligne en U inversé avec la performance athlétique,
tandis que l’anxiété cognitive montre une relation négative
constante avec la performance. Lorsque l’augmentation de
l’excitation physiologique se produit en présence d’anxiété
cognitive, une baisse soudaine – plutôt qu’une baisse graduelle
– des performances se produit. L’implication pratique de cette
théorie est que les structures d’excitation doivent être plus
clairement délimitées, comme l’anxiété cognitive, l’excitation
physiologique, l’anxiété somatique ou une combinaison de
celles-ci.
THÉORIE DE L’INVERSION
L’interprétation de Kerr de la théorie de l’inversion postule que la
manière dont l’excitation et l’anxiété affectent la performance
dépend de l’interprétation individuelle de cette excitation.
Essentiellement, un athlète pourrait interpréter des niveaux
élevés d’excitation comme une excitation et une indication de la
préparation à la performance, tandis qu’un autre athlète,
éprouvant la même émotion au même niveau d’excitation,
interpréterait ce sentiment comme désagréable et reflétant un
manque de confiance. Cette idée implique que les athlètes ont
la capacité d’inverser l’interprétation de leur propre excitation :
au lieu de percevoir l’excitation élevée comme effrayante et
inquiétante, ils peuvent choisir d’inverser leur perception et
d’interpréter l’excitation comme reflétant la stimulation et
l’anticipation. Cette théorie est importante car elle souligne que
l’interprétation de l’excitation, et pas seulement de son niveau,
est importante. De plus, cela montre que la manière dont
l’excitation et l’anxiété influencent la performance – qu’elles
soient bénéfiques ou nuisibles à la performance – est sous le
contrôle de l’individu.
MOTIVATION
Comme mentionné précédemment dans ce chapitre, la
motivation est un facteur psychologique principal dans
l’acquisition et l’effectivité de la performance des habiletés
motrices. La motivation peut être définie comme l’intensité et la
direction de l’effort. Certains aspects des phénomènes de
motivation sont mis en évidence dans les paragraphes suivants.
Nous aborderons d’abord la motivation intrinsèque et
extrinsèque, qui influence grandement le désir de l’athlète de
s’entraîner et de concourir. Ensuite, nous nous attarderons sur
la motivation à la réussite, qui aide à expliquer les différences
individuelles de compétitivité. Enfin, le renforcement positif et
négatif sera détaillé dans la mesure où il s’applique à
l’apprentissage des compétences et à la performance.
MOTIVATION INTRINSÈQUE ET EXTRINSÈQUE
La motivation intrinsèque est importante pour tout athlète. Deci
a défini cette construction comme un désir d’être compétent et
autodéterminé. Avec une motivation intrinsèque, les athlètes
sont motivés en raison de leur amour du jeu et de la
récompense inhérente qu’ils ressentent de la participation. C’est
une motivation qui vient de l’intérieur de l’athlète et qui
s’exprime indépendamment de l’existence d’une récompense ou
d’une punition matérielle. Les athlètes à motivation intrinsèque
se concentrent sur la joie ou le plaisir qu’ils ressentent dans
l’activité et souhaitent généralement apprendre et s’améliorer en
raison de l’état dans lequel il se trouve. Comment maintenir ou
encourager un état aussi souhaitable ? La réponse réside dans
la définition de Deci, qui met l’accent sur le succès
(compétence) et le fait d’être « seul maître à bord »
(autodétermination). Des objectifs appropriés, en particulier des
objectifs de processus ou de performance, peuvent accroître la
compétence perçue. De plus, donner à l’athlète une certaine
latitude dans la prise de décision augmente la perception de
l’autodétermination. Bien qu’un comportement autoritaire soit
parfois justifié dans le sport, dans la mesure où des directives
claires sont nécessaires dans un environnement stressant et
compétitif, un manque total de responsabilités déléguées
pourrait entraîner une perte d’initiative et de dynamisme chez
les athlètes.
À l’inverse, la motivation extrinsèque est une motivation qui
provient d’une source externe par opposition à une source
interne. Il en existe de nombreux exemples, car elle est fondée
sur une construction de récompense individualisée. Les
récompenses extrinsèques les plus courantes dans les milieux
sportifs sont les médailles, les trophées, les éloges des
entraîneurs et des coéquipiers, l’approbation sociale et la peur
de la sanction. Il convient de noter que les athlètes ont rarement
une motivation uniquement intrinsèque ou uniquement
extrinsèque : ils présentent plutôt des degrés variables le long
de ce continuum de motivation en fonction de l’activité, de leurs
perceptions de la compétence, du niveau d’importance de
l’activité et d’une foule d’autres variables.
MOTIVATION À LA RÉUSSITE
Dans la construction générale de la motivation, il existe un type
plus spécifiquement ciblé appelé « motivation à la réussite », qui
fait référence aux efforts d’une personne pour maîtriser une
tâche, atteindre l’excellence, surmonter les obstacles et
s’engager dans la compétition ou la comparaison sociale.
Toutes choses étant égales entre deux athlètes, celui qui a le
plus de motivation pour la réussite sera le meilleur athlète car il
a un plus grand appétit pour la compétition.
Mc Clelland et ses collègues ont émis l’hypothèse que toutes
les personnes ont en elles-mêmes des traits de personnalité
opposés : la raison de réussir (RR) et la raison d’éviter l’échec
(REE). La RR se rapporte à la capacité de ressentir de la fierté
dans ses réalisations et se caractérise par un désir de se mettre
au défi et d’évaluer ses capacités. D’autre part, la REE
concerne le désir de protéger son ego et son estime de soi.
Malgré son nom, la REE ne vise pas vraiment à éviter l’échec
en tant que tel. Il s’agit plutôt d’éviter la perception de la honte
qui accompagne l’échec.
En règle générale, les athlètes dominés par la RR sont les plus
intrigués par des situations incertaines ou difficiles, avec une
probabilité de réussite d’environ 50 %. Cela crée des
opportunités pour évaluer ses capacités. D’un autre côté, les
joueurs dominés par la REE sont plus à l’aise dans les
situations où il est très facile de réussir (évitant ainsi la honte)
ou à ce point difficile qu’il n’y aurait aucune chance de gagner
(encore une fois, éliminant la probabilité de ressentir de la
honte). À des niveaux plus élevés d’implication dans le sport, il
est peu probable que les athlètes soient dominés par la REE,
mais ils afficheront certainement des niveaux de graduation
dans la compétitivité. Confronté à un objectif très difficile,
comme gagner une quantité importante de masse musculaire
maigre pendant la phase d’hypertrophie d’un cycle périodisé,
l’individu dominé par la REE pourrait réduire l’effort parce qu’il
craindra l’échec et ressentira une menace pour l’estime de soi (il
pourrait également prétendre que l’objectif est irréaliste), alors
que l’individu dominé par le REE pourra intensifier ses efforts en
réponse au défi et ne percevoir aucune menace.
ASPECTS MOTIVATIONNELS
DE L’APPRENTISSAGE DES COMPÉTENCES
(ENTRAÎNEMENT AUTOCONTRÔLÉ)
En plus de fournir à l’individu des informations pour l’acquisition
de compétences, l’entraînement, les instructions et le feed-back
peuvent également agir comme facteurs de motivation pour
améliorer les performances. Les horaires d’entraînement qui
répondent aux besoins psychologiques fondamentaux
d’autonomie, de compétence et de lien social peuvent influencer
la motivation. La littérature concernant l’apprentissage moteur
exprime un intérêt grandissant quant au rôle de l’entraînement
autocontrôlé dans l’amélioration de la motivation, de la
performance et de l’apprentissage des compétences.
L’entraînement autocontrôlé implique l’athlète dans les
décisions liées à la structure de l’entraînement, y compris quand
recevoir des feed-backs ou quelle compétence travailler. Cela
implique également de simplement demander aux athlètes
comment ils pensent procéder. Cela favorise une implication
plus active dans la session d’entraînement et peut améliorer les
sentiments de compétence et d’autonomie. Grâce à cette
motivation accrue, les performances et l’apprentissage
s’améliorent. Faire participer les athlètes à certaines décisions
liées au programme d’entraînement est un moyen simple mais
efficace de les aider à atteindre leurs objectifs de performance
sportive. Les concepts d’instructions, de feed-backs et
d’horaires de pratique sont abordés de façon détaillée plus loin
dans ce chapitre.
RENFORCEMENTS POSITIF ET NÉGATIF
DU COACHING
Les entraîneurs peuvent également bénéficier de la
compréhension des concepts de « renforcements positif et
négatif », et de « punitions positive et négative », en ce qui
concerne la motivation. Le renforcement positif est l’acte
d’augmenter la probabilité d’occurrence d’un comportement
donné (un comportement cible, comme un jeu de jambes
correct en basket-ball, est appelé un « opérant ») en le faisant
suivre d’une action positive, d’un objet ou d’un événement tel
que des éloges, des décalcomanies sur le casque ou des prix et
récompenses. Le renforcement négatif augmente également la
probabilité d’occurrence d’un opérant donné, mais il est
accompli par la suppression d’un acte, d’un objet ou d’un
événement qui est généralement aversif. Par exemple, si
l’équipe était trop enthousiaste ou tumultueuse à l’entraînement
(l’opérant est l’enthousiasme et l’agitation), l’entraîneur pourrait
annoncer qu’aucun sprint court ne sera effectué à la fin de la
séance. Ce style de renforcement de l’entraînement concentre
l’attention sur ce que l’athlète fait correctement.
D’autre part, la punition est conçue pour diminuer la fréquence
d’un opérant donné, c’est-à-dire des comportements négatifs
tels que des erreurs ou un manque d’effort. La punition positive
est la présentation d’un acte, d’un objet ou d’un événement
suite à un comportement qui pourrait diminuer l’occurrence du
comportement. Un exemple est de réprimander un joueur après
une erreur, ou d’obliger un athlète à faire des pompes ou des
sprints après avoir perdu la balle. La punition négative, ou la
suppression de quelque chose de précieux, pourrait prendre la
forme de révocation de privilèges ou de temps de jeu, comme
dans le cas d’un passage sur le banc. Bien que les entraîneurs
utilisent un mélange de récompense et de punition, le
renforcement (la récompense) ou une approche positive est
sans doute plus bénéfique parce qu’il se concentre sur ce que
les athlètes devraient faire et sur ce qu’ils ont bien fait (appelé
« feed-back positif spécifique »). Le renforcement (positif et
négatif ) augmente la concentration sur la tâche plutôt que la
crainte. Une focalisation sur la tâche facilite le temps de réaction
et la prise de décision. Avec le renforcement, les athlètes
construisent également des souvenirs à long terme de réussite,
d’estime de soi, d’auto-efficacité et de confiance. Les
expériences réussies permettent de rendre plus positive la
conception de la compétition chez l’athlète et d’en faire une
opportunité de performer. Bien sûr, les entraîneurs peuvent
punir le manque d’effort injustifié, mais il semble inefficace de
punir les athlètes pour leurs erreurs s’ils font l’effort de travailler
correctement.
ATTENTION ET CONCENTRATION
La capacité de concentration de l’athlète peut être mieux
comprise grâce à la construction de l’attention. L’attention est
définie comme le traitement des signaux environnementaux et
internes qui arrivent à la conscience. L’attention consciente d’un
athlète est constamment bombardée d’une variété de stimuli
externes et de pensées internes vers laquelle la conscience
peut être orientée. La capacité d’inhiber la prise de conscience
de certains stimuli afin d’en traiter d’autres est appelée
« attention sélective » : elle supprime les signaux non pertinents
pour la tâche (personnes sur la touche, avions survolant le
stade) afin de traiter les signaux pertinents pour la tâche dans
un espace attentionnel limité. Pour un lanceur de baseball, les
indices pertinents à la tâche peuvent inclure les tendances du
frappeur et les emplacements des coureurs sur la base.
Les entraîneurs de football américain exploitent souvent le
potentiel stratégique d’une attention sélective de leurs
adversaires en appelant un temps mort juste avant une tentative
de « field goal ». Pendant le temps mort, l’adversaire pourrait,
de manière sélective, s’intéresser davantage aux pensées non
pertinentes pour la tâche, comme les doutes sur ses capacités
et le risque d’échec, plutôt qu’aux pensées plus bénéfiques de
confiance en soi ou de consignes de jeu. Les botteurs de
précision peuvent faire face à ce défi d’anxiété et d’attention en
passant en revue mentalement une check-list, communément
appelée « routine », qui oriente consciemment les pensées vers
des préoccupations pertinentes et contrôlables (respirer, vérifier
le gazon, étirer les ischio-jambiers).
COMMENT APPLIQUER
LES RENFORCEMENTS POSITIFS
ET NÉGATIFS ?
Les entraîneurs devraient généralement
souscrire à une stratégie de renforcement
pour aider les athlètes à se concentrer sur ce
qu’ils font correctement.
La punition devrait être utilisée avec
parcimonie, car elle augmente la probabilité
que les athlètes se concentrent sur ce qu’ils
ne font pas correctement.
Dans des conditions qui favorisent une
focalisation
étroite
de
l’attention,
le
renforcement positif aide à se concentrer sur
les signaux liés à la tâche, tandis que la
punition inonde la capacité d’attention avec
une prédominance de signaux non pertinents
pour la tâche.
Le principe sous-jacent important est d’avoir un ensemble de
pensées qui empêche activement d’avoir d’autres pensées
inquiétantes en raison de la capacité limitée de la mémoire de
travail. Cette lacune humaine peut être mise à profit. Avant de
soulever un poids important, l’athlète peut par exemple utiliser
des phrases clés pour se concentrer sur les signaux liés à la
tâche, et associés à la portance, tels que le placement du pied,
la position du dos, le point de concentration visuelle et l’angle du
genou pendant un squat. Cette stratégie peut réduire les
distractions, ce qui décourage souvent l’effort optimal. De telles
stratégies de concentration peuvent favoriser la cohérence
mentale pendant l’état préparatoire, ce qui à son tour peut
favoriser la cohérence physique – la marque d’un athlète
qualifié.
Il est également important de noter que la capacité de
concentrer son attention sur les indices inhérents à la tâche et
de contrôler la distraction est une compétence qui peut être
apprise et qui s’améliore avec l’expérience. Selon la théorie
classique de Fitts et Posner, l’athlète progresse en trois étapes
lorsqu’il apprend de nouvelles habiletés motrices. La première
étape, appelée « étape cognitive », se caractérise par une
régulation consciente et sans effort du mouvement. Autrement
dit, l’athlète doit penser aux détails de la tâche. Lors de la
deuxième étape, dite « étape associative », l’athlète doit se
concentrer sur la tâche mais se soucie moins des détails du
mouvement. Enfin, l’athlète atteint le troisième stade,
« l’automaticité », au cours duquel l’esprit est détendu et
l’habileté est exécutée automatiquement sans réfléchir. En
supposant une instruction et un coaching appropriés, l’esprit
détendu se concentre uniquement sur ce qui est pertinent pour
la tâche à ce moment et, en même temps, filtre
automatiquement tous les signaux non pertinents. Atteindre
l’automaticité de l’action et la clarté de la pensée qui
l’accompagne souvent est un objectif pour de nombreux
athlètes.
L’attention sélective, communément appelée « niveau
de concentration » par les athlètes, est la suppression
des stimuli et des pensées sans rapport avec la tâche.
STYLES ATTENTIONNELS
Nideffer a formulé un concept important en psychologie du sport
lorsqu’il a émis l’hypothèse que les individus ont tendance à
éprouver des catégories changeantes de styles attentionnels
pendant la performance. Ces catégories sont caractérisées par
deux dimensions : la direction (interne-externe) et la largeur
(large-étroite). La première dimension fait référence à une
perspective introspective par rapport à une perspective orientée
vers l’extérieur, tandis que la deuxième dimension fait référence
à une orientation intégrative (expansive) par rapport à une
orientation hautement sélective. Ces dimensions se produisent
chacune sur des continuums qui se chevauchent, créant quatre
« quadrants » de concentration attentionnelle : le large externe,
dans lequel l’athlète évalue la situation en regardant
l’environnement et divers éléments à l’intérieur ; le vaste interne,
dans lequel l’athlète traite les informations et élabore une
stratégie ; l’étroit interne, dans lequel l’athlète répète
mentalement l’action à venir ; et l’étroit externe, dans laquelle
l’athlète se concentre spécifiquement sur un ou deux signaux
externes pour générer une action. Ces constructions et leurs
relations les unes avec les autres sont illustrées à la figure 8.3.
Comprendre les styles attentionnels peut améliorer l’efficacité
du coaching. Par exemple, un joueur qui a tendance à être
surchargé de stimuli externes peut être entraîné à se concentrer
sur un signal important, tel que le jeu de jambes d’un
adversaire. Les athlètes qui semblent se perdre dans leur
propre tête pourraient s’entraîner à décrire à haute voix, à un
entraîneur, ce qu’ils ressentent lors d’une fente. Sans un tel
coaching, ces joueurs seraient probablement attentifs aux
signaux inappropriés et réagiraient trop lentement.
TECHNIQUES PSYCHOLOGIQUES POUR
AMÉLIORER LA PERFORMANCE
Améliorer l’utilisation des compétences mentales peut améliorer
les performances sur les terrains de sport, dans les salles de
musculation et sur les terrains d’entraînement, et peut
également se transformer en de meilleures performances dans
tous les domaines de la vie. Des situations au travail, à
l’université et même lors de toute interaction sociale générale,
dans n’importe quel domaine, peuvent être améliorées avec un
peu d’attention consacrée au renforcement des compétences
mentales. Ces habiletés psychologiques sont assez similaires
aux habiletés physiques, techniques et tactiques dans la
mesure où elles peuvent être enseignées et apprises. Elles
doivent aussi être pratiquées régulièrement si elles doivent
générer un changement de comportement à long terme. La
section suivante présente plusieurs de ces compétences
psychologiques qui peuvent être intégrées à l’entraînement pour
améliorer la performance globale.
TECHNIQUES DE RELAXATION POUR CONTRÔLER
L’EXCITATION ET L’ANXIÉTÉ ÉLEVÉES
Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour aider les
athlètes à gérer leurs processus psychologiques par la
relaxation. Les techniques de relaxation sont conçues pour
réduire l’excitation physiologique et augmenter la concentration
liée à la tâche. Ces techniques sont importantes lorsque les
gens exécutent des tâches complexes ou en pratiquent de
nouvelles, lorsqu’ils font face à des situations de pression ou
lorsqu’une concentration délibérée est nécessaire.
※ RESPIRATION DIAPHRAGMATIQUE
Une technique simple pour atteindre un niveau plus élevé de
relaxation
physique
et
mentale
est
la
respiration
diaphragmatique. Appelée « respiration du ventre », cette forme
de respiration est une technique de gestion du stress de base et
le point de départ de pratiquement toutes les autres techniques
d’entraînement mental. Il concentre l’attention sur le processus
de respiration pour éclaircir l’esprit et donc augmenter la
concentration. Au cours de tout exercice d’entraînement mental,
les athlètes doivent essayer de s’engager dans une respiration
rythmique profonde d’une manière détendue et naturelle.
Physiologiquement, cette forme de respiration a une influence
majeure sur la fréquence cardiaque et la tension musculaire en
raison des mécanismes de rétroaction qui relient les centres de
contrôle respiratoire et cardiaque dans le tronc cérébral.
L’inspiration relativement profonde, suivie d’une expiration
contrôlée, modifie l’équilibre du système nerveux autonome
(SNA), de sorte qu’une augmentation du tonus vagal ou de
l’activité parasympathique peut se produire. La branche
parasympathique de l’ANS favorise l’effet opposé à la réponse
de lutte ou de fuite à médiation sympathique. Ainsi, la
respiration rythmique peut diminuer la stimulation neurale des
muscles et des organes squelettiques (cœur, poumons, foie),
entraînant un sentiment de relaxation profonde.
La respiration diaphragmatique nécessite que l’attention soit
dirigée vers la région abdominale. Il est préférable de se
familiariser avec cela à partir d’une position debout afin que la
respiration ne soit pas inhibée. L’athlète doit laisser les bras
pendre librement et se concentrer sur la relaxation, en
particulier dans la région du cou et des épaules, en prenant
d’abord quelques respirations profondes. Ensuite, l’athlète doit
détendre les muscles abdominaux afin qu’ils apparaissent
flasques. L’initiation de chaque respiration doit se produire
simultanément avec la protrusion détendue des muscles
abdominaux ; placer une main sur l’abdomen donne une
rétroaction pour s’assurer que l’abdomen dépasse à l’initiation
de chaque respiration. À chaque respiration, l’abdomen devrait
se distendre naturellement. Lorsque cette partie de la technique
est effectuée correctement, le diaphragme (muscle à la base
des poumons) se contracte et tombe, permettant une respiration
plus profonde. Il s’agit de la première étape de la prise d’une
inhalation maximale. L’ensemble du processus d’inhalation se
déroule en trois zones et étapes différentes : le bas de
l’abdomen, le milieu et enfin le haut de la poitrine. La respiration
diaphragmatique peut être combinée avec des techniques de
relaxation musculaire plus dynamiques comme la relaxation
musculaire progressive et l’entraînement autogène.
※ RELAXATION MUSCULAIRE PROGRESSIVE (RMP)
Pour atteindre un niveau approprié d’activation cognitive et
somatique avant la performance, les athlètes peuvent recourir à
la relaxation musculaire progressive (RMP). La relaxation
musculaire progressive est une technique par laquelle
l’excitation psychologique et physique est autorégulée par le
contrôle de la tension des muscles squelettiques. En synthèse,
en passant par une série de phases de tension musculaire et de
relaxation alternées, l’athlète apprend à prendre conscience de
la tension somatique et donc à la contrôler. L’idée est qu’un
corps détendu favorise un esprit détendu.
Ces cycles de tension et de relaxation progressent d’un groupe
musculaire à l’autre jusqu’à ce que tous les groupes
musculaires soient détendus de manière optimale. Chaque
cycle implique une tension maximale de chaque muscle
pendant une courte période de temps (dix-quinze secondes),
suivie d’une tentative consciente de détendre complètement ce
muscle, avant de passer au groupe musculaire suivant. Avec la
pratique, un athlète apprend à discerner rapidement la
différence entre un muscle tendu et un muscle détendu, puis à
être actif pour générer la relaxation musculaire nécessaire.
Dans de nombreux cas, un effet secondaire positif de la
réduction de la tension musculaire est une augmentation des
mouvements doux, fluides ou efficaces ainsi qu’une
augmentation de l’amplitude des mouvements autour de
l’articulation. Cela peut être une technique d’autorégulation
efficace pour certains athlètes avant l’entraînement ou la
compétition, ou même pendant un moment intense d’une
compétition donnée. Cependant, il convient de noter que
lorsque les athlètes commencent à utiliser la RMP, cela peut
être suivi d’une période de léthargie. Par conséquent, les
athlètes devraient pratiquer cette technique dans les jours
précédant la compétition (plutôt que le jour même) pour
déterminer son impact individuel.
※ ENTRAÎNEMENT AUTOGÈNE
Pour les athlètes qui sont blessés ou qui, pour une raison
quelconque, trouvent inconfortable ou peu pratique d’éprouver
des niveaux de tension musculaire élevés, le cycle de RMP
pour chaque groupe musculaire peut être remplacé par un état
d’attention qui se concentre simplement sur le sentiment de
chaleur et de lourdeur pour un membre particulier ou groupe
musculaire. Ce type de technique, appelé « entraînement
autogène », consiste en une série d’exercices conçus pour
produire des sensations physiques dans le corps –
généralement de la chaleur et de la lourdeur. Parce que
l’entraînement autogène élimine le besoin de niveaux
inconfortables de tension musculaire dans les cycles de
contraction-relaxation, les athlètes plus âgés ou les athlètes en
rééducation après une blessure peuvent trouver que cet
entraînement est une alternative intéressante à la RMP.
Les techniques de relaxation sont conçues pour
réduire l’excitation physiologique et augmenter la
concentration liée à la tâche. Ces techniques sont
extrêmement importantes lorsque l’on exécute des
tâches complexes ou nouvelles, ou dans des
situations de haute pression.
※ DÉSENSIBILISATION SYSTÉMATIQUE
Parfois, les peurs sont apprises en associant des stimuli
auparavant neutres à un événement stressant. Par exemple, un
adulte non nageur qui a vécu un événement menaçant dans
l’eau pendant son enfance peut éviter les activités autour de
l’eau en raison de cette association apprise. Cette personne
peut devenir effrayée et donc tendue en faisant des exercices
de musculation de base ou d’étirement dans une piscine, même
s’ils ne nécessitent aucune compétence en natation. Cet
exemple illustre l’importance de comprendre la science de
l’exercice. Par exemple, le milieu aquatique est d’une grande
aide pour améliorer la souplesse. Cependant, pour bénéficier au
maximum d’un programme d’étirements, un participant doit
apprendre à se détendre complètement. Si le but de la séance
en piscine est d’améliorer la souplesse, l’incapacité d’un nonnageur à se détendre dans l’environnement pourrait facilement
empêcher des gains de souplesse.
Une technique qui aide un athlète à affronter ou à réduire sa
peur est la désensibilisation systématique (DS). La
désensibilisation systématique combine des techniques
mentales et physiques qui permettent à un athlète de remplacer
une réponse de peur à divers signaux par une réponse de
relaxation. Comme la formation à la gestion du stress cognitifaffectif (SCA) et l’entraînement à l’inoculation du stress (IS), la
désensibilisation systématique apprend à l’athlète comment
utiliser une réponse d’adaptation spécifique fondée sur les
compétences de relaxation pour contrôler l’excitation cognitive.
Ce processus de remplacement adaptatif et appris, principe de
base de la DS, est appelé « contre-conditionnement ».
Pour pratiquer la technique, un athlète doit être raisonnablement
compétent à la fois en RMP et en imagerie mentale. L’athlète
doit construire une hiérarchie (ou progression) des événements
et des situations qu’il perçoit spécifiquement comme effrayants.
Par exemple, une gymnaste de compétition qui a subi une
blessure grave sur la poutre peut énumérer une série de scènes
effrayantes, allant de l’échauffement avant l’événement au
mouvement réel qui a précipité la blessure.
Dans un cadre où l’athlète est détendu, il visualise la première
scène et éprouve un léger degré d’anxiété. En même temps, la
respiration diaphragmatique, la RMP ou une autre technique de
relaxation physique est instituée, et une forte réponse de
relaxation devrait théoriquement surmonter le syndrome de
combat ou de fuite relativement faible. Cette technique est
pratiquée jusqu’à ce que l’athlète puisse garder l’image
clairement en tête, tout en maintenant un état de relaxation.
L’athlète progresse dans la hiérarchie, éprouvant une peur
conditionnée à petites doses, gérables, qui sont surmontées par
la relaxation obtenue avec la technique de relaxation. Cette
procédure empêche l’évitement cognitif et contre-conditionne
une nouvelle réponse (relaxation) aux stimuli anciennement
inducteurs de peur.
IMAGERIE
L’imagerie peut être définie comme une compétence cognitive
dans laquelle l’athlète crée ou recrée une expérience dans son
esprit. Idéalement, pour les athlètes, il utilise tous les sens pour
créer une expérience mentale d’une performance athlétique.
L’athlète simule la réalité en répétant mentalement un
mouvement, en imaginant des signaux visuels, auditifs,
kinesthésiques, olfactifs et même gustatifs. Fletz et Landers ont
fourni des preuves convaincantes de l’efficacité de l’imagerie
mentale dans l’amélioration des compétences sportives sur la
base d’une analyse méta-analytique de la littérature. Au cours
des premières étapes de l’utilisation de l’imagerie, l’athlète peut
commencer par un visuel relativement simple et une image
familière. Cela permet une pratique réussie de la technique.
Comme pour l’apprentissage de toute compétence, il est
nécessaire de commencer par le simple pour aller vers le
complexe. Ainsi, la personne commence par des images
statiques, telles que la visualisation d’une balle de golf ou
l’examen mental des caractéristiques visuelles d’une raquette
de tennis. La vivacité, ou le détail de l’image, devrait devenir de
plus en plus claire avec une pratique continue. Certaines
personnes ont un talent naturel pour obtenir une clarté d’image,
mais tout le monde peut s’améliorer avec une pratique répétée.
La perspective de l’image peut être interne (première personne)
ou externe (troisième personne). Bien que la littérature
scientifique ne soit pas très claire pour déterminer si l’une des
perspectives est supérieure à l’autre, il semble qu’une image
plus engageante et naturelle pour l’athlète serait la plus
appropriée. Bien sûr, la perspective interne à la première
personne semble plus spécifique à l’exécution des
compétences, dans la mesure où la tâche réelle est effectuée
avec une telle orientation. Cependant, comme de nombreux
athlètes sont habitués à revoir des films ou des enregistrements
de leurs performances, une perspective externe peut également
sembler naturelle.
Une fois que l’athlète a réussi à visualiser un objet stationnaire
avec des détails saisissants, il ou elle peut commencer à
déplacer l’objet ou à « le contourner » dans l’esprit, en le
regardant sous un certain nombre de perspectives différentes.
Pour une image comme un ballon de basket-ball, l’athlète peut
tenter de faire rebondir le ballon et le sentir contre le bout des
doigts. De cette manière, l’athlète augmente la complexité en
contrôlant l’image ou en la déplaçant avec contrôle (en faisant
rebondir le ballon) et en apportant une perspective
multisensorielle (utilisation d’une sensation tactile ou
kinesthésique ainsi qu’une sensation visuelle).
Répéter l’exécution réussie d’une compétence dans des
conditions de compétition imaginées peut fournir à l’esprit
subconscient des souvenirs positifs, augmentant ainsi le
sentiment de confiance et de préparation de l’athlète pour ce
sport particulier. Bien sûr, l’imagerie mentale n’est pas un
déterminant de l’auto-efficacité aussi puissant que le succès
réel, mais elle offre deux ingrédients potentiellement puissants.
Premièrement, une performance réussie est entièrement sous le
contrôle de l’athlète pendant l’imagerie, tandis qu’une certaine
incertitude quant au résultat est inhérente à la réalité. En
imagerie, l’athlète a une excellente occasion de « vivre » son
succès. Nous pensons que les athlètes devraient être réalistes
dans les types de succès qu’ils imaginent, et que les images
mentales devraient être personnellement stimulantes tout en
restant dans le domaine du possible. Deuxièmement, l’athlète
peut « faire l’expérience » de la compétition à plusieurs reprises,
favorisant un sentiment de familiarité et de préparation.
Pour certains athlètes, les mois de préparation précédant une
saison – comprenant la préparation hors saison, la présaison, la
préparation en saison et le développement des habiletés –
peuvent mener à seulement quelques minutes d’expérience de
compétition réelle. Même pour les débutants dans les sports
d’équipe, l’expérience de compétition réelle peut être
extrêmement faible par rapport au temps de pratique physique.
Cependant, l’imagerie mentale permet à l’athlète de s’habituer à
cet environnement incertain sur de plus longues périodes de
temps, malgré un minimum d’occasions de compétition dans le
monde réel.
COMMENT LES ATHLÈTES DEVRAIENTILS UTILISER LES TECHNIQUES
DE CONTRÔLE DE L’EXCITATION ?
Un athlète devrait utiliser des techniques de
réduction de l’excitation lors de l’exécution
d’une nouvelle compétence ou d’une
compétence complexe, ou lors de l’exécution
dans des situations de haute pression.
Les athlètes devraient utiliser des techniques
d’amélioration de l’excitation lors de
l’exécution de compétences simples, bien
maîtrisées ou dans des situations de pression
minimale.
Le but de l’utilisation de telles techniques est
de permettre à l’athlète de performer avec un
esprit libéré tout en adaptant son intensité
mentale et physique aux exigences de la
tâche.
AUTO-EFFICACITÉ
Bien sûr, l’un des principaux objectifs de la psychologie du sport
appliquée est de générer une perspective psychologique qui
améliore les performances, et il a été avancé que la confiance
en soi perçue, ou l’auto-efficacité, est un meilleur prédicteur de
l’exécution de la tâche que l’excitation ou l’anxiété. La confiance
en soi est la conviction que l’on peut réussir à exécuter le
comportement souhaité, tandis que l’auto-efficacité, forme de
confiance en soi spécifique à la situation, est la perception de sa
capacité à effectuer une tâche donnée dans une situation
spécifique. Une personne ayant une forte auto-efficacité ne
doute pas de sa capacité à réussir une tâche donnée, même en
cas d’échec.
Selon la théorie de Bandura, l’auto-efficacité d’une personne
provient de plusieurs sources :
Réalisations de performance – expériences passées de
réussite ou d’échec
E xpériences par procuration – regarder les autres
(modéliser)
Persuasion verbale – encouragement de soi ou des
autres
Expérience via l’imagination – utiliser l’imagerie pour se
voir performer
États physiologiques – perception de l’excitation comme
facilitatrice ou incapacitante
États émotionnels – affect ou humeur
Ces facteurs se traduisent bien dans les environnements
sportifs et d’entraînement et peuvent être influencés par les
entraîneurs ainsi que par l’athlète lui-même. On pense que si un
athlète possède les compétences nécessaires et un niveau de
motivation acceptable, la performance qui en résulte est
largement déterminée par l’auto-efficacité. La compétence seule
n’est pas suffisante pour assurer une performance efficace – les
athlètes doivent vouloir bien performer et doivent croire qu’ils
peuvent réussir dans leurs efforts. En outre, le niveau d’autoefficacité des individus influe sur les choix opérés, que ce soit
pour les rapprocher de certaines activités pour lesquelles ils se
sentent en confiance ou pour les éloigner de celles pour
lesquels la confiance fait défaut. De même, cette construction
influence en outre le niveau d’effort global ainsi que la
persistance face aux obstacles, car ceux qui croient en euxmêmes travaillent généralement plus dur et sont plus
déterminés à atteindre le résultat souhaité que ceux qui n’ont
pas les niveaux nécessaires d’auto-efficacité. De toute
évidence, la perception de sa capacité à accomplir avec succès
les tâches sportives ou d’entraînement a un impact direct sur la
performance réelle.
L’auto-efficacité influence le choix d’activité des gens,
leur niveau d’effort dans cette activité et la
persévérance qu’ils auront face aux obstacles
difficiles.
MONOLOGUE INTERNE
Une technique fréquemment utilisée pour améliorer l’autoefficacité, aider à diriger la bonne concentration, réguler les
niveaux d’excitation et renforcer la motivation est le monologue
interne. Le monologue interne, ou « communication
intrapersonnelle », est le dialogue intérieur que nous avons
avec nous-mêmes. C’est ce que nous nous disons, à voix haute
ou dans nos têtes, qui fournit la « bande sonore » de nos
comportements et performances.
Le monologue interne est généralement classé comme positif,
négatif ou pédagogique, et peut être produit spontanément ou
utilisé à dessein pour générer des changements d’humeur ou de
comportements. Le monologue interne positif peut inclure des
énoncés ou des déclarations qui sont encourageants (« Allez
! »), motivants (« Je peux le faire ! »), ou renforçants (« Je suis
prêt ! »), et reflètent généralement des émotions ou sentiments
favorables. Le monologue interne négatif reflète généralement
la colère, le découragement, le doute ou le jugement négatif
(« Tu es nul ! », « Tu ne peux pas faire ça », « À quoi pensais-tu
? »). Le monologue intérieur pédagogique fournit généralement
une direction spécifique ou concentrée sur les indicateurs de
performance nécessaires pour une compétence ou une
stratégie particulière (« Pieds écartés à la largeur des
épaules », « Gardez votre torse droit »).
Il a été constaté que le monologue interne positif et axé sur les
consignes améliore les performances dans les environnements
de laboratoire. Cependant, des différences individuelles et
environnementales importantes peuvent modifier ces résultats
dans les paramètres de performance dans la réalité. Par
exemple, le monologue interne pédagogique peut être nocif
pour les experts, car le relais d’indices de performance
spécifiques peut interférer activement avec l’automatisme du
mouvement. De plus, certaines preuves avancent que le
monologue interne positif peut entraîner une diminution de
l’auto-efficacité chez certains athlètes. En règle générale,
cependant, le monologue interne négatif est associé à une
mauvaise performance, car il oriente la concentration sur des
signaux inappropriés, peut déclencher une énergie émotionnelle
négative et peut diminuer la confiance. Par conséquent, afin
d’utiliser le monologue interne le plus efficace, les athlètes
devraient commencer par examiner leur utilisation actuelle du
monologue interne et ses effets sur la performance. Ensuite,
une évaluation de la façon la plus appropriée de modifier leur
monologue interne être faite.
DÉFINITION D’OBJECTIFS
Sans surprise, bon nombre des concepts abordés dans ce
chapitre peuvent avoir une influence directe les uns sur les
autres. L’auto-efficacité en fait partie car elle a un impact
significatif sur les types d’objectifs que les gens se fixent. Ceux
qui ont une confiance et une efficacité supérieures envisagent,
créent et s’efforcent généralement d’atteindre des objectifs plus
difficiles. L’établissement d’objectifs peut être caractérisé
comme un processus par lequel des normes de performance
progressivement plus exigeantes sont poursuivies avec un
critère défini de performance de la tâche qui augmente la
probabilité de réussite perçue. Par exemple, un but pour un
nageur peut être d’exécuter un mouvement techniquement
correct sur une distance autorisée, comme le 50 m nage libre.
Au début, le niveau d’habileté du nageur peut être si faible
qu’une telle tâche semble écrasante et produit un fort sentiment
d’échec et de frustration, mais les tests physiologiques peuvent
montrer à l’entraîneur que l’athlète a les ressources physiques
pour exceller dans une telle épreuve (degré élevé de fibres
musculaires à contraction rapide ou de type II, puissance
musculaire et force-vitesse supérieures dans le haut et le bas
du corps, grande capacité de métabolisme anaérobie).
Cependant, la mécanique des nages est inefficace, et l’athlète
en est tout à fait conscient et manque donc de confiance.
Premièrement, l’entraîneur et l’athlète peuvent décomposer les
habiletés et les unités de préparation en éléments quantifiables
(la méthode traditionnelle d’apprentissage en partie entière).
Ensuite, alors que l’athlète se concentre sur chaque
composante et la maîtrise, un sentiment de progrès et de
succès est entretenu, développant plus de confiance et motivant
davantage l’athlète pour atteindre l’objectif ambitieux.
L’établissement d’objectifs systématiques peut simultanément
augmenter le développement psychologique et la performance
de l’athlète.
Un certain nombre de raisons expliquent pourquoi la définition
d’objectifs affecte les performances :
Les objectifs dirigent l’attention de l’athlète en priorisant
les efforts.
Les objectifs augmentent l’effort en raison de la
subordination du succès à la réalisation des objectifs.
Les objectifs augmentent le renforcement positif grâce
aux retours faits aux athlètes.
Il semble que le fait de bien réfléchir à la nature informationnelle
des objectifs secondaires, qui augmentent l’effort parce qu’ils
sont difficiles mais réalisables, est un ingrédient puissant du
changement de comportement.
※ OBJECTIFS DU PROCESSUS
Une distinction importante liée à la fixation d’objectifs est la
différence entre le processus et le résultat. Les objectifs du
processus sont ceux que l’athlète a les moyens de faire aboutir.
Ils se concentrent sur les actions que l’individu doit entreprendre
pendant l’exécution pour bien réaliser la compétence. Si l’effort
est réalisé, le succès se produit avec un degré de probabilité
relativement élevé. Des exemples d’objectifs de processus dans
le domaine des compétences se rapportent à la forme et à la
technique, bien qu’un temps déterminé individuellement puisse
également être considéré comme un objectif de processus dans
le cas d’un nageur ou d’un athlète d’athlétisme. Un exemple
d’un objectif de processus en préparation est de faire en sorte
que l’athlète se concentre sur la stratégie de diminution de poids
(ce que l’athlète doit faire quotidiennement, comme l’activité
aérobie et les modifications alimentaires) plutôt que sur la réalité
du résultat (perte de poids), augmentant ainsi un sentiment de
contrôle sur les actions. Avec des objectifs de processus, le
succès dépend fortement de l’effort.
※ OBJECTIFS DE RÉSULTAT
D’un autre côté, les objectifs de résultat sont ceux sur lesquels
l’athlète a peu de contrôle. Généralement, gagner est l’objectif
principal. Les objectifs de résultat dans le sport se concentrent
généralement sur le résultat compétitif d’un événement, donc
gagner une médaille, marquer des points et générer un
classement élevé relèveraient tous de cette catégorie. L’atteinte
des objectifs de résultat dépend non seulement de l’effort
individuel, mais aussi des efforts et des capacités des autres –
quelque chose hors du contrôle personnel de l’individu. Nous
pensons que la victoire est une bonne orientation vers un
objectif qui peut sûrement générer des niveaux de motivation
élevés, mais que, ironiquement, un athlète peut augmenter la
probabilité de sa réussite en ayant à la fois un processus et une
orientation vers un objectif de résultat par opposition à une
attitude uniquement gagnante. L’accent indu sur la victoire seule
peut occuper une proportion telle de la capacité d’attention fixe
qu’elle provoque un rétrécissement de la concentration
attentionnelle. En tant que tel, les signaux liés à la tâche ne sont
pas reconnus, le temps de réaction est ralenti et la coordination
est diminuée par des mouvements forcés et l’automatisme
compromis par la modification du séquençage neuromusculaire,
tout cela inhibant la réalisation du but souhaité.
Les objectifs de processus et de résultat peuvent également
être appliqués aux paramètres de force et de conditionnement.
Par exemple, mettre l’accent sur la technique pendant l’épaulé
illustre une orientation de processus, alors que se concentrer
uniquement sur la réalisation du mouvement illustre une
orientation de résultat. Il existe une exception au fait de vouloir
éviter de fixer des objectifs de résultats, qui est la situation dans
laquelle un athlète est extrêmement confiant et inégalé en
compétition. Il ou elle peut vouloir se concentrer uniquement sur
les résultats et un record personnel pour maximiser la
motivation.
※ OBJECTIFS À COURT TERME
En plus de la distinction entre processus et résultat qui vient
d’être évoquée, les objectifs peuvent également être classés
entre objectifs à court terme et à long terme. Les objectifs à
court terme sont généralement ceux qui sont directement liés à
l’entraînement (ou à la compétition en cours) et sont des lignes
directrices qui peuvent être atteintes dans un délai relativement
court. Les objectifs à court terme augmentent également les
chances de réussite car, bien que difficiles, ils sont relativement
proches du niveau de capacité actuel de l’athlète. Ils
augmentent également la confiance, l’auto-efficacité et la
motivation en raison de la probabilité de succès. À cet égard, le
processus à court terme et les objectifs de résultats neutralisent
l’ennui et la frustration qui sont les effets secondaires potentiels
des programmes d’entraînement longs et ardus.
PRINCIPES DANS LA DÉFINITION
D’OBJECTIFS
Les objectifs à long terme et à court terme
sont interdépendants.
Les objectifs à long terme donnent un sens à
la poursuite des objectifs à court terme.
L’atteinte d’objectifs à court terme fournit un
sens hiérarchique de la maîtrise et du succès
qui renforce la confiance en soi.
Les athlètes doivent définir des objectifs de
processus pour se concentrer sur les
éléments de leur performance dont ils ont le
contrôle.
※ OBJECTIFS À LONG TERME
Cependant, la réussite à court terme est encadrée par un
objectif à long terme approprié. Les objectifs à long terme sont
ceux qui recouvrent la série d’objectifs à court terme liés. La
réalisation de ces objectifs à court terme devrait conduire à la
réalisation de l’objectif à long terme correspondant. L’athlète
peut voir plus de pertinence dans les objectifs de l’entraînement
quotidien s’il comprend comment ils aident à atteindre le niveau
ultime de performance. Par exemple, une gymnaste qui a un
objectif à long terme de gagner le sol au championnat national
au cours de sa dernière année peut s’engager de façon
beaucoup plus intense et positive dans des exercices de
musculation si elle perçoit leur pertinence pour réaliser son
rêve. Un athlète peut être plus excité psychologiquement et
physiologiquement pendant l’entraînement par le fait de
percevoir que l’entraînement du jour constitue une autre étape
vers la réalisation d’un rêve personnel à long terme.
Enfin, la spécificité des objectifs – à court ou à long terme – est
importante pour donner à l’athlète un retour d’informations sur
l’efficacité du coaching. Le feed-back, ou la connaissance de la
réussite et de l’échec, est plus efficace en présence d’objectifs
spécifiques et quantifiables, par opposition à de vagues normes
de performance. Le feed-back est un mécanisme correctif,
comme un thermostat ou un appareil cybernétique. Le succès et
l’échec peuvent aider l’athlète à maintenir le cap vers un succès
à long terme. Par exemple, un objectif spécifique de vingt-cinq
minutes de course continue dans une plage de fréquence
cardiaque de 160 à 170 battements par minute est un objectif
beaucoup plus engageant que « sortir pour une course ». Un
libellé vague d’exercice peut être approprié pour un pratiquant
de loisir, mais pas pour un coureur de cross-country compétitif,
surtout lorsque l’objectif est de développer la capacité
physiologique.
L’établissement
d’objectifs
optimaux
nécessite
une
connaissance des sciences de l’exercice dans le domaine
biophysique et comportemental. L’efficacité des objectifs
d’amélioration de la performance sportive réside dans leur
pertinence par rapport aux besoins physiques de l’athlète. Par
exemple, la formulation d’une série d’objectifs appropriés pour
permettre à un coureur de 400 m de réduire son temps repose
sur la compréhension du profil physique, des voies
métaboliques pertinentes et de la technique biomécanique à
développer.
Bien sûr, certains objectifs peuvent être complètement
psychologiques, et donc uniquement et indirectement fondés
sur les performances. Un exemple d’un tel objectif est d’adopter
un état d’esprit positif pour tout un entraînement. Bien que ces
objectifs nécessitent moins de connaissances biophysiques, ils
peuvent être profondément utiles pour augmenter les
performances, car ce sont des objectifs sur lesquels un athlète a
un contrôle énorme, et qui peuvent faciliter l’inhibition du
monologue interne négatif habituel. Cependant, les programmes
de définition d’objectifs les plus complets englobent plusieurs
domaines de la science de l’exercice, en ce sens qu’ils peuvent
impliquer des objectifs de n’importe quel nombre de sousdisciplines,
notamment
physiologiques,
métaboliques,
biomécaniques, nutritionnelles et psychologiques. Cette
exigence distingue uniquement la psychologie du sport des
autres sciences du comportement.
AMÉLIORER L’ACQUISITION
ET L’APPRENTISSAGE DES COMPÉTENCES
MOTRICES
Une compréhension complète de l’impact et de la valeur de la
psychologie du sport sur la performance athlétique n’est pas
complète sans une connaissance pratique du chevauchement
des sujets de l’acquisition des habiletés motrices et de
l’apprentissage. L’intégration de cette science du comportement
améliorera à la fois la performance des athlètes et la
compétence de ceux qui les entraînent. Les techniques choisies
pour améliorer l’apprentissage des habiletés motrices sont
discutées dans les paragraphes suivants, y compris celles
concernant les horaires de pratique, les consignes et les feedbacks. Bien que la recherche démontre des résultats favorables
pour des techniques particulières, il est important de considérer
le caractère unique de l’athlète, de la tâche et de
l’environnement. Ce qui peut faciliter l’apprentissage pour un
athlète peut avoir un effet différent sur un autre. Les sections
suivantes peuvent ainsi servir de guide de base pouvant être
adapté aux besoins de l’athlète, à la tâche et à l’environnement.
DISTINCTION ENTRE APPRENTISSAGE
ET PERFORMANCE
Avant
d’envisager
des
techniques
pour
améliorer
l’apprentissage des habiletés motrices, il est important de
distinguer l’apprentissage et la performance. L’apprentissage
est un processus qui se traduit par un changement relativement
permanent de la capacité d’une habileté motrice. La
performance est l’exécution de la compétence dans un
environnement spécifique. Comme cela a été précisé tout au
long de ce chapitre, la performance peut être affectée par
l’excitation, la motivation et de nombreux autres facteurs et peut
donc ne pas être un indicateur des capacités et des
compétences motrices de l’individu. Alors que les techniques
présentées ici faciliteront l’apprentissage des compétences de
l’individu, certaines pourraient en fait conduire à des baisses de
performance pendant la session d’entraînement. Il est impératif
de reconnaître cette possibilité et de ne pas supposer que la
performance d’un athlète au cours d’une séance d’entraînement
donnée reflète son apprentissage de la compétence donnée.
HORAIRES D’ENTRAÎNEMENT
L’entraînement est essentiel pour l’apprentissage des habiletés
motrices. Plus important encore, il permet l’acquisition de
compétences motrices. De simples répétitions ne suffisent
cependant pas, à elles seules, à modifier les comportements.
L’une des nombreuses façons de faciliter l’apprentissage des
compétences consiste à manipuler la structure et le calendrier
de l’entraînement.
※ ENTRAÎNEMENT COMPLET OU SÉQUENCÉ
En ce qui concerne l’enseignement d’une habileté motrice
complexe, il y a un débat sur l’efficacité de l’entraînement
complet par rapport à l’entraînement séquencé. L’entraînement
complet traite de la compétence dans son intégralité, tandis que
l’entraînement séquencé sépare la compétence en une série de
sous-composantes. En règle générale, les tâches qui sont
difficiles mais qui ont une faible corrélation entre les souscomposantes sont mieux apprises avec un entraînement
séquencé. Par exemple, l’arraché est un mouvement de
puissance qui peut être décomposé en quatre souscomposantes : le premier tirage, la transition, le second tirage et
la chute sous la barre. D’un autre côté, l’entraînement complet
aura tendance à être privilégié pour une tâche avec des sous-
composantes qui sont fortement interdépendantes, car la
pratique séquencée peut empêcher le regroupement efficace
des sous-composantes. Dans le cas d’une fente, il serait
inefficace de séparer les mouvements de la jambe avant des
mouvements de la jambe arrière, car ces deux éléments sont
fortement liés. Par conséquent, il vaudrait mieux apprendre à
faire une fente dans un mouvement complet. Quelle que soit
l’interdépendance des tâches, dans les cas où l’apprentissage
complet de la tâche peut être difficile ou coûteux,
l’apprentissage séquencé est à privilégier.
Si l’entraînement séquencé doit être utilisé, il existe de
nombreuses façons de séparer une tâche en souscomposantes. La segmentation décompose la tâche en une
série de sous-composantes qui ont des séparations claires
entre elles. Par exemple, comme mentionné précédemment,
l’arraché peut être décomposé en quatre temps : le premier
tirage, la transition, le second tirage et la chute sous la barre. La
fractionalisation divise les tâches en sous-composantes qui se
produisent simultanément. En travaillant au push press, l’athlète
pratique indépendamment le mouvement de soulevé avec les
bras et le mouvement de poussée des jambes. La simplification
ajuste la difficulté des tâches en modifiant les caractéristiques
des tâches telles que la vitesse d’exécution ou l’équipement
utilisé. Dans l’arraché, l’athlète pratique d’abord les souscomposantes avec une barre en PVC. Dans ce cas, la
segmentation et le fractionnement sont utilisés.
Lors de l’enseignement des sous-composantes de la tâche, il
existe plusieurs méthodes pour réintégrer les parties dans
l’ensemble de l’habileté. L’entraînement complet-partiel
(également connu sous le nom de « méthode complèteséquencée ») permet à l’athlète de pratiquer chaque souscomposante de l’habileté plusieurs fois, de manière
indépendante. Une fois que toutes les composantes ont été
pratiquées, la compétence est pratiquée dans son intégralité.
Dans un arraché, le premier tirage est pratiqué, puis la
transition, le second tirage et finalement le passage sous la
barre. Après avoir pratiqué toutes les compétences plusieurs
fois, l’arraché est réalisé. L’entraînement partiel progressif
oblige l’athlète à pratiquer les deux premières parties isolément
avant de pratiquer ces parties ensemble. L’athlète pratique
ensuite la troisième sous-composante avant de pratiquer les
trois parties ensemble. Dans l’arraché, l’athlète pratique d’abord
le premier tirage, puis la transition, puis le premier tirage avec la
transition. L’athlète pratique ensuite le deuxième tirage avant de
pratiquer le premier tirage, la transition et le second tirage en
tant qu’habileté combinée. Cette progression se poursuit jusqu’à
ce que toute la compétence soit réintégrée. L’entraînement en
partie répétitif fait que l’athlète ne pratique que la première
partie de manière isolée. Chaque partie suivante est ajoutée
jusqu’à ce que la tâche entière soit réintégrée. Dans ce cas,
l’athlète s’exercera d’abord au premier tirage, puis le premier
tirage avec la transition, le second tirage, la transition et le
deuxième tirage, et ainsi de suite. Avec l’utilisation de la
simplification, les caractéristiques de la tâche peuvent être
ajoutées progressivement, ce qui augmente la difficulté de la
tâche. Le choix du séquençage dépendra de la tâche et des
objectifs de la session d’entraînement donnée.
※ ENTRAÎNEMENT ALÉATOIRE
Traditionnellement, les habiletés sont pratiquées de façon
fermée, de sorte que l’athlète répète plusieurs fois la même
habileté avant de passer à une autre habileté. Dans la pratique
aléatoire, plusieurs habiletés sont pratiquées dans un ordre
aléatoire au cours d’une session donnée. Par exemple, lors d’un
entraînement sans modulation, l’athlète effectue plusieurs sauts
en contrebas avec squat avant de passer à une autre habileté.
Dans l’entraînement aléatoire, un athlète peut effectuer un saut
en contrebas avec squat, un squat profond avec un mouvement
latéral, un saut avec fente avant et une impulsion latérale dans
un ordre aléatoire. L’athlète continue de répéter ces habiletés
dans un ordre aléatoire. Alors que les performances de chaque
habileté individuelle diminuent initialement au cours de
l’entraînement aléatoire, l’apprentissage est facilité par cette
conception de l’entraînement. Appliquée à un environnement
sportif, une intégration de l’entraînement sans modulation et
aléatoire (quelques tentatives de répétition pour chaque habileté
avant de poursuivre) maximise les avantages des deux
programmes d’entraînement. Dans le cas des sauts, l’athlète
effectuera quelques répétitions de saut en contrebas avec squat
avant de passer à un autre mouvement tel que les poussées
latérales.
※ ENTRAÎNEMENT VARIABLE
Semblable à l’entraînement aléatoire, l’entraînement variable
comprend des variations de la même habileté au cours d’une
même session d’entraînement par opposition à un entraînement
spécifique dans lequel une habileté spécifique (saut en
contrebas avant de rebondir vers un second plinth d’une
hauteur spécifique) est répétée plusieurs fois. Dans
l’entraînement variable, l’athlète s’entraîne à sauter depuis et
vers des plinths de différentes hauteurs. Comme l’entraînement
aléatoire, l’entraînement variable peut nuire aux performances
pendant la session d’entraînement, mais peut améliorer les
performances d’une nouvelle variation d’une habileté telle que la
capacité de rebondir rapidement vers un second plinth après
avoir quitté un plinth d’une hauteur inconnue. Une combinaison
d’entraînements spécifiques et variables permet à l’athlète de
développer des compétences spécifiques au sport, tout en lui
offrant l’adaptabilité nécessaire pour les effectuer dans des
environnements inconnus. Cette adaptabilité est importante
pour la réussite d’un athlète, car le sport exige de l’athlète de se
produire dans des environnements inconnus ( jeux pendant un
déplacement) et de modifier avec précision une compétence
d’entraînement en réponse à un adversaire. Par exemple, un
entraînement pour atterrir et sauter à différentes hauteurs
permettra à l’athlète de réagir pendant un match et d’exécuter
l’habileté dans un contexte inconnu.
※ L’APPRENTISSAGE PAR OBSERVATION
La pratique de l’observation (observation de l’action), ou
l’entraînement par l’observation de la tâche ou de la
compétence à exécuter, a des implications importantes pour
l’apprentissage des habiletés motrices. L’entraînement par
l’observation utilise fréquemment des vidéos préenregistrées ou
des démonstrations en direct. La personne exécutant l’habileté
observée peut être un novice, un athlète compétent ou un
expert. Lorsque l’entraînement physique est combiné avec
l’entraînement d’observation, l’apprentissage est amélioré. Dans
une salle de musculation, le travail en partenariat peut faciliter
l’apprentissage. Lorsqu’un athlète effectue une série ou un
exercice, l’autre athlète peut observer pendant sa période de
repos et vice versa. Sakadjian et ses collègues ont prouvé que
la pratique de l’observation combinée à la pratique physique
facilite l’amélioration de la technique d’épaulé par rapport à la
pratique physique seule. L’observation peut aider les athlètes à
réaliser la technique souhaitée, en garantissant ainsi la sécurité
des athlètes et en offrant une progression plus rapide vers des
levés plus lourds.
INSTRUCTIONS
Un entraîneur peut faciliter l’apprentissage en faisant varier la
quantité de détails fournis dans l’instruction pour correspondre
au style d’apprentissage privilégié de chacun des athlètes. Les
styles pédagogiques peuvent être divisés en trois : instructions
explicites, découverte guidée et découverte. Les instructions
explicites incluent des informations normatives qui donnent à
l’athlète les « règles » pour exécuter efficacement la tâche
donnée. En apprenant à réaliser un squat, l’athlète reçoit des
instructions détaillées sur la position spécifique du corps tout au
long du mouvement, ainsi que le type (flexion-extension par
exemple) et la quantité de mouvement de chacune des
articulations. La découverte guidée fournit à l’athlète des
instructions sur l’objectif du mouvement global et des indications
pour l’accomplissement de la tâche sans dire explicitement à
l’athlète comment accomplir la tâche. L’athlète est informé de
l’objectif du saut en contrebas en squat et de quelques rappels
clés pour éviter les blessures, comme le maintien d’une posture
neutre de la colonne vertébrale. Cette méthode fournit une
certaine direction tout en permettant à l’athlète d’explorer les
relations entre les schémas de mouvement exécutés et l’objectif
de mouvement associé. Enfin, la découverte instruit l’athlète sur
l’objectif primordial de la tâche, alors qu’il ne reçoit que peu ou
pas de ligne directrice. Dans ce cas, il est simplement demandé
à l’athlète de sauter en contrebas à une profondeur particulière
et il est autorisé à explorer des méthodes pour accomplir cette
tâche. La méthode pédagogique de la découverte peut ralentir
le processus d’apprentissage tandis que des instructions
explicites peuvent nuire à la performance dans un
environnement stressant. La diminution des demandes
attentionnelles dans la méthode de la découverte et dans la
méthode pédagogique permet aux athlètes de se concentrer
davantage sur les signaux pertinents à la tâche liés à l’exécution
de la tâche.
FEEDBACK
Le feed-back joue un rôle important dans l’acquisition des
habiletés motrices en fournissant à l’athlète des informations sur
le schéma de mouvement et l’objectif associé. Ces informations
peuvent ensuite être utilisées pour effectuer les ajustements
appropriés afin d’atteindre le modèle de mouvement et l’objectif
souhaités. Le feed-back intrinsèque est un feed-back fourni à
l’athlète par l’athlète à partir des sens (informations sensorielles
sur le fait de manquer un plinth pendant un saut). L’intégration
des informations sensorielles permet à l’athlète d’affiner et
d’ajuster le modèle de mouvement pour produire le mouvement
souhaité et l’objectif de tâche associé. Le feed-back augmenté
est un feed-back fourni à l’athlète par un observateur
(entraîneur) ou par une technologie (équipement vidéo,
laboratoire). Après le saut de plinth, un entraîneur peut dire à
l’athlète que le contre-mouvement des hanches était trop lent,
ce qui lui a fait manquer le plinth.
Le reste de cette section se concentre sur le feed-back
augmenté. Le feed-back augmenté peut être décomposé en
analyse des résultats et des performances. L’analyse des
résultats fournit à l’athlète des informations sur l’exécution de
l’objectif de la tâche. Par exemple, avec l’exercice du T,
l’entraîneur peut dire à l’athlète à quelle vitesse il a terminé
l’exercice. L’athlète peut également recevoir des informations
normatives sur la façon dont ce temps peut être comparé aux
autres. Le feed-back normatif positif et le feed-back sans
comparaison augmentent l’apprentissage des compétences par
rapport au feed-back normatif négatif. L’analyse du feed-back
sur la performance fournit à l’athlète des informations sur son
schéma de mouvement. Cela peut être fourni sous forme
d’analyse vidéo ou en utilisant un équipement de laboratoire
spécialisé tel qu’une plaque de force. Dans le cas de l’exercice
en T, l’entraîneur donne à l’athlète des informations spécifiques
sur le mouvement pendant le test, telles que la position du corps
lors des changements de direction. Lorsque l’objectif de la tâche
est de produire un mouvement (forme appropriée d’épaulé par
exemple), il y a un chevauchement entre l’analyse des résultats
et l’analyse de la performance, qui peuvent ainsi devenir une
seule et même chose.
Le moment et la fréquence du feed-back influencent également
les résultats d’apprentissage. Le feed-back qui est offert en
même temps que la tâche améliore les performances tout en
altérant l’apprentissage ; il s’avère donc bénéfique dans un
cadre compétitif. Cependant, le feed-back fourni après
l’exécution de la tâche facilite l’apprentissage des compétences.
Ce feed-back peut être fourni soit après chaque essai, soit
après une série d’essais. Bien que la diminution de la fréquence
altère les performances pendant l’entraînement, un feed-back
moins fréquent améliore l’acquisition des compétences par
rapport à un feed-back donné après chaque essai, sauf dans les
cas où la compétence est complexe. Par conséquent, dans
l’apprentissage initial des habiletés, il serait avantageux de
fournir un feed-back plus fréquent, et qui diminuerait à mesure
que les athlètes progressent dans leur niveau d’habileté.
Le feed-back peut être utilisé pour faciliter
l’apprentissage et la performance. Le moment et la
fréquence du feed-back ont différentes influences sur
les performances et l’apprentissage. Bien que le feedback simultané soit bénéfique pour la compétition, un
feed-back retardé, qui est initialement fréquent et
diminue avec le temps, facilite l’apprentissage de
modèles de mouvement complexes.
CONCLUSION
Bien qu’un programme de coaching scientifique et
motivant
puisse
grandement
aider
au
développement des athlètes, plusieurs autres
techniques
psychologiques
complémentaires
peuvent améliorer leur efficacité globale. En réalité,
la plupart des athlètes ont probablement eu à la fois
des expériences adaptées et inadaptées sous la
forme d’innombrables entraînements et compétitions
et, par conséquent, ont développé un répertoire
d’habiletés mentales plus ou moins efficaces.
Une bonne compréhension de certains des principes
et outils psychologiques pour la génération du
changement cognitivo-comportemental inclus dans
ce chapitre peut aider à améliorer les performances
et la qualité de vie.
L’entraîneur et l’athlète peuvent chacun contribuer à
de meilleurs résultats de performance et augmenter
le plaisir de la compétition en s’occupant des
aspects psychologiques de l’instruction et de la
performance. Une approche d’entraînement positive
et orientée vers les objectifs est l’un des
contributeurs les plus puissants à la préparation
psychologique au sport.
La préparation physique et nutritionnelle de l’athlète
représente le fondement sur lequel le potentiel de
performance est fondé, car le rôle de la psychologie
est de gérer mentalement les ressources physiques
développées
(force,
vitesse,
souplesse
et
compétences), permettant ainsi à l’athlète de
réaliser son potentiel de manière plus cohérente.
De plus, une compréhension adéquate de la relation
corps-esprit, telle que reflétée dans les concepts de
ce chapitre, peut faciliter la communication entre le
professionnel et l’athlète et aider l’athlète à contrôler
et à gérer ses émotions, son excitation, sa
concentration et sa motivation. L’utilisation de
techniques psychologiques appropriées peut aider
ce processus d’autogestion.
L’expérience du succès dans le sport peut être
importante en soi, mais nous pensons que le
meilleur résultat d’une utilisation optimale des
compétences mentales pourrait être l’amélioration
de l’estime de soi, de la confiance et du concept de
soi positif que les athlètes atteignent dans leur vie
en général.
MOTS-CLÉS
Anxiete
Anxiete chronique
Anxiete cognitive
Anxiete somatique
Attention
Attention selective
Auto-efficacite
Confiance en soi
Connaissance des performances
Connaissance des resultats
Contre-conditionnement
Decouverte
Decouverte guidee
Desensibilisation systematique (DS)
Detresse
Efficacite physiologique
Efficacite psychologique
Emotions
Entrainement complet
Entrainement complet-partiel
Entrainement aleatoire
Entrainement sequence repetitif
Entrainement partiel
Entrainement progressif
Entrainement variable
Etat d’anxiete
Etat de performance ideal
Eustress
Excitation
Feedback augmente
Feedback autogene
Feedback intrinseque
Fixation d’objectifs
Fractionnement
Imagerie mentale
Instructions explicites
Monologue interne
Motivation
Motivation de reussite
Motivation extrinseque
Motivation intrinseque
Objectifs a court terme
Objectifs a long terme
Objectifs de resultat
Objectifs du processus
Operant
Pratique autocontrolee
Pratique d’observation
Psychologie du sport
Punition negative
Punition positive
Raison de reussir (RR)
Raison d’eviter l’echec (REE)
Relaxation musculaire progressive (RMP)
Renforcement
Renforcement negatif
Renforcement positif
Respiration diaphragmatique
Routine
Segmentation
Simplification
Stress
Stresseur
Theorie des catastrophes
Theorie de la conduite
Theorie de l’inversion
Theorie du U inverse
Zones individuelles de fonctionnement optimal
RÉVISION
DES CONNAISSANCES
1. Un haltérophile tentant un record personnel
est capable d’ignorer le public pour se concentrer
uniquement sur sa performance. Laquelle des
capacités suivantes cet athlète utilise-t-il le plus
probablement pour y arriver ?
a. Une attention sélective
b. Une anxiété somatique
c. Une découverte guidée
d. L’auto-efficacité
2. Le désir d’un athlète de réaliser son plein
potentiel est un exemple de…
a. Raison d’éviter l’échec
b. D’entraînement autogène
c. D’attention sélective
d. De motivation de réussite
3. Dans une équipe de football américain au
lycée, si un joueur effectue deux squats avec son
poids de corps, son nom est placé sur le mur. Ceci
est un exemple de…
a. Renforcement négatif
b. Renforcement positif
c. Punition négative
d. Punition positive
4. Comment le niveau d’excitation optimal d’un
athlète change-t-il lorsque, pour exécuter l’activité,
ses compétences et ses capacités sont limitées ?
a. Il augmente
b. Il diminue
c. Il n’a aucun effet
d. Ce n’est pas lié à l’activité
5. Dans l’enseignement du push press, lequel
des éléments suivants est un exemple de
segmentation avec une intégration d’entraînement
complet-partiel ?
a. Pratiquer sans aucun équipement, puis avec une
barre en PVC et terminer avec une barre non
chargée
b. Pratiquer la plongée, la plongée et l’impulsion, et
terminer par exécuter le mouvement dans son
ensemble
c. Pratiquer la plongée, l’impulsion et le soulevé de
barre indépendamment avant de réaliser le push
press dans son ensemble
d.
Pratiquer
la
plongée
et
l’impulsion
indépendamment, puis la plongée avec l’impulsion,
avant de pratiquer le soulevé de barre
indépendamment et finir par le mouvement de push
press dans son ensemble
RÉPONSES AUX QUESTIONS ICI
CHAPITRE 09
FACTEURS NUTRITIONNELS
DE BASE DANS LE DOMAINE
DE LA SANTÉ
DOCTEUR MARIE SPANO
LORSQUE VOUS AUREZ LU CE CHAPITRE,
VOUS SEREZ CAPABLE :
de savoir quand orienter un athlète vers la personne
appropriée, médecin ou diététicien du sport ;
d’identifier les recommandations en matière de protéines,
de glucides et de lipides pour les athlètes ;
d’énumérer les recommandations diététiques pour la
prévention des maladies et pour une meilleure santé ;
d’énumérer les directives en matière d’hydratation et
d’électrolyte en fonction de différents groupes d’âge et
scénarios et d’aider les athlètes à développer un plan
d’hydratation personnalisé.
Une bonne nutrition fournit aux athlètes les nutriments
nécessaires à la santé générale, à la croissance, au
développement, à la réparation et à la construction des tissus
musculaires, ainsi que l’énergie nécessaire pour s’entraîner,
concourir et maintenir l’attention et la concentration mentale. Un
plan de nutrition adapté aux besoins spécifiques d’un athlète
peut aider à réduire le risque de blessure et de maladie et à
maximiser les adaptations à l’entraînement (améliorations
apportées par l’entraînement) tout en aidant l’athlète à atteindre
ses objectifs de performance. Ce chapitre se concentre sur
l’explication scientifique des pratiques de nutrition améliorant la
performance, tout en fournissant des suggestions qui aideront
les lecteurs à appliquer la science de la nutrition sportive dans
des scénarios de la vie réelle.
Compte tenu de la quantité d’informations erronées sur la
nutrition et de conseils nutritionnels contradictoires qui circulent
sur Internet, dans les journaux et par le bouche-à-oreille, la
nutrition peut être très déroutante pour les athlètes. De plus, les
besoins alimentaires de chaque athlète diffèrent de ceux de
leurs homologues sédentaires en raison des exigences
physiologiques de leur sport. Les consignes nutritionnelles pour
le grand public ne s’appliquent pas nécessairement aux
athlètes. Parce que les besoins nutritionnels de chaque athlète
dépendent de nombreux facteurs (âge, taille et composition
corporelle, sexe, génétique, conditions d’entraînement
environnementales, blessures, besoins nutritionnels médicaux,
et durée, fréquence et intensité de l’entraînement), ils peuvent
varier considérablement entre les athlètes, même s’ils jouent au
même poste. Enfin, parce que la nutrition est une science
complexe et en constante évolution, il est important pour les
professionnels de la force et de la préparation physique d’avoir
des connaissances nutritionnelles de base en plus d’une liste de
professionnels de la nutrition vers lesquels ils peuvent orienter
les athlètes pour des conseils nutritionnels personnalisés fondés
sur les dernières découvertes scientifiques.
RÔLE DES PROFESSIONNELS DE LA NUTRITION
SPORTIVE
La nutrition sportive est un domaine multidisciplinaire complexe
et les entraîneurs sportifs, les professionnels de la préparation
physique, les médecins, les scientifiques et les prestataires de
services alimentaires ont des degrés divers de connaissances
en nutrition. Les responsabilités professionnelles du staff en
charge du développement des joueurs doivent être définies sur
la base de l’éducation nutritionnelle et des connaissances des
membres du staff, du type d’informations nutritionnelles fournies
et des lois sur les licences de chaque état concernant la
pratique de la nutrition.
Tous les professionnels de la nutrition sportive devraient être en
mesure de répondre aux questions de base sur la nutrition
(« Quelles collations sont bonnes pour la santé ? », « Quelles
idées pour une collation saine ? »). Cependant, les athlètes
ayant des problèmes de nutrition complexes doivent être
orientés vers une ressource appropriée, soit un médecin de
l’équipe, soit un diététicien sportif. Le médecin de l’équipe est
responsable de la supervision des soins médicaux de l’athlète,
tandis que le diététicien sportif est chargé de fournir des
conseils diététiques personnalisés. Un diététicien sportif est un
diététicien professionnel (également appelé « diététicien
nutritionniste ») ayant une formation et une expérience
spécifiques en nutrition sportive. Aux États-Unis, la certification
CSSD (Board Certified Specialist in Sports Dietetics) de
l’Académie de Nutrition et de Diététique (AND) distingue les
diététiciens ayant une expertise en nutrition sportive des autres
diététiciens spécialisés dans d’autres domaines (voir l’encadré
sur ce sujet). Et même si certains diététiciens sportifs ont des
compétences (ou une formation) complémentaires et peuvent
donc être des travailleurs sociaux, des entraîneurs sportifs ou
des chefs, un programme complet de nutrition sportive
nécessite une attention à plein temps. Par conséquent, ces
compétences secondaires devraient être considérées comme
un complément aux connaissances du diététicien sportif plutôt
que d’être utilisées pour essayer de pourvoir deux postes
distincts avec une seule personne. Enfin, des structures de
niveau supérieur emploient généralement sur un poste de
diététicien sportif une personne titulaire d’une maîtrise ou d’un
doctorat. Un diététicien sportif peut aider les athlètes à faire le
lien entre ce qu’ils ont dans leur assiette et la performance.
Parfois, les médecins et les diététiciens du sport peuvent
travailler ensemble pour aider les athlètes souffrant de troubles
de l’alimentation, de carences nutritionnelles ou de maladies
spécifiques comme le diabète. Étant donné que les informations
nutritionnelles et médicales d’un athlète peuvent être partagées
avec d’autres membres de l’équipe d’encadrement, des joueurs
ou des membres de la famille afin de fournir des soins complets,
tout le personnel doit suivre aux États-Unis les instructions de la
Health Insurance Portability and Accountability Act (HIPAA) pour
gérer les informations de santé confidentielles d’un athlète.
Un coach en nutrition sportive est un professionnel qui n’est pas
diététicien mais qui a une formation de base en nutrition et en
sciences de l’exercice. Par exemple, le professionnel de la
préparation physique peut agir en tant qu’entraîneur en nutrition
sportive, en donnant une éducation et des suggestions
nutritionnelles de base. Les situations plus complexes, dans
lesquelles la nourriture ou la nutrition sont utilisées pour traiter
ou gérer un problème médical (qui comprend une carence en
nutriments), nécessitent une thérapie nutritionnelle médicale et
relèvent du rôle du diététicien sportif. Les entraîneurs en
nutrition sportive peuvent obtenir une formation supplémentaire
en obtenant une certification en nutrition sportive. En outre, la
certification de spécialiste en nutrition sportive de la Société
internationale de nutrition sportive (International Society of
Sports Nutrition, ISSN) requiert un diplôme d’études
secondaires et s’adresse aux coaches personnels ou à d’autres
professionnels de la préparation physique qui ne détiennent pas
de diplôme universitaire passé après quatre ans d’études.
L’ISSN possède également un diplôme de nutritionniste sportif
certifié, qui nécessite un diplôme de premier cycle de quatre ans
(ou le statut actuel d’étudiant se spécialisant en sciences de
l’exercice, en nutrition ou dans un domaine connexe) et est
destiné à la santé, à la forme physique, et les professionnels de
la santé qui travaillent avec des athlètes et des personnes
actives.
Un nutritionniste sportif avec un diplôme d’études supérieures
est un professionnel qui peut travailler ou effectuer des
recherches dans le domaine de la nutrition sportive et serait
donc en mesure d’avoir un échange éclairé sur un sujet
particulier de ce domaine. Le nutritionniste sportif diplômé peut
également choisir d’obtenir une certification en nutrition sportive.
Une option est le diplôme du CIO (Comité International
Olympique) en nutrition sportive. Ce programme de deux ans
comprend des cours, des séminaires, des tutoriels et des
travaux pratiques en laboratoire. Le CIO déclare que les
étudiants y acquièrent un diplôme en nutrition ou diététique, en
sciences biologiques (y compris la biochimie, la physiologie ou
les sciences du sport) ou en médecine.
Tous les professionnels de la nutrition sportive doivent suivre les
lois nationales sur les licences de nutrition, qui varient d’un état
à l’autre et précisent qui est autorisé à fournir des conseils
nutritionnels personnalisés et une thérapie nutritionnelle
médicale. Par exemple, en Louisiane, l’éducation nutritionnelle
générale peut être dispensée par diverses disciplines si les
informations sont générales, exactes et non individualisées (en
fonction des besoins alimentaires d’une personne spécifique).
Cependant, seul un diététicien ou un nutritionniste agréé peut
fournir une évaluation et des conseils nutritionnels. Le conseil
en nutrition est défini comme « la fourniture de conseils
individuels sur les apports alimentaires et nutritionnels
appropriés à ceux qui ont des besoins spéciaux, en tenant
compte des faits sanitaires, culturels, socio-économiques,
fonctionnels et psychologiques de l’évaluation nutritionnelle. Le
conseil en nutrition peut comprendre des conseils pour
augmenter ou diminuer les nutriments dans l’alimentation,
changer le moment, la taille et la composition des repas,
modifier les textures des aliments et, dans des cas extrêmes,
changer la voie d’administration » (www.lbedn.org).
De nombreuses personnes sans (ou avec très peu de)
connaissance ni formation en nutrition et en sciences de
l’exercice s’improvisent nutritionnistes sportifs. Quel que soit le
titre spécifique de la personne fournissant des informations sur
la nutrition sportive ou des conseils diététiques personnalisés,
les professionnels de la préparation physique devraient
examiner de près sa formation (y compris le programme
d’études), ses antécédents professionnels (en particulier les
tâches quotidiennes de la personne), sa connaissance de la
nutrition sportive et son nombre d’années d’expérience.
La première étape du coaching nutritionnel consiste à définir les
objectifs de l’athlète et à identifier les objectifs du coach (les
deux peuvent être différents). Après cela, tout comme le
préparateur physique qui entreprend une analyse des besoins,
le diététicien sportif examine en détail le régime alimentaire de
l’athlète, les préférences alimentaires individuelles (y compris
les considérations culturelles et religieuses), les compétences
culinaires, l’accès à la nourriture, les contraintes financières, les
obstacles à des choix alimentaires judicieux, l’utilisation de
suppléments, les antécédents de poids et de composition
corporelle, les antécédents médicaux, le programme
d’entraînement et les blessures. Le diététicien sportif travaillera
ensuite avec l’athlète pour élaborer un plan qui correspond à
son style de vie et à ses préférences gustatives tout en incluant
le niveau de calories approprié, les macronutriments et
micronutriments en quantités recommandées, des fluides et des
électrolytes adéquats, et des suppléments au besoin pour aider
à corriger une carence en éléments nutritifs, à combler les
lacunes potentielles en éléments nutritifs ou à atteindre les
objectifs d’entraînement.
Les diététiciens sportifs expérimentés aident les
athlètes à faire le lien entre ce qu’ils ont dans leur
assiette et la performance. Ils ont des connaissances,
des compétences et une expertise avancées en
nutrition sportive.
DIRECTIVES NUTRITIONNELLES STANDARDS
Pour obtenir des informations nutritionnelles générales, les
professionnels de la préparation physique peuvent souhaiter
adresser leurs athlètes à MyPlate, un système d’orientation
alimentaire créé par le département américain de l’Agriculture et
basé sur les Directives alimentaires de 2010 pour les
Américains pour aider les consommateurs à faire de meilleurs
choix alimentaires (figure 9.1).
MYPLATE
Les informations relatives à MyPlate sont disponibles sur
www.choosemyplate.gov. Bien que les lignes directrices de
base représentées par l’icône MyPlate et le matériel
pédagogique correspondant soient universelles, elles incluent
des lignes directrices sur les calories et des recommandations
de portions pour les fruits, les céréales et les protéines, de
quantité d’huile en fonction de l’âge et du sexe pour les
personnes qui ont moins de trente minutes d’activité physique
modérée la plupart des jours, comme indiqué dans les tableaux
9.1 et 9.2. Ceux qui sont plus actifs physiquement doivent
adapter les directives pour répondre à leurs besoins
alimentaires spécifiques. Et bien que les huiles ne soient pas un
groupe alimentaire, elles contiennent des nutriments tels que les
acides gras essentiels et la vitamine E. Par conséquent, une
recommandation journalière est prévue concernant la quantité
d’huiles.
SPÉCIALISTE CERTIFIÉ EN DIÉTÉTIQUE
SPORTIVE (CSSD)
Selon l’Académie de Nutrition et de Diététique,
un CSSD fait ce qui suit (ces compétences sont
également ce que les professionnels de
préparation physique devraient rechercher
chez un diététicien du sport) :
Il conseille les individus et les groupes sur la
nutrition quotidienne pour la performance et la
santé
Il traduit les dernières preuves scientifiques
en recommandations pratiques concernant la
nutrition sportive
Il suit et documente les résultats des services
de nutrition, servant de ressource alimentaire et
nutritionnelle pour les entraîneurs, les
formateurs et les parents
Il évalue et analyse les pratiques
alimentaires, la composition corporelle et
l’équilibre énergétique (apports et dépenses)
des athlètes dans le contexte de la
performance et de la santé athlétiques
Il conseille les athlètes sur la nutrition
optimale pour l’entraînement physique (faire
correspondre la nutrition aux phases et
objectifs d’entraînement), la compétition, la
récupération après l’exercice, la gestion du
poids, l’hydratation, la santé immunitaire, les
troubles alimentaires, les voyages et la
supplémentation
Il conseille les athlètes dans l’atteinte et le
maintien d’un niveau de masse corporelle, de
graisse corporelle et de masse musculaire
compatible avec une bonne santé et de bonnes
performances
Il fournit des menus (repas et collations)
personnalisés pour promouvoir l’atteinte des
objectifs à court et à long termes en matière de
performance sportive et de bonne santé
Il élabore des protocoles d’hydratation qui
aident les athlètes à répondre à leurs propres
besoins spécifiques en fluides et en électrolytes
Il aborde les défis nutritionnels liés à la
performance,
tels
que
les
allergies
alimentaires, les troubles minéraux osseux, les
troubles gastro-intestinaux, la déplétion en fer
et l’anémie ferriprive
Il fournit au besoin une thérapie nutritionnelle
médicale, pour aider à gérer ou à traiter les
conditions médicales, qui peuvent inclure le
diabète, les maladies de l’intestin irritable,
l’hypertension et plus encore
Il conseille les athlètes sur une nutrition
optimale pour se remettre d’une maladie ou
d’une blessure
Il coordonne les soins nutritionnels en tant
que membre d’équipes multidisciplinaires de
médecine médicale ou de sciences du sport
Il assure la liaison avec les programmes
d’hospitalisation et de consultation externe
dans des situations telles que les troubles de
l’alimentation
Il évalue les suppléments nutritionnels, y
compris les suppléments à base de plantes et
de sport, pour la légalité, la sécurité, la qualité
et l’efficacité, et surveille l’utilisation d’une
supplémentation appropriée
Il collabore avec la famille de l’indivi du, le
médecin, l’entraîneur et d’autres professionnels
de la santé, le cas échéant, tout en suivant les
directives de la HIPAA
Il développe des ressources pour soutenir les
efforts éducatifs
Il éduque les athlètes et les équipes sur le
choix des aliments (visite des épiceries), le
stockage des aliments et la préparation des
aliments (cours de cuisine)
Il documente les services de nutrition fournis
et évalue l’efficacité des stratégies de nutrition
pour atteindre les résultats souhaités en
utilisant le processus de soins nutritionnels
Il élabore et supervise les politiques et
procédures nutritionnelles
(Reproduit avec la permission de Sports,
Cardiovascular and Wellness Nutrition (SCAN),
Hornick, 2008)
MyPlate doit être considéré comme un point de départ que les
athlètes peuvent utiliser pour évaluer leur alimentation. En
général, si un régime fournit une variété d’aliments de chaque
groupe, il est plus susceptible de contenir une quantité
adéquate de chaque vitamine et minéral. Cependant, si le
régime alimentaire exclut un groupe alimentaire entier, des
nutriments spécifiques peuvent manquer. Par exemple, un
athlète qui exclut les produits laitiers du régime peut avoir du
mal à répondre à ses besoins nutritionnels en calcium,
potassium et vitamine D (dans le lait et les yaourts enrichis).
Même si les aliments non laitiers de remplacement enrichis en
calcium peuvent aider les gens à répondre à leurs besoins en
calcium, ils ne sont pas un substitut nutritionnellement
équivalent aux produits laitiers et peuvent donc manquer
d’autres nutriments. Les personnes qui excluent tous les
aliments d’origine animale et les poissons pourraient ne pas
répondre à leurs besoins en vitamine B12 (présente dans la
viande, la volaille, le poisson, les œufs et les produits laitiers,
même si certaines céréales de petit déjeuner, des substituts non
laitiers du lait et des substituts de viande et levure nutritionnelle
sont enrichis en B12). Il est donc fortement recommandé que
les personnes qui excluent certains groupes alimentaires
travaillent avec leur diététicien sportif pour trouver des substituts
ou des combinaisons de remplacement appropriées et s’assurer
qu’ils répondent à leurs besoins en nutriments pour la santé et
la performance.
Si les aliments de chaque groupe partagent des compositions
nutritives
similaires
et
sont
considérés
comme
interchangeables, une variété d’aliments doit cependant être
consommée dans chaque groupe. Par exemple, manger une
orange, une pomme et une poire fournit une gamme plus large
de nutriments essentiels que celle fournie par trois pommes. Un
régime fournissant une variété d’aliments de chaque groupe est
plus susceptible de répondre aux besoins en macronutriments
(glucides, protéines et lipides) d’une personne, ainsi qu’en
micronutriments (vitamines et minéraux).
La section SuperTracker du site MyPlate contient des exemples
de plans alimentaires fondés sur les besoins en calories, ainsi
que des informations sur les calories vides et les étiquettes des
aliments. Il donne également aux utilisateurs la possibilité de
calculer les quantités qu’ils mangent et de suivre les aliments,
de mesurer leur activité physique et de contrôler leur poids.
INGRÉDIENTS ALIMENTAIRES DE RÉFÉRENCE
Parce que les athlètes mangent de la nourriture, et non pas des
nutriments individuels, les recommandations diététiques doivent
être présentées en termes de choix alimentaires spécifiques.
Cependant, il est également important de comprendre les
besoins nutritionnels de l’athlète afin de faire des
recommandations alimentaires. Les apports nutritionnels de
référence (ANREF), créés par le Food and Nutrition Board,
Institute of Medicine, National Academies, sont un ensemble
complet d’apports nutritionnels à utiliser lors de l’évaluation et
de la planification de régimes alimentaires pour des individus en
bonne santé. Les apports nutritionnels de référence sont
répertoriés pour les macronutriments ainsi que pour les
micronutriments, les électrolytes et l’eau. Les ANREF sont
fondés sur l’ensemble de la littérature scientifique concernant
l’apport en nutriments et la réduction des maladies chroniques,
par opposition à la simple prévention des carences alimentaires.
Parce que l’apport en nutriments peut varier considérablement
d’un jour à l’autre, les ANREF s’appliquent à l’apport habituel
d’une personne. Par conséquent, lorsqu’un diététicien sportif
évalue l’apport nutritionnel d’une personne, il examine plusieurs
jours afin d’obtenir un apport quotidien moyen pour chaque
nutriment. Cela est particulièrement vrai en ce qui concerne
l’évaluation de l’apport de nutriments trouvés dans peu
d’aliments ou en très petites quantités dans les aliments. Il faut
moins de jours de registres alimentaires pour obtenir une bonne
estimation de l’apport moyen en protéines, car cela ne varie pas
beaucoup d’un jour à l’autre. Les ANREF comprennent les
éléments suivants :
L’apport journalier recommandé (AJR) – apport
nutritionnel journalier moyen suffisant pour répondre aux
besoins de la plupart des personnes en bonne santé à
chaque étape de la vie et pour chaque sexe ;
L’apport adéquat (AA) – apport quotidien moyen de
nutriments recommandé lorsqu’un AJR ne peut être établi ;
L’apport supérieur tolérable (AST) – niveau quotidien
moyen maximal de nutriments non associé à des effets
néfastes sur la santé. Les apports supérieurs à l’AST
augmentent le risque potentiel d’effets indésirables. L’AST
représente l’apport de toutes les sources, y compris la
nourriture, l’eau et les suppléments ;
Le besoin moyen estimé (BME) - le niveau moyen
quotidien d’apport nutritionnel considéré comme suffisant
pour répondre aux besoins de la moitié de la population en
bonne santé à chaque stade de la vie et pour chaque
sexe.
Des études révèlent plusieurs nutriments préoccupants, qu’une
grande partie de la population ne consomme pas en quantité
suffisante. Tous les sous-groupes (hommes et femmes de tous
les groupes d’âge) ont une prévalence élevée d’insuffisance de
vitamine E et de magnésium. La vitamine E se trouve dans de
nombreux aliments, tandis que les huiles, les noix et les graines
figurent parmi les meilleures sources. Le magnésium se trouve
également dans une grande variété d’aliments, mais souvent en
petites quantités. Certaines des meilleures sources de
magnésium sont les noix, les graines (en particulier les graines
de citrouille, les amandes et les noix de cajou) et les haricots, y
compris les haricots mungo et les haricots de Lima. De plus,
pour tous les individus de plus de deux ans, les apports moyens
habituels en fibres et en potassium sont inférieurs à l’AJR. Le
rapport scientifique de 2015 du Comité consultatif des
recommandations alimentaires répertorie les fibres, le
potassium, le calcium et la vitamine D comme nutriments
préoccupants. Les produits laitiers, les boissons enrichies
(boissons au soja, jus d’orange, etc.) et les sardines en
conserve sont d’excellentes sources de calcium, tandis que le
poisson gras, les boissons enrichies (lait, jus d’orange, boissons
au soja) et le yaourt enrichi sont d’excellentes sources de
vitamine D. De plus, le fer est une préoccupation pour des
populations
spécifiques.
Beaucoup
de
femmes
et
d’adolescentes en âge de tomber enceinte sont déficientes en
fer et beaucoup de ces mêmes groupes ne répondent pas à
leurs besoins alimentaires en folates. La viande rouge, les
céréales enrichies en fer et les haricots sont d’excellentes
sources de fer. Les haricots, les pois, les arachides et les
graines de tournesol sont parmi les meilleures sources de folate
alimentaire. Enfin, bien qu’elle ne soit plus considérée comme
un nutriment préoccupant, l’absorption de la vitamine B12 est
affectée par l’insuffisance d’acide chlorhydrique dans l’estomac,
que l’on retrouve chez environ 10 à 30 % des personnes âgées.
Par conséquent, les adultes de plus de cinquante ans sont
encouragés à consommer des aliments enrichis en vitamine
B12 synthétique ou à prendre des compléments alimentaires,
car leur corps peut généralement absorber la vitamine B12 à
partir de ces sources. Elle se trouve principalement dans les
matières animales (bœuf, agneau, veau et poisson sont parmi
les meilleures sources), les levures nutritionnelles enrichies et
les céréales enrichies.
TABLEAU 9.1 Recommandations des groupes alimentaires issues de MyPlate
(cc = cuillère à café, oz. = once)
MACRONUTRIMENTS
Un macronutriment est un nutriment qui est nécessaire en
quantités importantes dans l’alimentation. Les trois classes
importantes de macronutriments sont les protéines, les glucides
et les lipides.
PROTÉINES
La protéine est le principal composant structurel et fonctionnel
de chaque cellule du corps humain. Les protéines alimentaires
sont utilisées pour la croissance, le développement et pour
construire et réparer les cellules. Elles servent également
d’enzymes, de transporteurs et d’hormones. Par conséquent,
l’apport en protéines alimentaires est essentiel pour maintenir la
santé, la reproduction, la structure et la fonction cellulaires.
Les protéines sont composées de carbone, d’hydrogène,
d’oxygène et d’azote. « Aminé » signifie « contenant de l’azote »
et les acides aminés sont les molécules qui, réunies en groupes
de quelques dizaines à centaines, forment les milliers de
protéines présentes dans la nature. Les protéines du corps
humain sont composées de diverses combinaisons des acides
aminés individuels. Quatre acides aminés peuvent être
synthétisés par le corps humain et sont donc considérés comme
« non essentiels » car ils n’ont pas besoin d’être consommés
dans l’alimentation. Neuf acides aminés sont « essentiels » car
le corps ne peut pas les fabriquer et ils doivent donc être
obtenus par l’alimentation. Enfin, huit acides aminés sont
considérés comme essentiels dans certaines situations. Ces
acides aminés ne sont généralement pas essentiels bien qu’ils
deviennent essentiels, et doivent donc être obtenus par
l’alimentation, en période de maladie et de stress. Tous ces
acides aminés sont répertoriés dans le tableau 9.3.
TABLEAU 9.2 Recommandations des sous-groupes de légumes issues
de MyPlate
Les acides aminés sont unis par des liaisons peptidiques. Deux
acides aminés ensemble sont appelés un « dipeptide », et
plusieurs acides aminés ensemble sont appelés un
« polypeptide ». Les chaînes de polypeptides se lient ensemble
pour former une multitude de protéines avec diverses structures
et fonctions. Près de la moitié de la réserve protéique du corps
existe sous forme de muscle squelettique, tandis qu’environ
15 % constituent les tissus structurels, y compris la peau et le
sang. Le reste des réserves de protéines du corps se trouve
dans les tissus viscéraux – tels que le foie et les reins – et dans
les os.
POUR PLUS D’INFORMATIONS
SUR LA NUTRITION
Les professionnels de la préparation physique
peuvent s’appuyer sur les sites web suivants
pour plus d’informations sur la nutrition :
AJR interactif pour les professionnels de la
santé (basé sur les AJR, cet outil de
planification
alimentaire
calcule
les
recommandations
nutritionnelles
quotidiennes) :
http://fnic.nal.usda.gov/fnic/interactiveDRI
Informations
sur
les
compléments
alimentaires, y compris les réglementations,
rapports et avertissements, supplémentation en
macronutriments, phytonutriments, vitamines et
minéraux, informations à base de plantes,
aides
ergogéniques,
et
médecine
complémentaire et alternative :
Bibliothèque agricole nationale de l’USDA,
suppléments diététiques :
http://fnic.nal.usda.gov/dietary-supplements
Centre d’informations sur la gestion du poids,
l’alimentation et la nutrition :
http://fnic.nal.usda.gov/consumers/eatinghealth/weight-management
Articles de revues rédigés par un comité
d’experts :
www.pubmed.com
Association des
professionnels :
www.sportsrd.org
diététiciens
sportifs
Société internationale de nutrition sportive :
www.sportsnutritionsociety.org
Nutritionnistes sportifs, cardiovasculaires et
de bien-être : www.scandpg.org
TABLEAU 9.3 Acides aminés essentiels, non essentiels et parfois
indispensables (De l’Institut de médecine, États-Unis)
※ QUALITÉ DES PROTÉINES ET RECOMMANDATIONS ALIMENTAIRES
La qualité des protéines est déterminée par la teneur en acides
aminés et la digestibilité des protéines, calculées par la quantité
d’azote de la protéine absorbée pendant la digestion et par sa
capacité à fournir les acides aminés nécessaires à la
croissance, à l’entretien et à la réparation. Les protéines de
meilleure qualité sont hautement digestibles et contiennent tous
les acides aminés essentiels. Les protéines d’origine animale –
y compris les œufs, les produits laitiers, la viande, le poisson et
la volaille – contiennent tous les acides aminés essentiels, tout
comme le soja, seule protéine d’origine végétale dans ce cas.
En général, les protéines végétales sont moins digestibles que
les protéines animales, bien que la digestibilité puisse parfois
être améliorée par la transformation et la préparation des
aliments. Et bien que les mesures de la qualité des protéines,
telles que le score chimique corrigé de la digestibilité (SCCD)
des protéines, prennent en considération la digestibilité (ou la
biodisponibilité) des protéines ainsi que la capacité d’une
protéine à fournir les acides aminés essentiels nécessaires à la
synthèse des protéines corporelles et d’autres métabolites, ils
ne tiennent pas compte de la façon dont d’autres composés
dans les aliments modifient la biodisponibilité des acides aminés
de la protéine. Les aliments contiennent des facteurs
antinutritionnels – composés qui réduisent la digestion et
l’absorption d’un nutriment, le rendant moins disponible pour
être utilisé par le corps. Plusieurs facteurs antinutritionnels
entraînent des pertes digestives et des modifications
structurelles des acides aminés qui limitent la biodisponibilité
des acides aminés. Par exemple, pendant la cuisson, certains
aliments brunissent : ce brunissement, appelé « réaction de
Maillard », conduit à des composés susceptibles de diminuer la
biodisponibilité de certains acides aminés. Et bien que la
majorité des aliments d’origine végétale ne contiennent pas les
acides aminés essentiels (parfois même pas un), les
végétariens et les végétaliens (qui ne consomment que des
plantes et des produits végétaux – pas de viande, de poisson,
de volaille, d’œufs, de lait ou d’autre aliment provenant
d’animaux) peuvent répondre à leurs besoins en protéines en
consommant une variété d’aliments végétaux, notamment des
légumineuses, des légumes, des graines, des noix, du riz et des
céréales entières qui fournissent différents acides aminés afin
que tous les acides aminés essentiels soient consommés au
cours de la journée.
Bien que les recommandations diététiques soient indiquées
comme besoins en protéines, les besoins réels concernent les
acides aminés. Le besoin d’acides aminés chez les adultes
sédentaires et sains résulte du renouvellement constant des
cellules et des protéines cellulaires. Pendant le renouvellement
cellulaire – dégradation et régénération constantes des cellules
– le pool d’acides aminés libres du corps est le fournisseur
immédiat et le plus important d’acides aminés. Le pool est
reconstitué à partir de la digestion des protéines alimentaires,
ainsi que des acides aminés libérés par le renouvellement des
tissus. Beaucoup plus de protéines sont générées
quotidiennement par rapport à la consommation habituelle, ce
qui indique que les acides aminés sont recyclés. Ce processus
n’est cependant pas complètement efficace, donc l’apport
d’acides aminés alimentaires est nécessaire pour remplacer les
pertes.
L’AJR pour les protéines chez les hommes et les femmes de
dix-neuf ans et plus, fondé sur des études de bilan azoté, est de
0,80 g de protéines de bonne qualité par kilogramme de poids
de corps par jour. Les enfants, les adolescents et les femmes
enceintes et allaitantes ont des besoins en protéines
alimentaires plus élevés, comme le reflète l’AJR pour ces
groupes. Cependant, les besoins en protéines sont inversement
proportionnels à l’apport calorique, car de petites quantités de
protéines peuvent être métabolisées en tant que source
d’énergie lorsqu’une personne est dans un état d’équilibre
calorique négatif, lorsque moins de calories sont consommées
que dépensées (seulement 1 à 6 % des dépenses caloriques
totales dans la plupart des cas, mais jusqu’à 10 % pendant un
exercice prolongé dans un état d’appauvrissement en
glycogène). Dans ce cas, la protéine ne peut pas être utilisée
dans son rôle prévu de remplacer le pool d’acides aminés.
Lorsque l’apport calorique diminue, les besoins en protéines
augmentent. Par conséquent, l’Institute of Medicine (IOM) a
établi une plage acceptable de distribution des macronutriments
(PADM) pour les protéines, qui couvre un large éventail de
l’apport en protéines. La PADM représente 5 à 20 % des
calories totales pour les enfants d’un à trois ans, 10 % à 30 %
des calories totales pour les enfants de quatre à dix-huit ans, et
10 % à 35 % des calories totales pour les adultes de plus de
dix-huit ans. Généralement, les hommes et les femmes
consomment en moyenne 15 % de leurs calories provenant des
protéines. La PADM pour un nutriment comprend une gamme
d’apports associés à un risque réduit de maladie chronique, tout
en fournissant les apports recommandés d’autres nutriments
essentiels. Bien que l’ANREF pour les protéines s’intègre dans
la PADM, l’AJR est basé uniquement sur le poids corporel et ne
prend donc pas en compte les apports caloriques faibles ou
élevés. D’après la PADM, lorsque l’apport calorique est plus
faible, les besoins en protéines augmentent en pourcentage de
l’apport calorique total d’environ 1 % pour chaque diminution de
cent calories sous les 2 000 calories. Lorsque l’apport calorique
total est plus élevé, les besoins en protéines, exprimés en
pourcentage de l’apport calorique total, baissent jusqu’à un
certain point. Dans la pratique, les diététiciens sportifs doivent
d’abord déterminer l’apport en protéines d’un athlète, puis
ajouter des glucides et des graisses selon les besoins en
calories totales.
※ PRÉOCCUPATIONS CONCERNANT L’AJR POUR LES PROTÉINES
Il existe une controverse autour de l’AJR pour les protéines, car
certains scientifiques suggèrent que les adultes devraient
consommer plus que l’AJR pour la santé osseuse, la gestion du
poids, et la construction et la réparation des muscles. De plus,
la recherche suggère que les régimes riches en protéines et en
glucides peuvent affecter favorablement les lipides sanguins, en
particulier chez les personnes obèses, et donc également
diminuer certains des facteurs de risque de maladie
cardiovasculaire et de syndrome métabolique.
La protéine est un élément constitutif des os solides, contribuant
à 50 % du volume osseux et 33 % de la masse osseuse. L’effet
des protéines sur les os peut être dû, en partie, à son influence
sur le facteur de croissance analogue à l’insuline (IGF-I), qui est
produit dans le foie et favorise la formation osseuse et
musculaire. Et bien que la recherche suggère que les protéines
supplémentaires, mais non alimentaires, augmentent les pertes
de calcium dans l’urine, chez les individus en bonne santé
consommant 0,7 à 2,1 grammes de protéines par kilogramme
de poids de corps, l’excrétion urinaire de calcium et l’absorption
intestinale de calcium augmentent. En fait, un faible apport en
protéines alimentaires (0,7 g de protéines par kilogramme de
poids de corps par jour) supprime l’absorption intestinale du
calcium.
Les protéines jouent également un rôle multiforme dans la
gestion du poids. Premièrement, elles favorisent la satiété en
fonction de la dose : de plus grandes quantités de protéines
conduisent à une augmentation plus importante de la satiété.
Cependant, l’effet rassasiant des protéines dépend également
du moment de l’apport en protéines, de la forme (solide ou
liquide), de l’apport simultané d’autres macronutriments et du
temps qui s’écoule jusqu’au prochain repas. Le type de protéine
peut également avoir un effet sur la satiété, bien que la
recherche n’ait pas entièrement élucidé quelles protéines
peuvent avoir le plus grand impact. Les protéines ont également
le plus grand effet thermique de l’alimentation – plus de calories
sont brûlées pendant la digestion des protéines par rapport aux
glucides ou aux lipides. Enfin, des régimes riches en protéines
aident à éviter la perte musculaire, contrairement au régime
hypocalorique.
Les acides aminés contenus dans les protéines sont utilisés
pour la croissance (y compris musculaire) et pour réparer les
tissus, synthétiser les enzymes et les hormones, réparer et
fabriquer de nouvelles cellules. Et bien que les adultes d’un
programme de fitness général puissent probablement satisfaire
leurs besoins en protéines en consommant de 0,8 à 1,0 g de
protéines par kilogramme de poids de corps par jour, les
athlètes et ceux qui font de l’exercice intensivement ont besoin
de plus de protéines. Les athlètes d’endurance aérobie qui
consomment un nombre suffisant de calories ont besoin de 1,0
à 1,6 g de protéines par kilogramme de poids de corps par jour,
contre une fourchette comprise entre 1,4 et 1,7 g pour les
athlètes de force ou ceux qui combinent force et endurance
aérobie ou entraînement sprint en anaérobie. Les athlètes qui
suivent un régime hypocalorique peuvent quant à eux avoir
besoin de plus de protéines par jour pour préserver le tissu
musculaire pendant la perte de poids.
En plus de manger la bonne quantité de protéines par jour, la
recherche
préconise
que
les
athlètes
consomment
suffisamment de protéines juste après l’exercice, lorsque le
tissu musculaire est le plus réceptif aux acides aminés. En fait,
après l’exercice, la synthèse et la dégradation des protéines
musculaires sont augmentées, bien que l’équilibre net des
protéines soit négatif lorsque l’exercice est réalisé à jeun. Les
protéines consommées après l’exercice augmentent la synthèse
des protéines musculaires et la sensibilité musculaire aux
acides aminés est augmentée jusqu’à quarante-huit heures
après un exercice. Cependant, cette sensibilité diminuant avec
le temps, la consommation immédiate de protéines a un effet
plus important sur la synthèse aiguë des protéines musculaires.
La quantité de protéines qu’un athlète devrait consommer après
un exercice d’endurance aérobie n’a pas encore été
entièrement clarifiée. Cependant, certains suggèrent un rapport
glucides/protéines de 4:1 ou 3:1 comme ligne directrice
générale. Après l’entraînement en musculation, une large
gamme d’apports protéiques (de 20 à 48 g) s’est avérée
bénéfique pour stimuler au maximum la synthèse des protéines
musculaires aiguës. La quantité semble dépendre, au moins en
partie, de la teneur en leucine de la protéine. Elle est également
affectée par l’âge, car la sensibilité aux acides aminés diminue
chez les personnes âgées.
Les inquiétudes entourant les apports en protéines au-dessus
de l’AJR ne sont pas fondées pour la plupart des individus en
bonne santé. Les protéines consommées en excès de la
quantité nécessaire à la synthèse des tissus sont décomposées,
l’azote est excrété sous forme d’urée dans l’urine et les
cétoacides restants sont soit utilisés directement comme
sources d’énergie, soit convertis en glucides (gluconéogenèse)
ou en corps gras. En fait, une étude examinant un apport élevé
en protéines chez les athlètes a révélé que des apports en
protéines allant jusqu’à 2,8 g par kilogramme de poids de corps
(tel qu’évalué par un régime alimentaire de sept jours) ne
compromettaient aucune mesure de la fonction rénale. Le
professionnel de la préparation physique doit être conscient que
des apports en protéines constamment élevés, supérieurs aux
niveaux recommandés pour la construction et la réparation
musculaire, ne sont pas recommandés car l’apport en glucides
et en graisses (et les nutriments couramment trouvés dans les
aliments riches en glucides et en graisses) peut être compromis.
La teneur en protéines des aliments couramment consommés
est indiquée dans le tableau 9.4.
Les athlètes ont plus de besoins que l’AJR en
protéines pour construire et réparer les muscles.
Selon le sport et le programme d’entraînement, 1,0 à
1,7 g par kilogramme de poids de corps de protéines
est recommandé.
GLUCIDES
Les glucides servent principalement de source d’énergie.
Cependant, les glucides ne sont pas un nutriment essentiel, car
le corps peut décomposer les squelettes carbonés de certains
acides aminés et les convertir en glucose (gluconéogenèse).
Les glucides sont composés de carbone, d’hydrogène et
d’oxygène. Les glucides peuvent être classés en trois groupes
en fonction du nombre d’unités de sucre (saccharide) qu’ils
contiennent
:
monosaccharides,
disaccharides
et
polysaccharides.
Les monosaccharides (glucose, fructose et galactose) sont des
molécules à sucre unique. Dans le corps, le glucose est présent
sous forme de sucre circulant dans le sang, où il est utilisé
comme substrat énergétique primaire pour les cellules. De plus,
les molécules de glucose constituent le glycogène, un
polysaccharide stocké dans les cellules musculaires et
hépatiques. Dans les aliments, le glucose est généralement
combiné avec d’autres monosaccharides pour former divers
sucres, tels que le saccharose. Le glucose isolé présent dans
les bonbons ou les boissons pour sportifs se trouve sous la
forme de dextrose, un isomère chimique du glucose. Le fructose
a la même formule chimique que le glucose, mais parce que les
atomes sont disposés différemment, il a un goût beaucoup plus
doux et a des propriétés différentes. Le fructose explique le goût
sucré du miel et se produit naturellement dans les fruits et
légumes. Dans le corps, le fructose provoque moins de
sécrétion d’insuline que les autres sucres, ce qui a fait l’objet de
nombreuses recherches dans le domaine des performances
d’endurance
aérobie.
Le
galactose,
le
troisième
monosaccharide, se combine avec le glucose pour former du
lactose, du sucre de lait.
Les disaccharides (saccharose, lactose et maltose) sont
composés de deux unités de sucre simples réunies. Le
saccharose (ou sucre de table), le disaccharide le plus courant,
est une combinaison de glucose et de fructose. Le saccharose
se produit naturellement dans la plupart des fruits et est
cristallisé à partir du sirop de canne à sucre et de betterave à
sucre pour faire du sucre brun, blanc ou en poudre. Le lactose
(glucose et galactose) ne se trouve que dans le lait de
mammifère. Le maltose (glucose et glucose) se produit
principalement lorsque les polysaccharides sont décomposés
lors de la digestion. Il se produit également dans le processus
de fermentation de l’alcool et est le principal glucide de la bière.
TABLEAU 9.4 Teneur en protéines des aliments courants
(Du département américain de l’Agriculture, Agricultural Research Service)
Les polysaccharides, également connus sous le nom
d’« hydrates de carbone complexes », contiennent jusqu’à
plusieurs milliers d’unités de glucose. Certains des
polysaccharides d’importance nutritionnelle les plus courants
sont l’amidon, les fibres et le glycogène. L’amidon est la forme
de stockage du glucose dans les plantes. Les céréales, les
légumineuses et les légumes sont de bonnes sources d’amidon.
Avant que l’amidon ne puisse être utilisé comme source
d’énergie, il doit être décomposé en composants de glucose.
Les fibres alimentaires, constituants de la paroi cellulaire
végétale, sont également une forme de glucides. La cellulose,
l’hémicellulose, les bêta-glucanes et les pectines sont des
fibres, et ces matières fibreuses non glucidiques (ligines) sont
partiellement résistantes aux enzymes digestives humaines. Les
fibres ont différents effets physiologiques dans le corps.
Certains retardent la vidange gastrique, ce qui peut
temporairement influencer les sensations de satiété, tandis que
d’autres types de fibres augmentent le volume et la teneur en
eau, réduisant la constipation et le temps de transit des selles.
De plus, certaines fibres solubles diminuent l’absorption du
cholestérol et peuvent donc aider à réduire le taux de
cholestérol sanguin après ingestion, tandis que les fibres
alimentaires prébiotiques stimulent sélectivement la croissance
des bactéries dans l’intestin. Les aliments riches en fibres
comprennent les haricots, les pois, le son, de nombreux fruits et
légumes et certains aliments à grains entiers.
Le glycogène se trouve en petites quantités dans le foie et les
muscles humains, totalisant environ 15 g de glycogène par
kilogramme de poids de corps, et dans les tissus animaux
comme source temporaire d’énergie stockée. Bien qu’il soit
présent dans les viandes animales que nous mangeons comme
le steak, la poitrine de poulet et les filets de poisson, il n’est pas
présent dans une large mesure. Lorsque le glucose pénètre
dans les muscles et le foie, s’il n’est pas métabolisé en énergie,
il peut être synthétisé pour former du glycogène. Les trois quarts
du glycogène dans le corps sont stockés dans le muscle
squelettique, le quart restant étant conservé dans le foie. Le
processus de conversion du glucose en glycogène est appelé
« glycogenèse ».
※ INDEX GLYCÉMIQUE ET CHARGE GLYCÉMIQUE
L’indice glycémique (IG) classe les glucides en fonction de la
vitesse à laquelle ils sont digérés et absorbés – et donc
augmentent la glycémie – dans les deux heures suivant un
repas, par rapport à la même quantité (en grammes) d’un
aliment de référence, généralement du pain blanc ou du
glucose, qui se voit attribuer un IG de 100.
Indice glycémique = [Aire incrémentale sous la courbe de
la réponse glycémique après consommation d’une portion de
25 ou 50 g de glucides d’un aliment test/ Aire incrémentale
sous la courbe de la réponse glycémique après
consommation de la même portion (en grammes) d’une
nourriture standard] x 100
Les aliments à IG bas sont digérés et absorbés lentement, ce
qui entraîne une augmentation plus faible de la glycémie et une
libération d’insuline du pancréas moins importante par rapport à
l’aliment de référence. L’insuline aide à abaisser la glycémie en
facilitant le transport du glucose dans les cellules. Le sort du
glucose dans les cellules dépend de l’endroit où il est
transporté. Par exemple, les cellules musculaires utilisent le
glucose pour l’énergie tandis que les cellules adipeuses
convertissent le glucose en triglycérides (graisses).
Bien que l’IG ait été développé pour aider les gens à mieux
contrôler leur taux de sucre dans le sang – particulièrement utile
pour les personnes atteintes de diabète – certains chercheurs
ont émis l’hypothèse que les régimes alimentaires composés
d’aliments à IG inférieur ou supérieur peuvent également aider à
réduire le risque d’obésité et d’autres maladies. Cependant, il
existe des limites au système d’IG, qui peuvent diminuer sa
précision. Premièrement, les valeurs d’IG publiées pour un type
d’aliment donné peuvent considérablement varier en raison des
différences dans les tests et des variations des ingrédients
utilisés, de la maturité de l’aliment, de la méthode de
transformation de l’aliment, de la cuisson et du stockage.
Deuxièmement, la consommation de glucides dans le cadre
d’un repas ou en différentes quantités affecte l’IG. Les aliments
à faible IG comprennent généralement les légumes, les
légumineuses, les haricots et les grains entiers (tableau 9.5).
Bien que certains scientifiques aient émis l’hypothèse que la
consommation d’aliments à faible IG avant l’exercice pouvait
épargner les glucides en minimisant la sécrétion d’insuline et
donc améliorer les performances, il n’y a pas de preuve
suffisante pour soutenir cette hypothèse. La recherche est
mitigée, certaines études montrant que la consommation d’un
aliment à IG faible par rapport à un aliment à IG élevé avant
l’exercice améliore le temps d’exercice jusqu’à l’épuisement,
quand d’autres constatent que la consommation d’un aliment à
faible IG avant l’exercice par rapport à un aliment à IG élevé n’a
aucun effet sur les performances de course.
Par conséquent, les athlètes qui utilisent l’IG pour guider leurs
choix alimentaires peuvent essayer de prétester des aliments à
IG faible et élevé pendant l’entraînement tout en utilisant des
aliments à IG élevé pendant l’exercice pour fournir des sources
immédiates d’énergie (sucre) pour l’activité, et immédiatement
après l’exercice pour reconstituer plus rapidement les réserves
de glycogène.
La charge glycémique (CG) tient compte de la quantité de
glucides (en grammes) dans une partie des aliments – un
facteur qui influence également la réponse glycémique. Parce
que la CG prend en compte la taille des portions, il s’agit d’une
jauge de réponse glycémique plus réaliste que l’IG, qui est basé
sur une taille de portion standard. Le tableau 9.6 montre la
différence d’IG et de CG pour des aliments spécifiques. La CG
est égale à l’IG multiplié par la quantité de glucides dans une
portion de l’aliment et en divisant ce total par cent.
TABLEAU 9.5 Indice glycémique (IG) de différents aliments (D’après Atkinson,
Foster-Powell et Brand-Miller, 2008)
Charge glycémique = (IG d’un aliment individuel x
grammes de glucides par portion de nourriture) / 100
Les aliments avec une CG plus élevée devraient entraîner une
augmentation plus importante de la glycémie et une libération
ultérieure d’insuline.
Il a été démontré qu’un régime à faible CG, combiné à
l’exercice, améliore la sensibilité à l’insuline chez les adultes
obèses plus âgés et peut donc être un traitement potentiel pour
cette population, tandis que des études d’observation et
d’intervention suggèrent que les régimes avec des IG et des CG
bas sont associés à des niveaux inférieurs de marqueurs
inflammatoires. L’inflammation chronique de mauvaise qualité
est considérée comme un facteur de risque potentiel de
maladies chroniques. De plus, certaines études – mais pas
toutes – ont montré que les régimes alimentaires avec un IG ou
une CG inférieur sont associés à des niveaux inférieurs
d’insuline à jeun ainsi qu’à moins de facteurs de risque
cardiovasculaire.
※ FIBRES
Les régimes pauvres en fibres ont été associés à la
constipation, aux maladies cardiaques, au cancer du côlon et au
diabète de type 2. L’AJR pour les fibres varie de 21 à 29 g/jour
pour les femmes (en fonction de l’âge, d’une grossesse
éventuelle et de la lactation) et de 30 à 38 g/jour pour les
hommes en fonction du groupe d’âge. Les fibres se trouvent
couramment dans les fruits, les légumes, les noix, les graines,
les légumineuses et les produits à céréales entières comme le
pain complet, la farine d’avoine et le maïs soufflé.
※ APPORTS DE GLUCIDES NÉCESSAIRES POUR LES ATHLÈTES
De nombreuses études montrent que les glucides peuvent
améliorer le délai d’épuisement pendant les performances
d’endurance aérobie, ainsi que le rendement et la performance
au travail dans les sports intermittents de haute intensité. Il a
également été démontré que des niveaux élevés de glycogène
épargnent l’utilisation de protéines pour le carburant, contribuant
ainsi à atténuer la dégradation musculaire (bien que les
différences d’apport en protéines affectent également la
dégradation musculaire).
Les recommandations sur les glucides sont largement fondées
sur le type d’entraînement. Les athlètes d’endurance aérobie
s’entraînant quatre-vingt-dix minutes ou plus par jour à intensité
modérée (70-80 % VO2 max) devraient viser 8 à 10 g de
glucides par kilogramme de poids de corps par jour. Les
athlètes qui profitent de ce niveau d’apport en glucides sont
ceux engagés dans une activité aérobie continue, tels que les
coureurs de fond, les cyclistes sur route, les triathlètes et les
skieurs de fond. La recherche a montré que les athlètes qui
pratiquent constamment des activités intermittentes de haute
intensité, comme les joueurs de football, bénéficient également
d’une alimentation riche en glucides. La recherche sur les
besoins en glucides des athlètes dans une grande variété de
sports tels que le basket-ball, la lutte et le volley-ball est limitée.
Les athlètes qui participent à des activités de force, de sprint et
d’habileté ont besoin d’environ 5 à 6 g de glucides par
kilogramme de poids de corps par jour.
Dans les trente minutes suivant l’entraînement en endurance
aérobie, environ 1,5 g de glucides à indice glycémique plus
élevé par kilogramme de poids de corps devrait être consommé
pour stimuler rapidement la resynthèse du glycogène. Les
athlètes peuvent consommer moins de glucides au cours de la
période qui suit immédiatement l’exercice tant qu’ils
consomment un repas ou une collation riche en glucides à
intervalles réguliers (toutes les deux heures environ) après avoir
terminé l’entraînement. Les athlètes qui ne s’entraînent pas tous
les jours peuvent restaurer leur glycogène au cours d’une
période de vingt-quatre heures s’ils consomment suffisamment
de glucides totaux dans leur alimentation. Enfin, malgré l’effet
profond du glycogène sur la performance, les athlètes
s’adaptent à des régimes pauvres en glucides, ce qui diminue
leur dépendance à l’égard des glucides en tant que source de
carburant pendant l’exercice. Certains athlètes utilisent
également cette stratégie pour réduire leur apport calorique
total.
Les athlètes s’adaptent aux changements alimentaires
de l’apport en glucides. Bien que les athlètes qui
consomment régulièrement des glucides les utilisent
comme principale source d’énergie pendant l’exercice
aérobie, l’apport constant d’un régime pauvre en
glucides conduit à une plus grande dépendance aux
graisses comme source de carburant.
TABLEAU 9.6 Index glycémique (IG) et charge glycémique (CG) (Adapté, avec
permission, de Foster-Powell, Holt et Brand-Miller, 2002)
GRAISSE
Bien que les termes « graisses » et « lipides » soient souvent
utilisés de manière interchangeable, « lipides » est un terme
plus large. Les lipides comprennent les triglycérides (graisses et
huiles) ainsi que les composés gras apparentés, tels que les
stérols et les phospholipides. Les lipides les plus importants en
nutrition sont les triglycérides, les acides gras, les
phospholipides et le cholestérol. Les triglycérides sont formés
par l’union du glycérol avec trois acides gras. La majorité des
lipides présents dans les aliments et dans le corps sont sous
forme de triglycérides et, dans ce chapitre, le terme « graisses »
fait référence aux triglycérides.
Comme les glucides, les graisses contiennent des atomes de
carbone, d’oxygène et d’hydrogène mais, parce que les chaînes
d’acides gras ont plus de carbone et d’hydrogène par rapport à
l’oxygène, elles fournissent plus d’énergie par gramme. Par
exemple, les graisses fournissent environ 9 kcal/g, tandis que
les glucides et les protéines fournissent environ 4 kcal/g. Les
graisses et les huiles alimentaires sont composées de différents
types d’acides gras.
Les acides gras saturés n’ont pas de double liaison et leurs
molécules de carbone sont saturées d’hydrogène. Les acides
gras saturés sont utilisés pour certaines fonctions
physiologiques et structurelles, mais le corps peut fabriquer ces
acides gras. Il n’y a donc aucune exigence alimentaire pour les
acides gras saturés. Les acides gras insaturés contiennent
certaines molécules de carbone qui sont reliées entre elles par
des doubles liaisons, ce qui les rend chimiquement plus
réactives. Les acides gras contenant une double liaison sont
mono-insaturés. Avec deux ou plusieurs doubles liaisons, un
acide gras est poly-insaturé. Deux acides gras poly-insaturés
sont considérés comme essentiels, ce qui signifie que le corps
ne peut pas les fabriquer : les acides gras oméga-6 et oméga-3.
Ces deux acides gras sont nécessaires à la formation de
membranes cellulaires saines, au bon développement et au bon
fonctionnement du cerveau, du système nerveux et à la
production d’hormones. Les acides gras oméga-6 sont
abondants dans les aliments tels que le soja, le maïs et l’huile
de carthame et les produits fabriqués avec ces huiles. Moins
d’aliments contiennent des acides gras oméga-3 : on le trouve
notamment dans les poissons, en particulier des poissons gras
tels que le saumon, le hareng, le flétan, la truite et le
maquereau, qui contiennent les acides gras oméga-3, l’acide
eicosapentaénoïque (EPA) et l’acide docosahexaénoïque
(DHA). L’EPA et le DHA sont liés à une diminution dosedépendante des triglycérides : une diminution faible mais
statistiquement significative de la pression artérielle, en
particulier chez les personnes âgées, et les effets
antiarythmiques potentiels.
On pourrait également consommer des graines de lin, des noix,
de l’huile de soja ou de l’huile de canola pour répondre aux
besoins en oméga-3, car ceux-ci contiennent de l’acide
alphalinoléique (ALA), un acide gras oméga-3, qui est converti
en EPA et DHA. Cependant, ce processus de conversion est
inefficace. Selon des études in vivo, environ 5 % de l’ALA est
converti en EPA et moins de 0,5 % de l’ALA est converti en
DHA chez l’adulte. Par conséquent, alors que les aliments qui
contiennent de l’ALA comptent pour la consommation d’oméga3, ils n’ont pas d’effet substantiel sur les niveaux d’EPA et de
DHA dans le corps. Les aliments riches en ALA peuvent
augmenter certains facteurs de risque de maladie
cardiovasculaire, mais il n’est cependant pas clairement établi
qui est responsable – entre l’ALA, les autres composés de ces
aliments riches en nutriments, ou une combinaison des deux.
En plus de ses fonctions physiologiques, la graisse est
importante car elle est responsable de la saveur, de l’arôme et
de la texture caractéristiques de nombreux aliments.
Généralement, la plupart des graisses et huiles alimentaires
sont un mélange des trois types d’acides gras, avec un type
prédominant. Les huiles de soja, de maïs, de tournesol et de
carthame sont relativement riches en acides gras polyinsaturés, les huiles d’olive, d’arachide et de canola sont riches
en acides gras mono-insaturés, et la plupart des graisses
animales et des huiles tropicales (noix de coco, palmiste) sont
relativement riches en acides gras saturés.
Lorsqu’elle est stockée dans le corps humain, la graisse remplit
de nombreuses fonctions. L’énergie est stockée –
principalement sous forme de tissu adipeux – chez l’homme,
mais de petites quantités se trouvent également dans le muscle
squelettique, en particulier chez les athlètes entraînés en
aérobie. La graisse corporelle isole et protège les organes,
régule les hormones, transporte et stocke les vitamines
liposolubles A, D, E et K.
※ RELATION AVEC LE CHOLESTÉROL
Le cholestérol est une substance cireuse semblable à de la
graisse qui est un composant structurel et fonctionnel important
de toutes les membranes cellulaires. De plus, le cholestérol est
utilisé pour la production de sels biliaires, de vitamine D et de
plusieurs hormones, dont les hormones sexuelles (œstrogènes,
androgènes et progestérone) et le cortisol. Et bien que le
cholestérol ait de nombreuses fonctions essentielles dans le
corps, des niveaux élevés de cholestérol peuvent conduire à
l’athérosclérose, au durcissement des artères en raison de
l’accumulation de plaques sur les parois des artères, ce qui
rétrécit la zone des artères à travers laquelle le sang peut
passer. Par conséquent, un taux élevé de cholestérol sanguin
est un facteur de risque de maladie cardiaque et d’accident
vasculaire cérébral (AVC).
Des niveaux élevés de cholestérol total, de lipoprotéines de
basse densité (LBD) et de triglycérides sont tous associés à un
risque accru de maladie cardiaque. La lipoprotéine de basse
densité est divisée en sous-fractions en fonction de la taille des
particules. Les particules plus petites et plus denses, appelées
« lipoprotéines de très basse densité » (LTBD), sont plus
athérogènes (obstruction des artères) que les particules LBD
plus grosses. Des niveaux élevés de graisses saturées ou de
gras trans, une prise de poids et une anorexie peuvent tous
augmenter le cholestérol LBD. Cependant, les niveaux de LTBD
augmentent avec l’augmentation de l’apport en glucides. Des
niveaux élevés de lipoprotéines de haute densité (LHD)
protègent contre les maladies cardiaques, mais ne sont pas une
cible de thérapie (les praticiens sont priés de ne pas se
concentrer sur les LHD). Le tableau 9.7 montre comment les
cholestérols LBD, total et LHD sont classés.
Un apport élevé en glucides raffinés, une prise de poids, une
consommation excessive d’alcool et une alimentation très faible
en gras peuvent augmenter les triglycérides (graisses
sanguines). Cependant, comme pour le cholestérol, plusieurs
facteurs affectent les triglycérides, notamment un mode de vie
sédentaire, le surpoids, l’obésité, le tabagisme, la génétique et
certaines maladies et médicaments.
Le rapport scientifique du comité consultatif des directives
diététiques de 2015 recommande d’éviter les huiles
partiellement hydrogénées contenant des gras trans et de limiter
les graisses saturées à moins de 10 % des calories totales, et
de remplacer les graisses saturées par des graisses insaturées,
en particulier les graisses poly-insaturées. De plus, il est
conseillé que les sucres ajoutés consommés représentent au
maximum 10 % des calories totales.
※ GRAISSE ET PERFORMANCE
Les acides gras intramusculaires et circulants sont des sources
d’énergie potentielles pendant l’exercice.
TABLEAU 9.7 Classification du cholestérol LBD, total et LHD (mg/dl)
Comparées à la capacité limitée du corps à stocker les glucides,
les réserves de graisses sont importantes et représentent une
vaste source de carburant pour l’exercice. Par exemple, un
coureur mince (pesant 72 kg) avec 4 % de graisse corporelle a
environ 22 400 calories stockées dans les tissus adipeux. Au
repos et pendant les exercices de faible intensité, un
pourcentage élevé de l’énergie produite provient de l’oxydation
des acides gras. Lorsque l’intensité de l’exercice augmente, il y
a un passage progressif des lipides aux glucides comme source
de carburant préférentiel. Un entraînement aérobie constant
augmente la capacité du muscle à utiliser des acides gras. En
plus de l’entraînement, le corps s’adapte à l’utilisation de plus
grandes quantités de graisses pour l’énergie lorsqu’un régime
riche en graisses et en glucides est consommé sur une période
de temps. Et parce que le type de régime auquel le corps est
adapté peut influencer les performances, les effets des régimes
riches en graisses et en glucides varient selon les individus.
Le corps humain a une quantité suffisante de graisse
pour alimenter de longues séances d’entraînement ou
de compétition.
VITAMINES
Les vitamines sont des substances organiques (contenant des
atomes de carbone) nécessaires en très petites quantités pour
effectuer des fonctions métaboliques spécifiques. Les vitamines
agissent généralement comme des coenzymes, facilitant de
nombreuses réactions dans le corps. Par exemple, les
vitamines B aident le corps à produire de l’énergie à partir du
métabolisme des glucides. Le tableau 9.8 décrit les fonctions et
certaines sources alimentaires de vitamines individuelles.
Les vitamines hydrosolubles, y compris les vitamines B et la
vitamine C, se dissolvent dans l’eau et sont transportées dans le
sang. À l’exception de la vitamine B12, qui est stockée dans le
foie pendant des années, les vitamines hydrosolubles ne sont
pas stockées en quantités significatives dans le corps. À la
place, le corps utilise ce qui est nécessaire et excrète ensuite
les quantités restantes dans l’urine. Et bien qu’il n’y ait pas
d’effet secondaire connu d’une consommation excessive de
vitamine B12, consommer plus que ce que l’organisme peut
utiliser n’augmentera pas l’énergie et n’améliorera pas la santé.
Les vitamines A, D, E et K sont liposolubles et sont donc
transportées par les graisses dans le sang et stockées dans les
tissus adipeux du corps. Un excès de vitamine A préformée
(pas de bêtacarotène, d’alpha-carotène ni de bêtacryptoxanthine, qui sont convertis en vitamine A dans le corps)
est toxique et associé à des effets indésirables importants,
notamment des dommages au foie, une pression intracrânienne
(pseudo-tumeur cérébrale), des étourdissements, des nausées,
des maux de tête, des irritations cutanées, des douleurs dans
les articulations et les os, le coma et même la mort. Un apport
excessif en vitamine A peut se produire par l’alimentation, mais
résulte généralement de niveaux élevés de vitamine A dans les
suppléments. Des niveaux toxiques de vitamine D peuvent
entraîner des arythmies cardiaques et une augmentation des
niveaux de calcium dans le sang, ce qui peut provoquer une
calcification des vaisseaux sanguins et des tissus, ainsi que des
dommages au cœur, aux vaisseaux sanguins et aux reins.
La vitamine E agit comme anticoagulant et fluidifie donc le sang.
La consommation régulière de quantités excessives de vitamine
E peut entraîner des taux sériques élevés de vitamine E, ce qui
est associé à un risque accru d’accident vasculaire cérébral
hémorragique, en particulier chez les personnes sous
anticoagulants.
Étant donné que la vitamine K aide à la coagulation du sang, un
apport excessif de cette vitamine peut interférer avec les effets
de certains médicaments anticoagulants tels que la warfarine
(coumadine).
PRINCIPES DE BASE CONCERNANT
LES MACRONUTRIMENTS
PROTÉINES
Choisissez une variété d’aliments protéinés,
notamment les fruits de mer, les morceaux
maigres de viande et volaille, les œufs, les
haricots et les pois, les produits à base de
soja, les noix et les graines.
Augmentez la quantité et la variété de fruits de
mer consommés en choisissant des fruits de
mer à la place de certaines viandes et
volailles.
Remplacez les aliments riches en protéines
riches en graisses solides par des choix moins
riches en graisses solides et en calories.
Jeunes adultes dans un programme de fitness
général : 0,8 à 1,0 g de protéines par
kilogramme de poids de corps par jour.
Athlètes spécialistes de l’endurance aérobie :
1,0 à 1,6 g de protéines par kilogramme de
poids de corps par jour.
Athlètes spécialistes de la force : 1,4 à 1,7 g
de protéines par kilogramme de poids de
corps par jour.
Athlètes suivant un régime hypocalorique :
environ 1,8 à 2,7 g par kilogramme de poids
de corps par jour.
GLUCIDES
Réduisez l’apport calorique des sucres
ajoutés.
Augmentez la consommation de légumes
(préparés sans sel ni graisse ajoutés) et de
fruits (préparés sans sucres ajoutés).
Mangez une variété de légumes, y compris
des haricots, des pois et des légumes vert
foncé, rouges et oranges.
Consommez au moins la moitié de toutes les
céréales sous forme de céréales complètes.
Augmentez la consommation de céréales
complètes en remplaçant les grains raffinés
par des céréales complètes.
GRAISSES ET ALCOOL
Consommez moins de 10 % des calories
provenant des graisses saturées en les
remplaçant par des graisses insaturées,
notamment des graisses poly-insaturées.
Évitez les huiles partiellement hydrogénées
contenant des gras trans.
Réduisez l’apport calorique des graisses
solides.
Diminuez la consommation de céréales
raffinées.
Si de l’alcool est consommé, il doit être
consommé avec modération – jusqu’à un
verre par jour pour les femmes et deux verres
par jour pour les hommes – et uniquement par
des adultes en âge légal de boire. Les
femmes enceintes doivent éviter l’alcool et les
femmes allaitantes doivent être prudentes
quant à leur consommation si elles choisissent
d’en boire. L’alcool doit être évité dans la
période post-exercice car il réduit la synthèse
des protéines musculaires.
TABLEAU 9.8 Vitamines
MINÉRAUX
Les minéraux contribuent à la structure des os, des dents et des
ongles. ils sont un composant des enzymes et effectuent une
grande variété de fonctions métaboliques. Le calcium est par
exemple nécessaire pour la formation et la fonction des os et
des dents, la transmission nerveuse et la contraction
musculaire. Le fer est nécessaire au transport de l’oxygène et
fait également partie des enzymes nécessaires au métabolisme
énergétique. Le calcium, le phosphore, le magnésium, le fer et
les électrolytes sodium, potasse et chlorure sont souvent
appelés les « principaux minéraux ». Pour l’athlète, les
minéraux sont importants pour la santé des os, la capacité de
transport d’oxygène et l’équilibre hydrique et électrolytique. Les
minéraux, leurs fonctions et de bonnes sources de nourriture
sont répertoriés dans le tableau 9.9.
Le fer et le calcium méritent une attention supplémentaire. Les
athlètes qui ne consomment pas suffisamment de fer
alimentaire peuvent développer une carence en fer ou une
anémie ferriprive, les deux pouvant nuire aux performances. Un
calcium alimentaire inadéquat peut contribuer à une faible
densité osseuse et éventuellement à un risque futur de
développer une ostéopénie ou une ostéoporose.
TABLEAU 9.9 Minéraux
FER
Le fer est à la fois essentiel au fonctionnement et à la synthèse
de l’hémoglobine, une protéine qui transfère l’oxygène dans tout
le corps. De plus, le fer est un composant de la protéine
myoglobine, qui transporte l’oxygène vers les muscles. Ce
minéral joue un rôle important dans la croissance, le
développement, le fonctionnement cellulaire et la synthèse et le
fonctionnement de certaines hormones.
La carence en fer est la carence nutritionnelle la plus répandue
au monde. Et bien qu’elle affecte de manière très importante les
pays en développement, elle est également courante dans les
pays industrialisés. L’enquête nationale sur l’examen de la
nutrition et de la santé (NHANES, pour National Health And
Nutrition Examination Survey en anglais) a révélé qu’environ
16 % des adolescentes de seize à dix-neuf ans et 12 % des
femmes de vingt à quarante-neuf ans avaient une carence en
fer. Dans certaines études examinant la carence en fer chez les
athlètes féminines d’endurance aérobie, plus d’une femme sur
quatre a été testée positive à une carence en fer. La carence en
fer se déroule en trois étapes (par ordre de gravité) : déplétion,
carence marginale et anémie. Le fer transporte l’oxygène vers
les muscles qui travaillent, et même une carence en fer
marginale peut nuire aux performances sportives. L’anémie
ferriprive se développe lorsque de faibles réserves de fer
persistent pendant un certain temps et que le corps ne peut pas
produire suffisamment de globules rouges sains pour fournir de
l’oxygène dans tout le corps. Les symptômes dépendent de
l’individu : certaines personnes sont asymptomatiques, ou
s’habituent à leurs symptômes et supposent qu’ils sont
normaux. Les symptômes d’une carence en fer ou d’une anémie
ferriprive peuvent inclure la faiblesse, la fatigue, l’irritabilité, une
mauvaise concentration, des maux de tête, une diminution de la
capacité d’exercice, une perte de cheveux et une bouche sèche.
Les autres symptômes associés à l’anémie ferriprive
comprennent une fréquente sensation de froid, une langue
enflammée (glossite), un essoufflement pendant les activités de
routine et le pica (désir de manger des substances non
alimentaires telles que l’amidon de lessive, la saleté, l’argile et
la glace).
Les femmes en âge de procréer, les adolescentes, les femmes
enceintes, les nourrissons et les tout-petits ont un plus grand
besoin de fer, et courent donc un risque accru de devenir
déficientes. De plus, les coureurs de fond, les athlètes
végétariens, les athlètes féminines, celles qui perdent une
quantité importante de sang pendant leur cycle menstruel, les
personnes qui prennent des quantités excessives d’antiacides
et les personnes atteintes de certaines maladies digestives
telles que la maladie cœliaque ont un risque accru de
développer une anémie ferriprive.
Les deux types de fer présents dans les aliments sont le fer
hémique et non hémique. Le fer hémique, dérivé de
l’hémoglobine, se trouve dans les aliments qui contenaient à
l’origine de l’hémoglobine et de la myoglobine – aliments
d’origine animale, y compris les viandes rouges, le poisson et la
volaille. Le fer hémique est mieux absorbé que le fer non
hémique, et l’absorption n’est affectée par rien d’autre que nous
mangeons. Nous absorbons environ 15 % à 35 % du fer
hémique que nous consommons.
Le fer non hémique est la forme de fer présente dans tous les
autres aliments non carnés, y compris les légumes, les céréales
et les céréales de petit déjeuner enrichies en fer. Seulement 2 à
20 % du fer non hémique est absorbé. Et bien que le fer
hémique ne soit pas affecté par les composés présents dans les
aliments consommés simultanément, de nombreux facteurs
affectent l’absorption du fer non hémique. Par exemple, le fer
non hémique des épinards est lié à une substance appelée
« acide phytique », la forme de stockage du phosphore dans les
plantes. L’acide phytique diminue l’absorption du fer non
hémique. De plus, plusieurs autres substances peuvent
diminuer l’absorption du fer non hémique, y compris les tanins
(trouvés dans le thé et le vin), le calcium (que l’on trouve dans
les produits laitiers et multivitaminés), les polyphénols, les
phytates (que l’on trouve dans les légumineuses et les céréales
complètes), et certaines des protéines dans le soja. Une
personne peut augmenter la quantité de fer non hémique
absorbée en consommant des aliments ou des boissons riches
en vitamine C en même temps ou en consommant une source
non hémique en même temps que du fer hémique. Par
exemple, le jumelage d’épinards avec de la viande augmente
l’absorption du fer contenu dans les épinards.
Il existe de nombreuses formes supplémentaires de fer,
chacune fournissant une quantité différente de fer élémentaire
tout en variant également la biodisponibilité et le potentiel
d’effets secondaires tels que des maux d’estomac. De plus, le
calcium et le magnésium supplémentaires peuvent interférer
avec l’absorption du fer. Pourtant, de nombreux Américains ne
consomment pas suffisamment de calcium et de magnésium via
leur alimentation. En raison des nombreux facteurs affectant
l’apport et l’absorption du fer, y compris l’apport d’autres
minéraux que l’athlète peut ne pas consommer en quantité
suffisante, seul un médecin ou un diététicien agréé devrait
recommander des suppléments de fer et indiquer comment
prendre un supplément de fer pour une absorption maximale et
un minimum de maux d’estomac.
CALCIUM
Un apport adéquat en calcium tout au long de l’enfance et de
l’adolescence est essentiel pour le développement d’os solides.
Le calcium aide les os à croître en longueur et en densité
pendant l’adolescence – jusqu’à 90 % du pic de densité
minérale osseuse se produit à la fin de l’adolescence. Chez
l’adulte, le calcium aide à maintenir la densité osseuse. Lorsque
l’apport alimentaire en calcium est insuffisant, le calcium est
extrait de son site de stockage dans les os pour répondre aux
exigences du corps et maintenir constantes les concentrations
de calcium dans le sang, les muscles et les fluides
intercellulaires. Le calcium est essentiel pour atteindre la masse
osseuse maximale, et les carences en calcium peuvent nuire à
l’atteinte de la densité minérale osseuse maximale et augmenter
le risque de fracture plus tard dans la vie. Le calcium maintient
également la solidité des dents, aide à réguler la contraction
musculaire et joue un rôle dans le fonctionnement nerveux,
l’expansion et la contraction des vaisseaux sanguins et la
sécrétion hormonale et enzymatique.
La NHANES a constaté que seulement 15 % des femmes de
neuf à treize ans et moins de 10 % des femmes de quatorze à
dix-huit ans et de plus de cinquante-et-un ans satisfont à
l’apport adéquat (AA) en calcium via leur alimentation. Par
conséquent, les athlètes devraient être encouragés à inclure
des produits laitiers et d’autres aliments riches en calcium dans
leur alimentation. Le médecin de l’athlète ou le diététicien
professionnel peut suggérer un supplément de calcium si les
besoins en calcium ne peuvent être satisfaits par l’alimentation
uniquement.
FLUIDES ET ÉLECTROLYTES
L’eau est la plus grande composante du corps, représentant 45
à 75 % du poids corporel d’une personne. Dans le corps
humain, l’eau agit comme lubrifiant, amortisseur, matériau de
construction et solvant. De plus, l’eau est essentielle pour la
régulation de la température corporelle (la perte d’eau par la
transpiration aide à refroidir la peau, en particulier dans les
environnements chauds et pendant l’exercice), le transport des
nutriments, l’élimination des déchets, le maintien de l’équilibre
hydrique, et donc d’une tension artérielle normale. L’eau est si
importante que même dans des conditions de température
optimales, le corps ne peut survivre que quelques jours sans
eau.
Bien que le maintien d’une hydratation adéquate soit important
pour tous les individus, les athlètes doivent prêter une attention
particulière à leur état d’hydratation, car les pertes de sueur qui
dépassent l’apport hydrique peuvent rapidement conduire à un
état hypo-hydraté, avec une augmentation ultérieure de la
température corporelle centrale, une diminution du volume de
plasma sanguin et une augmentation de la fréquence cardiaque
et de l’effort perçu. Lorsque cela se produit, la production de
sueur ne peut pas suivre l’augmentation de la température
corporelle à moins qu’il y ait des transferts de fluides. L’exercice
répété dans des environnements chauds aide le corps à
s’adapter au stress thermique (volume de transpiration plus
important, concentration d’électrolytes inférieure à la
transpiration et température plus basse pour le début de la
transpiration), et donc les athlètes peuvent être plus enclins à la
déshydratation et au stress thermique au début de la saison. De
plus, les athlètes moins entraînés peuvent être plus sujets au
stress thermique que les athlètes entraînés. En raison des
changements physiologiques qui altèrent la conservation de
l’eau dans le corps ainsi que de la baisse liée à l’âge de l’apport
hydrique, les personnes âgées ont un risque accru de
déshydratation et d’hypo-hydratation. Les enfants peuvent
également avoir un plus grand risque de déshydratation,
résultant d’un gain de chaleur accru de l’environnement en
raison d’un rapport surface/masse corporelle plus élevé que les
adultes, d’une production de chaleur accrue pendant l’exercice,
d’une capacité réduite à dissiper la chaleur par la transpiration
et d’une moindre sensation de soif par rapport aux adultes. De
plus, ceux qui ont le trait drépanocytaire, la fibrose kystique et
certaines autres maladies ont un risque accru de se
déshydrater. Même une déshydratation légère – représentant 2
à 3 % de perte de poids – peut augmenter la température
corporelle centrale et affecter de manière significative les
performances athlétiques en augmentant la fatigue et en
diminuant la motivation, le contrôle neuromusculaire, la
précision, la puissance, la force, l’endurance musculaire et les
performances globales. La déshydratation peut augmenter la
température corporelle centrale, réduire le volume systolique et
le débit cardiaque, diminuer la pression artérielle, réduire le flux
sanguin vers les muscles, augmenter le rythme cardiaque,
exacerber la rhabdomyolyse d’effort symptomatique et
augmenter le risque de coup de chaleur et de décès. Le risque
de déshydratation est plus élevé dans les environnements
chauds et humides et en altitude.
ALIMENTS CALORIQUES ET ALIMENTS
RICHES EN NUTRIMENTS
Compte tenu de l’augmentation de l’obésité aux
États-Unis, certains classent le régime
américain comme riche en calories mais
pauvre en nutriments. Le rapport scientifique
du comité consultatif sur les directives
diététiques de 2015 recommande un régime
alimentaire comprenant une variété d’aliments
riches en nutriments. Bien qu’il n’y ait pas de
définition normalisée du terme de « densité des
nutriments », choisir des aliments riches en
nutriments signifie en général rechercher des
aliments basés sur les nutriments tels que les
vitamines, les minéraux et les fibres, ainsi que
les composés végétaux sains qu’ils fournissent,
tandis que la densité calorique se réfère au
contenu calorique d’un aliment. Les aliments
riches en densité nutritive comprennent le lait,
les légumes, les aliments protéinés et les
céréales, tandis que les aliments riches en
densité calorique mais faibles en densité
nutritive comprennent généralement les chips,
les desserts et les bonbons. Pour plus
d’informations sur la densité des nutriments par
rapport à la densité calorique, le lecteur peut se
reporter aux travaux de Drewnowski.
ÉQUILIBRE DES FLUIDES
L’apport adéquat (AA) pour l’eau est de 3,7 l (15,6 tasses) par
jour pour les hommes, et de 2,7 l (11,4 tasses) pour les femmes.
Cependant, L’AA journalier pour les femmes enceintes est de
3,0 l (12,7 tasses) et monte à 3,8 l (16,1 tasses) pour les
femmes allaitantes. Toutes les sources de liquide, y compris les
boissons telles que le café, le thé, le jus et le soda, ainsi que le
liquide contenu dans les aliments, contribuent à répondre aux
besoins en eau d’une personne.
Maintenir l’équilibre des fluides pendant l’entraînement et la
compétition peut être un défi pour de nombreux athlètes, en
particulier pour ceux qui transpirent abondamment ou qui
s’entraînent dans des environnements chauds et humides ou en
altitude. En plus des conditions environnementales, les
vêtements, l’équipement et une plus grande taille corporelle
peuvent augmenter le taux de transpiration, tandis que les
pratiques de perte de poids dangereuses telles que l’utilisation
fréquente ou la surutilisation de diurétiques ou de laxatifs
peuvent augmenter le risque de déshydratation. Les joueurs de
football américain, en particulier ceux qui défendent, ont un plus
grand risque de se déshydrater en raison de leur équipement et,
dans de nombreux cas, de leur taille corporelle plus importante.
Par exemple, une étude menée auprès de joueurs de la Ligue
nationale de football américain a révélé que les arrières et les
réceptionneurs, d’une masse corporelle moyenne de 93 ± 6 kg,
perdaient en moyenne 1,4 ± 0,45 l de sueur par heure, tandis
que les défenseurs, avec une masse corporelle moyenne de
135,6 ± 17 kg, perdaient en moyenne 2,25 ± 0,68 l de
transpiration par heure de pratique. Les pertes de sueur
calculées pour les deux groupes pendant un total de 4,5 heures
de pratique les jours avec deux séances étaient de 6,4 ± 2,0 l
pour les arrières et les réceptionneurs, contre 10,1 ± 3,1 l pour
les défenseurs. Plusieurs couches de vêtements et
d’équipements de protection contribuent aux pertes de sueur et
au risque de déshydratation chez les joueurs de hockey, tandis
que la déshydratation intentionnelle et d’autres pratiques de
perte de poids dangereuses peuvent augmenter le risque de
déshydratation chez les lutteurs. De plus, il est important de
noter qu’il existe une très large gamme de pertes de fluides par
la sueur. Par exemple, les joueurs de la National Basketball
Association ont perdu de 1,0 à 4,6 l d’eau et ont eu une perte
moyenne de 2,2 ± 0,8 l de transpiration au cours d’une partie de
quarante minutes dans laquelle le temps de jeu moyen était de
21 ± 8 minutes. Lorsque les gens sont sédentaires, la
respiration et la transpiration combinées contribuent à des
pertes d’eau d’environ 0,3 l par heure.
PRÉVENIR LA DÉSHYDRATATION
Compte tenu des effets négatifs associés à la déshydratation,
les athlètes doivent essayer de prévenir les pertes de poids en
eau dépassant 2 % du poids corporel, tout en rétablissant les
électrolytes perdus par la transpiration. La première étape pour
prévenir la déshydratation consiste à évaluer l’état d’hydratation
(tableau 9.10). La gravité spécifique de l’urine (GSU) peut être
utilisée pour accéder à l’état d’hydratation car le test est facile à
utiliser, peu coûteux et mobile. Cependant, la GSU n’est pas un
indicateur sensible des changements aigus d’hydratation, mais
une meilleure mesure de l’état d’hydratation chronique. Une
méthode rapide et simple pour estimer le statut hydrique
consiste à mesurer les changements de poids corporel avant et
après l’entraînement. L’athlètes doit se peser dans des
vêtements légers et minimes, après s’être séché et avoir uriné,
immédiatement avant et après son entraînement. Les
vêtements en sueur doivent être retirés avant la pesée. 0,45 kg
perdu pendant l’entraînement représente un demi-litre de
liquide. Une perte de 2 % ou plus du poids corporel indique que
l’athlète ne remplace pas adéquatement le liquide perdu par la
sueur. En plus d’identifier la déshydratation aiguë d’une séance
d’entraînement, l’évaluation des changements de poids au fil du
temps peut aider à identifier les athlètes qui sont chroniquement
déshydratés – ceux qui perdent plusieurs kilos en quelques
jours.
En plus d’identifier les athlètes qui ne s’hydratent pas
suffisamment, on peut calculer le taux de transpiration, donnant
ainsi une meilleure idée des besoins en liquides pendant
l’exercice, en pesant les athlètes avant l’exercice et à nouveau
après une séance d’entraînement intense d’une heure, tout en
mesurant également l’apport hydrique et le volume d’urine
produit. Le taux de transpiration est égal au poids corporel avant
l’exercice moins le poids corporel après l’exercice, auquel
s’additionne l’apport hydrique pendant l’exercice moins l’urine
produite. Les évaluations de la quantité d’urine, par GSU ou
volume d’urine, peuvent être trompeuses pendant la période de
réhydratation immédiate après la déshydratation. Lorsque les
athlètes consomment de grandes quantités de liquide
hypotonique, ils produisent de grandes quantités d’urine bien
avant de s’hydrater adéquatement.
En plus de surveiller les changements de poids, il est parfois
conseillé aux athlètes de vérifier la couleur de leur urine.
Cependant, la relation entre la couleur de l’urine et l’état
d’hydratation est très subjective. De plus, les betteraves, les
mûres, certains colorants alimentaires et certains médicaments
peuvent la faire virer au rose, au rouge ou au brun clair. De plus,
les vitamines B, les caroténoïdes (comme le bêtacarotène) et
certains médicaments peuvent faire virer l’urine au jaune foncé,
jaune vif ou orange, tandis que les colorants alimentaires
artificiels (comme ceux que l’on trouve dans certaines boissons
pour sportifs) peuvent également la faire virer au bleu ou vert.
Une très large gamme de pertes de fluides, sous forme
de sueur, existe chez les athlètes. Par conséquent,
chaque athlète devrait développer un plan
d’hydratation personnalisé.
TABLEAU 9.10 Biomarqueurs du statut d’hydratation
ÉLECTROLYTES
Les principaux électrolytes perdus dans la sueur comprennent
le chlorure de sodium et, dans une moindre mesure (et dans
l’ordre), le potassium, le magnésium et le calcium. Le sodium
influence la régulation des fluides en aidant à retenir une plus
grande partie du fluide consommé. De plus, tous les électrolytes
perdus par la transpiration sont essentiels à la contraction
musculaire et à la conduction nerveuse. Ainsi, toute perturbation
de l’équilibre des électrolytes dans les fluides corporels pourrait
potentiellement nuire aux performances. Les pertes de sodium
par la transpiration varient énormément entre les athlètes, avec
des concentrations rapportées allant de 0,2 à plus de 12,5 g/l
(10 à plus de 544 mEq/l). Étant donné la grande quantité de
sodium que certains athlètes perdent par la transpiration,
remplacer les pertes de sodium peut nécessiter une décision
consciente de choisir des aliments riches en sodium, de saler
leurs aliments et d’ajouter des électrolytes à leurs boissons. Les
athlètes qui font de l’exercice intensément ou pendant des
heures, et qui s’hydratent excessivement avec seulement de
l’eau ou une boisson sans ou à faible teneur en sodium,
peuvent diluer leur taux de sodium dans le sang à des niveaux
dangereusement bas – en dessous de 130 mmol/l, une
condition appelée « hyponatrémie ». Cela entraîne un
gonflement intracellulaire et, lorsque le taux de sodium sanguin
tombe en dessous de 125 mmol/l, des maux de tête, des
nausées, des vomissements, des crampes musculaires, un
gonflement des mains et des pieds, une agitation et une
désorientation. Lorsque le sodium sanguin descend en dessous
de 120 mmol/l, le risque de développer un œdème cérébral, des
convulsions, un coma, une hernie du tronc cérébral, un arrêt
respiratoire et le risque de décès augmentent. Pour éviter
l’hyponatrémie, l’apport hydrique ne doit pas dépasser les
pertes de sueur (les athlètes ne doivent pas peser plus après
avoir terminé l’exercice qu’au début de leur séance
d’entraînement), et les athlètes doivent consommer du sodium
par le biais de boissons sportives ou de nourriture.
Les boissons pour sportifs fournissent de petites quantités de
potassium pour remplacer les pertes par la transpiration.
APERÇU DES GRANDS PRINCIPES
CONCERNANT L’ABSORPTION
DE LIQUIDES
AVANT L’ENTRAÎNEMENT
Les athlètes devraient avoir une lecture GSU
< 1,020. Ils devraient se préhydrater, si
nécessaire plusieurs heures avant l’exercice
pour permettre l’absorption des fluides et la
production d’urine.
PENDANT
UNE
SESSION
D’ENTRAÎNEMENT
Enfants et adolescents
Les enfants pesant 40 kg devraient boire 150
ml d’eau froide ou d’une boisson aromatisée et
salée toutes les vingt minutes pendant
l’entraînement.
Les adolescents pesant 60 kg devraient boire
250 ml d’eau froide ou d’une boisson
aromatisée et salée toutes les vingt minutes
pendant l’entraînement.
Adultes
Les athlètes doivent suivre un plan d’hydratation personnalisé. Pendant une activité
prolongée par temps chaud, ils devraient
consommer une boisson pour sportifs
contenant 20 à 30 mEq de sodium (460-690
mg avec du chlorure comme anion) par litre, 2
à 5 mEq de potassium (78-195 mg) par litre, et
des glucides à une concentration de 5 à 10 %.
Après l’entraînement
Les athlètes devraient consommer suffisamment de nourriture et de liquides, ainsi
que du sodium, pour rétablir l’hydratation. Si la
déshydratation est importante ou si l’athlète
dispose de moins de douze heures avant le
prochain exercice, une approche plus
agressive est justifiée et l’athlète doit
consommer environ 1,5 l de liquide (avec
suffisamment d’électrolytes) pour chaque
kilogramme de poids de corps perdu (0,7 l pour
chaque livre de poids corporel).
Cependant, ils ne contribuent pas de manière significative à
l’apport total de potassium. Et, parce que la recherche montre
que moins de 2 % des adultes aux États-Unis respectent les
recommandations alimentaires pour le potassium, les athlètes
devraient se concentrer sur la consommation d’aliments plus
riches en potassium dans leur alimentation, comme les tomates,
les agrumes, les melons, les pommes de terre, les bananes et
le lait.
Les athlètes qui font de l’exercice intensivement, ou
pendant des heures, et qui s’hydratent excessivement
avec seulement de l’eau ou une boisson sans ou à
faible teneur en sodium, peuvent diluer leur sodium
sanguin à des niveaux dangereusement bas.
INSTRUCTIONS POUR L’ABSORPTION
DE LIQUIDES
Idéalement, les athlètes devraient commencer l’exercice ou
l’entraînement dans un état hydraté, éviter de perdre plus de
2 % de leur poids corporel (en raison de la transpiration) et se
réhydrater complètement après l’exercice et avant la prochaine
séance d’entraînement. La quantité de liquide nécessaire pour
parvenir à une réhydratation complète dépend de la période de
temps avant le prochain entraînement. Cependant, des études
montrent que certains athlètes commencent l’entraînement ou la
compétition dans un état hypo-hydraté, ce qui rend encore plus
difficile une consommation suffisante de liquide pendant la
séance d’exercice qui doit compenser un mauvais état
d’hydratation avant l’exercice. De plus, les athlètes ayant des
pertes de sueur importantes peuvent volontairement ne pas
boire suffisamment de liquide pour se réhydrater adéquatement
et éviter la déshydratation pendant l’entraînement et la
compétition. Une approche systématique du remplacement des
fluides est nécessaire pour cette raison et aussi parce que la
soif peut ne pas être un indicateur fiable des besoins en fluides
pour les athlètes qui portent de gros pulls ou ceux qui pratiquent
intensément dans des conditions chaudes. Bien que, étant
donné le large éventail de pertes de fluides et d’électrolytes
chez les athlètes, les lignes directrices sur les fluides et les
électrolytes doivent être individualisées autant que possible, les
grands principes présentés ci-après sont un bon point de départ
pour les athlètes jusqu’à ce que des recommandations
spécifiques soient fournies en fonction du taux de sudation. De
plus, les entraîneurs de force doivent veiller à ce que les
athlètes aient suffisamment de temps pour boire et avoir accès
à des liquides frais (10-15 °C).
※ AVANT L’ACTIVITÉ
Pré-hydrater, si nécessaire, plusieurs heures avant l’exercice
pour permettre l’absorption des fluides et la production d’urine.
※ PENDANT L’ACTIVITÉ
En raison des grandes variations des taux de transpiration et
des concentrations d’électrolytes, les athlètes devraient mesurer
les changements de poids pendant l’entraînement et la
compétition dans des conditions météorologiques spécifiques,
et développer des stratégies d’hydratation individualisées sur la
base de ces informations. Pendant une activité prolongée par
temps chaud, l’Institut de Médecine recommande des boissons
pour sportifs contenant 20 à 30 mEq de sodium (460-690 mg
avec du chlorure comme anion) par litre, 2 à 5 mEq de
potassium (78-195 mg) par litre et des glucides à une
concentration de 5 % à 10 %. De plus, lorsqu’une boisson pour
sportifs est ingérée à des taux élevés au cours d’un exercice
intense ou prolongé, les athlètes peuvent vouloir en choisir une
qui contient plusieurs types de glucides avec différents
mécanismes de transport intestinal, tels que le glucose, le
fructose et la maltodextrine. L’ingestion de plusieurs types de
glucides par rapport à un seul glucide entraînera une plus
grande vidange gastrique, une absorption des glucides, une
oxydation et peut-être de meilleures performances. Toutes les
boissons fournies doivent être fraîches (10-15 °C) mais pas
froides.
L’Académie américaine des pédiatres recommande aux enfants
de boire régulièrement. Ce principe directeur suggère que les
enfants pesant 40 kg boivent 150 ml d’eau froide ou une
boisson salée aromatisée toutes les vingt minutes pendant la
pratique sportive, et que les adolescents pesant 60 kg boivent
266 ml sur la même période d’activité, même s’ils n’ont pas soif.
Une autre recommandation est une concentration de chlorure
de sodium de 15 à 20 mmol/l (1 g pour 1 l), qui s’est avérée
augmenter l’hydratation volontaire de 90 % par rapport à l’eau
non aromatisée.
※ APRÈS L’ACTIVITÉ
Après l’exercice, les athlètes devraient remplacer les pertes de
liquides et d’électrolytes. Si le temps le permet, des repas
normaux, des collations (à condition qu’elles contiennent du
sodium) et de l’eau rétabliront les pertes de liquides et
d’électrolytes. Du sel supplémentaire peut être ajouté aux
aliments lorsque les pertes de sodium par la transpiration sont
importantes. Si la déshydratation est importante, ou si l’athlète a
une courte période de récupération avant le prochain exercice
(moins de douze heures), une approche plus agressive est alors
justifiée : dans ces cas, les athlètes devraient environ
consommer 1,5 l de liquide (avec suffisamment d’électrolytes)
pour chaque kilogramme de perte de poids corporel (0,7 l pour
chaque livre de poids corporel). Cette quantité de liquide
contribue à l’augmentation de la production d’urine résultant de
la consommation d’un grand volume de liquide.
CONCLUSION
La nutrition joue un rôle important dans la
préparation physique. Une hydratation et des
électrolytes adéquats, un apport énergétique
approprié et des apports adaptés en protéines,
glucides, lipides, vitamines et minéraux permettent
aux athlètes de tirer le maximum d’avantages de
l’entraînement. Une compréhension générale des
principes et des applications de la nutrition est
essentielle pour les professionnels afin qu’ils
puissent aider les athlètes à trier les informations
erronées sur la nutrition et à fournir des directives
solides que les athlètes peuvent utiliser pour
améliorer leur régime alimentaire.
MOTS-CLÉS
Acide
Acide amine
Acide docosahexaenoique (DHA)
Acide eicosapentaenoique (EPA)
Acide gras omega-3
Acide alphalinoleique (ALA)
Apport journalier recommande (AJR)
Anemie
Apport adequat (AA)
Apports nutritionnels de reference (ANREF)
Besoin moyen estime (BME)
Biodisponibilite
Charge glycemique (CG)
Cholesterol
Densite nutritive
Deshydratation
Dieteticien sportif
Disaccharides
Electrolytes
Gamme de distribution (AMDR)
Glucides
Graisse
Gras
Fibre
Fructose
Galactose
Gluconeogenese
Glucose
Glycogene
Glycogenese
Hydratation
Hypo-hydratation
Hyponatremie
Indice glycemique (IG)
Lactose
Lipoproteine de basse densite (LBD)
Lipoproteine de tres basse densite (LTBD)
Lipoproteine de haute densite (LHD)
Macronutriment
Macronutriment acceptable
Maltose
Micronutriment
Mineraux
Monosaccharide mono-insature
MyPlate
Niveau d’admission superieur tolerable (ATS)
Polypeptide
Polysaccharide
Poly-insature
Proteine
Saccharose
Sature
Score chimique corrige de la digestibilite
(SCCD)
Synthese des proteines musculaires
Triglycerides
Vitamine
RÉVISION
DES CONNAISSANCES
1. Maintenir
glycogène…
des
réserves
adéquates
de
a. Épargne l’utilisation de protéines pour l’énergie
b. Améliore la puissance maximale
c. Diminue les performances d’endurance
d. Aide les athlètes à prendre du poids
2. Lequel des énoncés suivants explique le
MIEUX l’apport accru de protéines par les athlètes
?
a. Une diminution de l’oxydation des protéines
pendant l’exercice aérobie
b. Un besoin accru de réparation des tissus
c. Une restriction des calories pour perdre du poids
d. La qualité des protéines consommées
3. Ce qui suit est le facteur le plus susceptible de
causer de la fatigue et de mauvaises
performances :
a. Faible apport en protéines
b. Carence en fer
c. Faible apport en calcium
d. Carence en acides gras oméga-3
4. Lequel des énoncés suivants est une
recommandation pour abaisser des niveaux
indésirables élevés de lipides sanguins ?
a. Réduire l’apport complexe en glucides
b. Limiter l’apport en acides gras saturés à 30 % du
total des calories
c. Consommer au moins 500 mg de cholestérol
alimentaire par jour
d. Remplacer les acides gras saturés par des acides
gras mono-insaturés ou poly-insaturés
6. Laquelle des sources de protéines suivantes
ne contient pas tous les acides aminés essentiels
en quantités appréciables ?
a. Volaille
b. Œufs
c. Lentilles
d. Bœuf
RÉPONSES AUX QUESTIONS ICI
CHAPITRE 10
STRATÉGIES
NUTRITIONNELLES POUR
MAXIMISER
LES PERFORMANCES
DOCTEUR MARIE SPANO
LORSQUE VOUS AUREZ LU CE CHAPITRE,
VOUS SEREZ CAPABLE :
d’énumérer les recommandations nutritionnelles avant,
pendant et après la compétition pour différents sports ;
de fournir des instructions pour le gain et la perte de
poids ;
de reconnaître les signes et symptômes de troubles de
l’alimentation ;
de comprendre l’importance d’avoir un système
d’intervention et d’orientation en place pour les athlètes
soupçonnés d’avoir un trouble de l’alimentation ;
de reconnaître la prévalence et les étiologies de l’obésité ;
d’aider au processus d’évaluation des personnes obèses.
Ce que les athlètes mangent et boivent avant et pendant la
compétition peut affecter leurs performances, tandis que le
repas d’après exercice impacte la capacité de récupération et, si
la période entre les rencontres sportives est inférieure à vingtquatre heures, les performances de la prochaine épreuve. Par
conséquent, ce chapitre se concentre sur la nutrition avant,
pendant et après la compétition tout en fournissant des
directives aux athlètes qui souhaitent perdre ou prendre du
poids. De plus, aucune discussion sur le poids n’est complète à
moins qu’elle ne contienne des informations sur une
alimentation non équilibrée et sur les troubles de l’alimentation.
Il est impératif que le professionnel de la préparation physique
reconnaisse les signes et symptômes d’un trouble de
l’alimentation chez l’athlète et devienne un membre actif de
l’équipe de traitement.
NUTRITION AVANT, PENDANT ET APRÈS
LA COMPÉTITION
Les habitudes alimentaires des athlètes influeront au fil du
temps sur leur santé et leurs performances globales. De plus,
ce que les athlètes mangent avant et pendant la compétition
peut avoir des effets physiologiques et psychologiques sur la
performance, tandis que leur repas post-compétition affecte la
récupération et peut donc influencer leurs performances lors de
la compétition (ou de l’entraînement) suivante.
AVANT LA COMPÉTITION
Le repas de pré-compétition aide à fournir du liquide pour
maintenir une hydratation et des glucides adéquats pour
maximiser la glycémie et les niveaux de glycogène stockés tout
en gardant la faim à distance. Le glycogène est la principale
forme d’énergie utilisée pendant un exercice d’intensité élevée
(> 70 % VO2max), et l’athlète éprouve une fatigue musculaire
une fois les réserves épuisées. De petites quantités de
glycogène sont stockées dans le foie et les muscles, totalisant
environ 15 g de glycogène par kilogramme de poids de corps.
Par exemple, un homme de 80 kg peut environ stocker 1200
calories de glycogène. Le glycogène stocké dans le foie est
utilisé pour tout le corps, tandis que le glycogène stocké dans le
tissu musculaire est utilisé par le muscle.
Malgré les rôles vitaux que l’hydratation et le glycogène jouent
dans la performance sportive, les études examinant
l’importance du repas de pré-compétition et son effet sur la
performance sont équivoques en raison des différences dans
les sujets d’étude et les méthodes utilisées. Certains montrent
qu’un repas pré-exercice riche en glucides améliore le temps
d’aérobie jusqu’à l’épuisement ainsi que les performances
anaérobies chez les adolescents, alors que d’autres études
n’ont trouvé aucun effet sur les performances en contre-lamontre. Malgré ces différences et le fait que les études simulant
la performance ne peuvent pas prendre en compte plusieurs
facteurs qui distinguent l’environnement compétitif d’un
environnement de laboratoire, tels que la tension de la précompétition, la température, l’humidité et l’altitude, les athlètes
peuvent adapter les principes généraux de pré-compétition en
se fondant sur la littérature pour répondre à leurs propres
besoins et à l’environnement concurrentiel dans lequel ils se
trouvent.
Tous les repas de pré-compétition doivent tenir compte du
calendrier, de la composition des repas et des liquides, de
l’événement, du sport et des préférences individuelles des
athlètes. Afin de minimiser le risque de maux d’estomac, de plus
petites quantités de liquide et de nourriture doivent être
consommées lorsque le repas de pré-compétition est
consommé juste avant la compétition. Les aliments et boissons
de pré-compétition doivent être familiers à l’athlète (déjà
consommés avant l’entraînement), faibles en matières grasses
et en fibres afin qu’ils vident rapidement l’estomac et minimisent
tout risque de détresse gastro-intestinale, et modérés en
protéines (les protéines favorisent une satiété plus durable).
Les athlètes peuvent choisir entre des glucides à indice
glycémique élevé ou faible avant la compétition, car la
recherche n’a pas démontré que l’un s’avère plus avantageux
que l’autre. Même si la consommation de glucides qui
augmentent rapidement l’insuline, comme le glucose, entraînera
une baisse initiale de la glycémie au début de l’exercice, la
glycémie revient généralement à la normale dans les vingt
minutes environ, et la baisse initiale n’a pas d’effet négatif sur la
performance.
※ SPORTS D’ENDURANCE AÉROBIE
Le repas de pré-compétition peut être le plus important pour les
athlètes d’endurance aérobie qui participent à des activités de
longue durée (plus de deux heures) le matin après un jeûne
nocturne. Au réveil le matin, les taux de sucre dans le sang sont
bas et les réserves de glycogène hépatique sont
considérablement réduites. Les deux conditions diminuent la
quantité de glucides disponibles pour une utilisation comme
énergie. Les glucides au repas de pré-compétition peuvent
considérablement améliorer les réserves de glycogène et
améliorer le temps d’exercice jusqu’à l’épuisement chez ceux
qui incluent régulièrement des glucides dans leur alimentation, à
condition que ces glucides soient consommés trois heures ou
plus avant la compétition.
MINIMISER LES PROBLÈMES GASTROINTESTINAUX
Pour minimiser la probabilité de gêne gastrique
pendant la compétition, les athlètes peuvent
suivre les conseils suivants :
Tester la nourriture pendant l’entraînement
d’abord, et tester les nouveaux aliments
pendant plusieurs séances avant de les
adopter lors d’une compétition.
Lorsque le repas est plus proche du début du
jeu ou de l’épreuve, consommer de plus petites
quantités de nourriture et de liquide.
Éviter les aliments riches en matières
grasses et riches en fibres. Les graisses et les
fibres ralentissent le taux de digestion. Lorsque
la nourriture est encore en train d’être digérée
pendant l’exercice, on peut ressentir des
crampes d’estomac.
Éviter les alcools de sucre.
Malgré leur nom, les alcools de sucre ne
contiennent pas d’alcool, mais leur structure
chimique ressemble à celle du sucre et de
l’alcool. Les alcools de sucre sont un type
d’hydrate de carbone qui n’est pas
complètement absorbé dans l’intestin. Par
conséquent, la consommation peut provoquer
des gaz, des ballonnements et des crampes, et
peut avoir un effet laxatif. Les alcools de sucre
se trouvent dans certains produits à faible
teneur en glucides et sans sucre, y compris les
chewing-gums sans sucre, le dentifrice et les
bains de bouche. Les deux alcools de sucre les
plus susceptibles de provoquer des problèmes
gastro-intestinaux sont le sorbitol et le mannitol.
Tout
produit
pouvant
entraîner
une
consommation de 20 g de mannitol doit porter
cet avertissement sur l’étiquette : « Une
consommation excessive peut avoir un effet
laxatif ». Les réponses individuelles à l’alcool
de sucre varient. Les alcools de sucre
comprennent le xylitol (le plus commun dans
les produits dentaires), l’érythritol, le sorbitol, le
mannitol, le maltitol, l’isomalt, le lactitol, les
hydrolysats d’amidon hydrogéné et les sirops
de glucose hydrogénés.
Une étude croisée a examiné si un repas de pré-compétition
riche en glucides, combiné à une boisson pour sportifs
contenant des glucides-électrolytes et consommée pendant
l’exercice, améliorait la capacité de course à pied d’endurance
aérobie seule. Les scientifiques ont demandé aux hommes
d’effectuer trois courses sur tapis roulant, chacune séparée par
une semaine : la première après un jeûne nocturne suivi d’un
repas glucidique trois heures avant l’exercice et complété d’une
boisson pour sportifs contenant des glucides-électrolytes
pendant la course ; la deuxième avec un repas glucidique trois
heures avant l’exercice et une consommation d’eau pendant la
course ; la troisième avec une boisson placebo hypocalorique
(même saveur que la boisson pour sportifs) bue trois heures
avant l’exercice et de l’eau pendant la course. Au cours des
deux jours précédant le premier essai principal, les sujets ont
pesé et enregistré leur apport alimentaire, et ont reproduit le
même régime alimentaire pendant les deux jours précédant
chaque essai. Aucune différence n’a été notée dans l’apport
calorique quotidien moyen entre les trois essais. La
consommation du repas riche en glucides avant l’exercice a
amélioré la capacité de course d’endurance de 9 % par rapport
à la consommation de la boisson placebo avant l’exercice et à
l’eau pendant la course. Cependant, le repas riche en glucides
et la boisson pour sportifs pendant la course ont amélioré la
capacité d’endurance de 22 % par rapport au placebo antérieur
et à la boisson pour sportifs pendant la course. Ces résultats
indiquent qu’un repas de pré-compétition riche en glucides peut
aider à améliorer la capacité de course d’endurance aérobie.
Les athlètes d’endurance qui ne sont pas habitués à un régime
pauvre en glucides et qui commencent à faire de l’exercice avec
des réserves de glycogène épuisées décomposeront leurs
mouvements pour mobiliser les protéines en tant que source
d’énergie. Cela pourrait supprimer de manière aiguë le
fonctionnement du système nerveux immunitaire et central. Par
conséquent, un repas pré-exercice riche en glucides peut aider
à atténuer la dégradation des muscles squelettiques, tout en
fournissant des glucides pour le fonctionnement du système
immunitaire et nerveux. Au fil du temps, l’adaptation à la
consommation chronique d’un régime pauvre en glucides
augmente la dépendance du corps à l’égard de son vaste
stockage de graisses comme source de carburant pendant
l’exercice, bien que l’entraînement avec de faibles réserves en
glycogène puisse supprimer le fonctionnement du système
nerveux immunitaire et central. Dans une étude examinant le
catabolisme des protéines, six sujets ont roulé sur un ergomètre
de cycle pendant une heure, à 61 % de leur VO2max et après
un protocole d’augmentation ou d’épuisement des glucides. À
l’état épuisé en glucides, la dégradation des protéines a été
calculée à 13,7 g par heure, ce qui représentait 10,7 % des
calories utilisées pendant l’exercice.
Il est clair qu’un repas pré-exercice consommé des heures
avant la compétition peut aider à améliorer les performances
d’endurance aérobie. Cependant, des épreuves débutant très
tôt le matin peuvent compliquer le désir de se nourrir et venir en
conflit avec celui d’un sommeil maximal. Par exemple, un
coureur qui doit être sur la ligne de départ d’une course à 7
heures du matin peut trouver que se réveiller à 3 ou 4 heures du
matin pour manger n’est pas pratique. Les athlètes qui se
retrouvent dans ce scénario doivent s’entraîner à manger de
petites quantités de nourriture une à deux heures avant
l’épreuve tout en s’assurant qu’ils consomment une quantité
adéquate de glucides pendant la compétition.
Voici des recommandations générales qui peuvent être
adaptées pour répondre aux besoins individuels de chaque
athlète. Des recherches supplémentaires doivent être
effectuées pour examiner les besoins des athlètes dans une
variété de sports et pour déterminer les effets de quantités
variables de chaque macronutriment sur la performance.
Jusqu’à ce que cela soit fait, les principes qui guident les
athlètes d’endurance aérobie sont adaptés à d’autres sports.
Les athlètes doivent se pré-hydrater, si nécessaire, plusieurs heures avant l’exercice pour permettre l’absorption des
fluides et la production d’urine. Leur lecture de gravité
spécifique urinaire (GSU) devrait être < 1,020.
Les athlètes qui ont tendance à avoir facilement des nausées,
qui ont eu de la diarrhée pendant la compétition, qui deviennent
anxieux ou qui éprouvent des tremblements avant la
compétition, ou qui participent à des sports de haute intensité
(les secousses provoquées par les mouvements peuvent
augmenter la probabilité de maux d’estomac), ainsi que ceux
qui pratiquent sous la chaleur, doivent peut-être envisager de
manger au moins quatre heures avant la compétition. Les
athlètes d’endurance aérobie qui mangent au moins quatre
heures avant la compétition doivent inclure environ 1 à 4 g de
glucides et 0,15 à 0,25 g de protéines par kilogramme de poids
de corps.
Si le repas de pré-compétition est consommé deux heures
avant l’exercice, les athlètes doivent ingérer environ 1 g de
glucides par kilogramme de poids de corps. Les athlètes doivent
suivre un plan d’hydratation personnalisé. Pendant une activité
prolongée par temps chaud, ils doivent consommer une boisson
pour sportifs contenant 20 à 30 mEq de sodium (460-690 mg
avec du chlorure comme anion) par litre, 2 à 5 mEq de
potassium (78-195 mg) par litre, et des glucides à une
concentration de 5 % à 10 %.
Lorsqu’il est consommé plus proche du début de la
compétition, le repas pré-exercice doit être réduit. De plus, les
sources liquides de glucides peuvent être préférables lorsque le
repas avant l’exercice est pris une heure avant l’épreuve, car
elles sont vidées de l’estomac plus rapidement que les aliments
solides. Les produits gélifiés et les sources similaires de
glucides sont également digérés très rapidement. Le tableau
10.1 résume ces recommandations tout en fournissant des
exemples d’options alimentaires.
Les athlètes peuvent vouloir garder une trace de leur apport
alimentaire, y compris de l’heure à laquelle chaque repas – ou
collation – a été consommé et de la façon dont ils se sont sentis
pendant l’entraînement. En enregistrant les types et les
quantités d’aliments consommés et quand ceux-ci sont
consommés dans le cadre de l’entraînement, ils peuvent être en
mesure d’identifier tout problème qu’ils rencontrent avec les
performances ou les maux d’estomac et élaborer un meilleur
plan de pré-compétition.
Le but principal du repas de pré-compétition est de
fournir suffisamment de liquide pour maintenir
l’hydratation, ainsi que des glucides afin de maximiser
la glycémie et le glycogène stocké, tout en satisfaisant
la faim.
TABLEAU 10.1 Recommandations d’aliments et de liquides de pré-compétition
pour les athlètes d’endurance aérobie
(Ces recommandations sont destinées aux athlètes d’endurance aérobie
et peuvent être adaptées à d’autres types d’athlètes)
※ SURCHARGE GLUCIDIQUE
L’épuisement du glycogène musculaire et hépatique entraîne de
la fatigue lors d’un exercice d’endurance aérobie à long terme.
Par conséquent, une technique appelée « surcharge
glucidique » est utilisée depuis des décennies pour améliorer le
glycogène musculaire avant les épreuves d’endurance aérobie.
Et bien qu’il existe de nombreuses variations de la surcharge en
glucides, toutes incluent un apport élevé en glucides dans les
jours précédant une épreuve pour maximiser les réserves de
glycogène et donc la disponibilité des glucides dans les étapes
ultérieures de l’exercice. La charge en glucides offre des
avantages potentiels pour les coureurs de fond, les cyclistes sur
route, les skieurs de fond et les autres athlètes d’endurance
aérobie qui risquent d’épuiser les réserves de glycogène, et cela
pourrait également bénéficier à d’autres athlètes.
Un régime enrichi en glucides couramment utilisé comprend
trois jours d’un régime riche en glucides couplé avec un
exercice allégé la semaine avant la compétition et un repos
complet la veille de l’événement. Le régime alimentaire doit
fournir suffisamment de calories et de glucides par jour : 8 à 10
g de glucides par kilogramme de poids de corps. Ce régime
devrait augmenter les réserves de glycogène musculaire de 20
à 40 % au-dessus de la normale. Cependant, des apports plus
élevés pour les coureurs – 10 à 12 g de glucides par
kilogramme de poids de corps – ont été suggérés dans les 36 à
48 heures précédant un marathon.
Des études montrent que la charge en glucides est efficace
chez les hommes. Cependant, les études chez les femmes ont
été mitigées. Une étude a examiné les effets de la charge en
glucides sur les performances d’endurance aérobie et
l’utilisation du substrat chez huit coureuses euménorrhéiques de
vingt à quarante ans, stables en poids, avec un historique de
course moyen de 53 km par semaine pendant au moins douze
mois avant l’étude et un apport typique en glucides inférieur à
65 % de l’apport calorique total. Chaque femme a effectué trois
parcours de course de 24,2 km différents sur tapis roulant, au
rythme de quatre jours avec chaque régime expérimental :
supplémentation en glucides (50 % des calories provenant des
glucides), surcharge et supplémentation en glucides (75 % de
calories provenant des glucides) et placebo (50 % des calories
provenant des glucides). Les groupes supplémentés en glucides
et surchargés en glucides ainsi que les groupes de
supplémentation consommaient une solution électrolytique de
glucides à 6 % avant l’exercice (6 ml/kg) et toutes les vingt
minutes pendant l’exercice (3 ml/kg). Et bien que les groupes
« supplémentation en glucides » et « surcharge et
supplémentation en glucides » aient utilisé une plus grande
partie de l’énergie provenant des glucides pendant leurs essais,
il n’y a pas eu de différence significative dans les performances
de fonctionnement entre les groupes. Cependant, les calories
totales et les grammes de glucides par jour n’ont pas été
évalués, et il est donc possible que les apports totaux en
calories ou en glucides (ou les deux) n’étaient pas suffisants
pour les coureurs. De plus, étant donné le petit nombre de
sujets inclus dans cette étude, des différences de performance
auraient pu être notées si davantage de sujets avaient été
inclus.
Dans une autre étude, les chercheurs ont constaté que les
hommes augmentaient considérablement la teneur en
glycogène, tandis que les athlètes féminines ne l’ont pas fait
après avoir augmenté l’apport en glucides de 58 à 74 % des
calories pendant quatre jours avant un test d’exercice
d’endurance aérobie sous-maximal, en raison d’un apport
insuffisant en glucides ou en calories (ou les deux) ou des
différences de sexe dans le stockage du glycogène. Dans une
étude sur le long terme, les mêmes chercheurs ont examiné la
capacité de stockage du glycogène chez six hommes et six
femmes bien entraînés. Les sujets ont été assignés au hasard à
l’un des trois régimes suivants, et ce pendant quatre jours : un
régime riche en glucides (75 % de l’apport calorique total), un
régime riche en glucides plus des calories supplémentaires
(75 % des calories provenant des glucides et une augmentation
de 34 % des calories totales), ou leur alimentation quotidienne
habituelle. Chez les hommes, le régime riche en glucides et le
régime riche en glucides et en calories supplémentaires ont
conduit à des niveaux de glycogène significativement plus
élevés que le régime habituel. Cependant, chez les femmes,
seul le régime riche en glucides et en calories supplémentaires
a entraîné une augmentation significative du stockage du
glycogène par rapport au régime habituel. Dans les conditions
riches en glucides, les hommes ont augmenté leur apport total
en glucides à 7,9 g de glucides par kilogramme de poids de
corps, contre 6,4 g chez les femmes. Aucune différence n’a été
notée entre les hommes et les femmes quant à leur capacité à
utiliser le glycogène, mesurée par l’activité enzymatique. Par
conséquent, l’incapacité des études précédentes à montrer une
amélioration des performances avec surcharge en glucides
chez les femmes était probablement due à un apport global
insuffisant en glucides. Cette théorie (selon laquelle les femmes
ne consommaient pas suffisamment de glucides totaux dans de
nombreux protocoles) a été confirmée dans une étude
examinant les femmes cyclistes. Chez les femmes cyclistes
entraînées, trois ou quatre jours en suivant un régime modéré
en glucides (48 % des calories provenant des glucides) suivis
de trois ou quatre jours en consommant 78 % des calories
provenant des glucides (8,14 g de glucides par kilogramme de
poids de corps) conduit à une augmentation significative des
réserves de glycogène et à un allongement du temps de cycle
jusqu’à l’épuisement par rapport à sept jours avec un régime
modéré en glucides. Les chercheurs ont constaté que la
capacité de stockage du glycogène dans la période de quatre
heures après l’exercice ne différait pas entre les hommes et les
femmes lorsqu’ils consommaient la même quantité de glucides
proportionnellement à leur poids (1 g de glucides par
kilogramme de poids de corps immédiatement et une heure
après la fin de l’exercice). Et tandis que la capacité de stockage
du glycogène est plus élevée pendant la phase lutéale du cycle
menstruel chez les femmes par rapport à la phase folliculaire
précoce en raison de différences hormonales, la charge en
glucides peut compenser cette différence.
Le principal défi de la charge en glucides chez les femmes
semble être leur apport calorique quotidien global. Les femmes
qui consomment habituellement moins de 2400 calories par jour
peuvent avoir du mal à consommer de plus grandes quantités
de glucides. Par conséquent, les athlètes féminines peuvent
avoir besoin d’augmenter leur apport énergétique total audessus de 2400 calories, en plus de consommer un régime plus
riche en glucides, afin d’augmenter les réserves de glycogène.
Bien que la majorité des études sur la surcharge en glucides
aient été réalisées chez des athlètes d’endurance aérobie,
certaines recherches ont également tenté d’examiner la
surcharge en glucides des athlètes pratiquant des sports de
haute intensité. Dans une conception aléatoire et croisée, sept
joueurs de football professionnels qui ont consommé en
moyenne 46 % des calories provenant des glucides ont
consommé 39 ou 65 % de régime glucidique deux jours avant le
test. Chaque test consistait en 6856 m d’exercices sur le terrain
(effectués à 65 %, 57 % et 81 % de VO2max) suivis d’une
course sur tapis roulant exécutée jusqu’à épuisement pour
tenter d’imiter un match de football. Après le régime riche en
glucides, les joueurs ont parcouru 17,1 km au total, soit 0,9 km
de plus – une différence significative – que la distance
parcourue pendant le régime faible en glucides. Cependant,
trois des athlètes ont couru moins de 420 m de plus, ce qui
indique une variabilité significative des réponses des athlètes à
un régime plus riche en glucides. Les résultats de cette étude
peuvent s’appliquer ou non aux joueurs de football, car la
distance moyenne parcourue dans un match de football est
considérablement plus courte (10,3 km avec une plage de 9,7 à
11,3 km, comme indiqué dans une étude), et elle est couverte
de manière intermittente et à des niveaux d’intensité variables.
Dans une étude examinant l’effet de la charge en glucides sur la
performance lors d’exercices de résistance, huit jeunes hommes
en bonne santé ont été assignés au hasard à un taux de
glucides plus élevé (6,5 g de glucides par kilogramme de poids
de corps) ou à un régime modéré de glucides (4,4 g de glucides
par kilogramme de poids de corps) pendant quatre jours. Après
cette période, ils ont participé à un test d’exercice de résistance
comprenant quatre séries de douze répétitions de squats sautés
à effort maximum avec une charge de 30 % de la répétition
maximale (1RM) et une période de deux minutes de repos entre
les séries. Il n’y a pas eu de différence significative dans la
performance énergétique entre les sujets suivant le régime riche
en glucides et le régime modéré en glucides. Par conséquent,
dans cette étude, un régime riche en glucides n’a pas amélioré
les performances énergétiques lors d’un test d’exercice de
résistance en quatre temps. Cependant, le régime de charge en
glucides aurait pu affecter la performance de puissance si plus
de séries avaient été effectuées, ou si le régime de surcharge
en glucides avait plus ressemblé à celui d’un athlète
d’endurance, fournissant entre 8 et 10 g de glucides par
kilogramme de poids de corps.
L’avantage dérivé de la surcharge en glucides varie selon les
individus, même parmi les athlètes d’endurance aérobie, et les
athlètes doivent donc déterminer la valeur de ce régime tout en
évaluant les effets secondaires négatifs, tels que la prise de
poids temporaire, dans la pratique avant la compétition. Les
athlètes qui utilisent la surcharge en glucides comme un moyen
de maximiser le stockage du glycogène doivent également
savoir comment les différents types de glucides les affectent.
Par exemple, les oligosaccharides – qui se trouvent dans les
haricots, les pois secs, les oignons et les aliments auxquels on
ajoute de l’inuline ou d’autres oligosaccharides (comme
certaines barres nutritionnelles et les boissons fouettées) – sont
rapidement fermentés par des bactéries dans l’intestin, ce qui
peut entraîner un excès de gaz intestinal et des ballonnements.
Les fibres alimentaires se trouvent dans les légumes, les fruits,
les grains entiers, les haricots, les pois secs, les noix et les
graines. Le tableau 10.2 fournit un exemple de plan de repas
quotidien pour un athlète de 68 kg suivant les recommandations
de glucides fondées sur la recherche pour les athlètes
d’endurance aérobie.
La surcharge en glucides est une stratégie efficace
pour maximiser le stockage du glycogène. Cependant,
les athlètes doivent consommer 8 à 10 g de glucides
par kilogramme de poids de corps par jour pendant la
période de surcharge pour remarquer tout avantage.
PENDANT LA COMPÉTITION
La nutrition est un facteur important lors d’exercices
d’endurance aérobie d’une durée supérieure à quarante-cinq
minutes, de sports à activité intermittente ou lorsqu’un athlète
prend part à plusieurs séances dans une journée. Les liquides
et les glucides peuvent affecter les performances, tandis que la
fourniture d’acides aminés peut minimiser les dommages
musculaires.
Une bonne hydratation pendant la compétition est essentielle
pour la performance tout en aidant à prévenir la surchauffe, la
déshydratation et les maladies liées à la chaleur. Les athlètes
doivent s’hydrater plusieurs heures avant l’exercice pour
permettre l’absorption des fluides et la production d’urine avant
la compétition. De plus, ils doivent consommer suffisamment de
liquide pendant l’exercice pour éviter une perte de poids en eau
dépassant 2 % du poids de corps. La boisson pour sportifs
optimale contient 20 à 30 mEq de sodium (460-690 mg avec du
chlorure comme anion) par litre, 2 à 5 mEq de potassium (78195 mg) par litre et des glucides à une concentration de 5 à
10 %. Les boissons pour sportifs avec une concentration plus
élevée de glucides – celles qui en contiennent plus de 8 % –
retardent la vidange gastrique (vitesse à laquelle la boisson est
vidée de l’estomac), ce qui pourrait entraîner une gêne
gastrique. Par conséquent, une concentration de glucides de 6
à 8 % peut être idéale.
Les consignes de consommation de liquide sont différentes pour
les enfants. Selon l’Académie américaine des pédiatres, les
enfants pesant 40 kg doivent boire 150 ml d’eau froide ou d’une
boisson salée aromatisée toutes les vingt minutes pendant la
pratique, tandis que les adolescents pesant 60 kg doivent en
boire 266 ml toutes les vingt minutes même s’ils n’ont pas soif.
Ils recommandent également une concentration de chlorure de
sodium de 15 à 20 mmol/l (1 g pour 1 l), qui s’est avérée
augmenter l’hydratation volontaire de 90 % par rapport à l’eau
non aromatisée. Malgré ces recommandations, gardez à l’esprit
qu’une prise de 266 ml de liquide est une quantité considérable
pour un adolescent et peut provoquer des troubles gastriques.
Par conséquent, ces principes devront peut-être être adaptés à
chaque athlète.
※ SPORTS D’ENDURANCE AÉROBIE
La consommation de glucides pendant un exercice d’endurance
aérobie prolongé peut améliorer les performances tout en
réduisant le stress induit par l’exercice et la suppression du
fonctionnement du système immunitaire. Et bien que les
boissons pour sportifs fournissent des glucides, elles ne
peuvent pas suivre l’utilisation des glucides par un athlète
pendant une activité intense et prolongée (sauf si une quantité
excessive de liquide est consommée). En fait, les athlètes qui
s’entraînent intensivement peuvent brûler de 600 à 1200
calories (voire plus) par heure. Plusieurs études montrent qu’un
apport en glucides allant de 28 à 144 g par heure (avec des
quantités plus élevées étudiées dans le cyclisme) pendant
l’activité d’endurance aérobie peut réduire la dépendance à
l’égard des réserves limitées de glycogène, prolonger le temps
jusqu’à l’épuisement et améliorer les performances en
fournissant un flux régulier de glucides pouvant être utilisés pour
l’énergie.
Malgré des apports plus importants par heure, comme indiqué
précédemment, les taux d’oxydation des glucides exogènes
(externes, ce qui est consommé) ne dépassent pas 1,0 à 1,1 g
par minute, probablement en raison du taux d’absorption du
glucose et peut-être aussi du débit de livraison limité à 1 g par
minute de glucose dans le sang. Cependant, chaque glucide
possède un taux d’oxydation différent. Le glucose, le
saccharose, le maltose, les maltodextrines et l’amylopectine
s’oxydent rapidement, tandis que les taux d’oxydation du
fructose, du galactose et de l’amylose sont de 25 à 50 % plus
lents. De plus, chaque type de glucide a un système de
transport intestinal différent. Si un athlète consomme un type de
glucides, le fructose par exemple, la digestion des glucides sera
limitée lorsque le transporteur intestinal du fructose deviendra
saturé. Par conséquent, la consommation de plusieurs types de
glucides, tels que le saccharose, le fructose, le glucose ou la
maltodextrine, augmente le taux d’absorption des glucides et
l’oxydation des glucides exogènes par rapport à la
consommation d’une quantité isocalorique d’un seul sucre. En
plus d’améliorer le taux d’utilisation des glucides par le corps, la
consommation de plusieurs types de glucides pendant l’exercice
a permis d’améliorer les performances du contre-la-montre à
vélo après cent-vingt minutes de vélo (l’étude simulait les
dernières étapes d’une course d’endurance aérobie, quand un
athlète doit fournir un effort maximum) lorsque les sujets ont
reçu du glucose combiné avec du fructose par rapport au
glucose uniquement à un taux de 1,8 g par minute (108 g de
glucides par heure). De plus, les athlètes ayant reçu 36 g de
glucose et de fructose toutes les quinze minutes avaient un
meilleur temps sur 100 km que les cyclistes n’ayant reçu que du
glucose tous les quarts d’heure.
En plus d’ingérer réellement des glucides, le simple fait de
baigner les glucides dans la bouche (sans les ingérer
réellement) semble améliorer les performances de 2 à 3 %
pendant environ une heure, probablement en affectant le
système nerveux central.
FRUCTOSE ET SYMPTÔMES GASTROINTESTINAUX
Le fructose, sucre présent naturellement dans
les fruits et également ajouté à un certain
nombre d’aliments et de boissons – y compris
de nombreux produits de nutrition sportive – est
souvent mis en cause dans les symptômes de
maux d’estomac pendant l’exercice. Bien que
certaines
personnes
n’absorbent
pas
complètement le fructose et puissent donc
souffrir de ballonnements, de gaz, d’inconfort
abdominal et d’altérations du fonctionnement
intestinal après avoir consommé ce sucre, les
études n’ont pas examiné les symptômes
gastro-intestinaux liés à l’ingestion de fructose
seul chez les athlètes. Ainsi, les athlètes
doivent tester, dans la pratique, si le
changement de leurs boissons pour sportifs ou
d’autres produits qu’ils consomment pendant
l’entraînement (et en testant des conditions
sans fructose) aide à soulager les symptômes
gastro-intestinaux qu’ils peuvent avoir. Les
athlètes atteints du syndrome du côlon irritable
sont plus susceptibles d’avoir un problème
d’absorption du fructose, et donc de ressentir
des effets secondaires.
En plus de fournir des glucides pendant l’activité d’endurance
aérobie, l’ajout de protéines à un gel de glucides a entraîné une
augmentation du temps jusqu’à l’épuisement lors d’une épreuve
de vélo, tout en atténuant l’augmentation de la créatine kinase
(un marqueur des dommages musculaires) pendant la course,
due soit à la protéine elle-même ou aux calories
supplémentaires apportées par la protéine. Une méta-analyse et
un examen de la recherche examinant comment l’ajout de
protéines aux glucides affecte les performances d’endurance
aérobie ont révélé des résultats mitigés. Seules les études sur
le délai d’épuisement ont montré que l’ajout de protéines faisait
une différence significative. Cependant, ces études n’ont pas
été contrôlées pour l’apport calorique au cours de l’essai, et il
n’est par conséquent pas clair si un quelconque avantage était
dû aux protéines ou aux calories ajoutées fournies par les
protéines. Les trois études sur le contre-la-montre n’ont montré
aucune différence entre les seuls glucides et les glucides avec
protéines.
RECOMMANDATIONS SUR LA NUTRITION
ET L’HYDRATATION PENDANT
LA COMPÉTITION
En raison des grandes variations des taux de
transpiration
et
des
concentrations
d’électrolytes, les athlètes doivent mesurer les
changements de poids pendant l’entraînement
et la compétition dans des conditions
météorologiques spécifiques et développer des
stratégies d’hydratation individualisées sur la
base de ces informations. Pendant une activité
prolongée par temps chaud, l’Institut de
médecine recommande des boissons pour
sportifs contenant 20 à 30 mEq de sodium
(460-690 mg avec du chlorure comme anion)
par litre, 2 à 5 mEq de potassium (78-195 mg)
par litre, et des glucides à une concentration de
5 % à 10 %.
Les enfants pesant 40 kg doivent boire 150
ml d’eau froide ou d’une boisson salée
aromatisée toutes les vingt minutes pendant la
pratique.
Les adolescents pesant 60 kg doivent boire
266 ml toutes les vingt minutes même s’ils
n’ont pas soif.
Pendant chaque heure d’une activité
d’endurance aérobie prolongée, les athlètes
d’endurance aérobie doivent consommer 30 à
90 g de plusieurs types de glucides ensemble,
comme le saccharose, le fructose et le glucose
ou la maltodextrine.
Les joueurs de tennis doivent boire entre 200
à 400 ml de liquide par changement de côté, et
ajouter une partie de ce liquide dans une
boisson pour sportifs contenant des glucides et
des électrolytes.
※ SPORTS INTERMITTENTS DE HAUTE INTENSITÉ
De nombreux sports d’équipe, tels que le football, le basket-ball
et le football américain, mais aussi le tennis incluent des
épisodes répétés d’activités de courte durée et de haute
intensité, en plus d’impliquer un large éventail de compétences.
La fatigue pendant le jeu peut provenir d’un certain nombre de
facteurs, notamment la diminution ou l’épuisement des réserves
de glycogène et la déshydratation. L’apport de liquides et de
glucides est essentiel pour la performance lors de sports
intermittents prolongés. Par exemple, un long match de tennis
peut durer quatre heures, ce qui est considérablement plus long
que de nombreuses épreuves d’endurance aérobie. Étant
donné que les joueurs de tennis ne peuvent pas boire en
continu pendant un match et peuvent perdre plus de 2,5 l de
liquide par heure, une recommandation de 200 à 400 ml par
changement de côté a été proposée pour ces athlètes.
En plus de maintenir l’état d’hydratation, la recherche montre
que la supplémentation en glucides peut ne pas affecter l’effort
perçu mais améliore la qualité de course (qui comprend des
mesures de la vitesse, de la précision et du taux d’erreur)
pendant un jeu prolongé.
Chez les joueurs de football, 5 ml par kilogramme de poids de
corps d’une boisson à 6,9 % de glucose-polymère, consommée
quinze minutes avant chaque match et à la mi-temps, ne
faisaient aucune différence dans plusieurs mesures de
performance telles que les tacles, les têtes, les dribbles ou la
capacité de tir. Une autre étude sur le football, portant celle-ci
sur des joueurs de football professionnels, a révélé que le
groupe consommant une boisson glucidique-électrolytique
améliorait certains paramètres de performance pendant le
match. Dans cette étude, vingt-deux footballeurs masculins
professionnels ont consommé le même régime alimentaire
pendant sept jours (55 % des calories provenaient des glucides,
25 % des lipides et 20 % des protéines), se sont abstenus
d’exercice pendant trois jours avant le match et ont consommé
un petit déjeuner standardisé quatre heures avant le match. Ils
ont été divisés en deux groupes, l’un recevant une boisson
glucidique-électrolytique (7 % de glucides, sodium 24 mmol/l,
chlorure 12 mmol/l, potassium 3 mmol/l) et l’autre un placebo.
Chaque groupe a bu 5 ml par kilogramme de poids de corps
avant le match et 2 ml par kilogramme de poids de corps toutes
les quinze minutes pendant le match de 90 minutes. Le groupe
recevant la boisson a terminé le test de dribble spécifique plus
rapidement que ceux recevant le placebo. De plus, les
évaluations de la précision étaient plus élevées dans le groupe
ayant consommé glucides et électrolytes que dans l’autre.
Cependant, il n’y avait aucune différence dans les tests de
coordination ou de puissance entre les groupes. Dans cette
étude particulière, la supplémentation avec une boisson
glucidique-électrolytique
a
amélioré
les
performances
spécifiques au football par rapport à un placebo.
Une autre étude a révélé, par un protocole aléatoire, que la
consommation de glucides pendant le jeu était bénéfique. Dixsept joueurs masculins de football ont reçu 8 ml d’une boisson à
6,4 % de glucides et d’électrolytes par kilogramme de poids de
corps avant l’exercice, puis 3 ml par kilogramme de poids de
corps toutes les quinze minutes (pour un total de 52 g de
glucides par heure) pendant un test de navette intermittent de
90 minutes. Par rapport au placebo, la consommation de la
boisson glucidique-électrolytique a atténué une diminution
significative de la réduction des compétences entre avant
l’exercice et les quinze à trente dernières minutes d’exercice :
3 % de réduction des performances au cours de cette période,
contre 15 % notée dans le groupe « placebo ». Cependant, cet
essai a été réalisé après un exercice qui épuisait les glucides,
suivi d’un repas pauvre en glucides, puis d’un jeûne nocturne,
l’effet des glucides sur la performance pouvant par conséquent
dépendre non seulement de la quantité consommée pendant les
activités intermittentes, mais également de la question de savoir
si l’athlète pratique son sport en étant nourri ou à jeun et
appauvri en glycogène.
Dans une autre étude, qui a utilisé quatre périodes de quinze
minutes de navettes intermittentes de haute intensité à
différentes intensités (marche, jogging, course, sprint et saut),
séparées par un repos de vingt minutes à la mi-temps et suivies
d’une course de navette jusqu’à épuisement (conçue pour imiter
un match de football ou de basket-ball en compétition), les
sujets qui ont consommé une boisson glucidique-électrolytique
avant l’exercice (5 ml par kilogramme de poids de corps d’une
solution à 6 %) et à la mi-temps (5 ml par kilogramme de poids
de corps d’une solution à 18 %) ont couru 37 % plus longtemps
dans la course jusqu’à épuisement que ceux recevant un
placebo, et ils ont aussi été significativement plus rapides dans
un sprint de vingt mètres lors de la quatrième période. De plus,
le groupe supplémenté en glucides a obtenu de meilleurs
résultats lors d’un test de motricité du corps entier au cours des
derniers stades de l’exercice et a signalé une diminution de la
perception de la fatigue, ce qui indique que la consommation
d’une boisson glucidique-électrolytique pendant les sports
intermittents présente un avantage.
※ SPORTS DE FORCE ET DE PUISSANCE
Les glucides sont également une source d’énergie essentielle
utilisée lors de l’entraînement en résistance, et donc dans les
sports de force et de puissance. Des études utilisant une série
de différents protocoles d’haltérophilie ont révélé que les
participants utilisaient une quantité importante de glycogène
musculaire. La plupart de ces études ont demandé aux
participants d’effectuer quelques séries d’exercices. Par
conséquent, les athlètes qui participent à des compétitions de
sports de force et de puissance, ou dans des positions qui
dépendent de la force et de la puissance musculaires (lanceurs
de marteau, joueurs de ligne offensifs au football américain),
pourraient épuiser leurs réserves de glycogène musculaire. De
plus, commencer avec des réserves de glucides déjà faibles
augmentera la dégradation musculaire. Les athlètes de force et
de puissance peuvent maintenir leurs réserves de glycogène, ce
qui peut diminuer la fatigue musculaire dans les fibres à
contraction lente et éventuellement conduire à de meilleures
performances, en complétant avec des glucides avant et
pendant la compétition.
APRÈS LA COMPÉTITION
Le repas post-compétition aide les athlètes à se réhydrater, à
reconstituer les réserves de glycogène et à réparer les tissus
musculaires. Par conséquent, ce qu’ils consomment peu de
temps après l’entraînement ou la compétition aide à préparer
leur corps pour la prochaine activité. Les besoins de chaque
athlète après la compétition varient en fonction du sport qu’il
pratique, de son intensité pendant le jeu, de la durée du jeu, du
poids et de l’âge (et probablement du sexe) de la personne.
Cependant, beaucoup plus de recherches ont été menées avec
des sujets masculins plutôt qu’avec des femmes, et les
recommandations ne sont pas ventilées en fonction du sexe en
raison d’un manque de données suffisantes chez les femmes.
Après la compétition, les athlètes doivent compenser les pertes
de fluides et d’électrolytes. Si le temps le permet, des repas
normaux, des collations (à condition qu’elles contiennent du
sodium) et de l’eau rétabliront ces pertes. Plus de sel peut être
ajouté aux aliments lorsque les pertes de sodium par la
transpiration sont importantes. Les athlètes peuvent choisir une
boisson pour sportifs contenant des glucides et des électrolytes,
ou de l’eau plate associée à des aliments contenant du chlorure
de sodium (ou en salant leurs aliments), car le sodium est
essentiel pour aider le corps à retenir les liquides. Les stratégies
de réhydratation doivent être individualisées autant que
possible. Les athlètes qui participent à des sports avec
catégorie de poids, tels que la lutte et les arts martiaux, peuvent
délibérément se déshydrater pour atteindre le poids souhaité et
tenter de se réhydrater avant la compétition, bien que les
courtes périodes entre la pesée et la compétition signifient
commencer la compétition déshydraté, ce qui peut conduire à
de mauvaises performances et présenter des risques pour la
santé.
※ ÉPREUVES D’ENDURANCE AÉROBIE
Après des épreuves d’endurance aérobie prolongées, il est
important de reconstituer les réserves de glucides avant la
prochaine séance d’entraînement ou la prochaine compétition et
de consommer suffisamment de protéines pour construire et
réparer les muscles. La synthèse du glycogène se déroule en
deux phases distinctes. La première, indépendante de l’insuline,
dure trente à soixante minutes, durant lesquelles la synthèse du
glycogène se produit rapidement. La deuxième dure plusieurs
heures, avec une synthèse du glycogène qui se produit à un
rythme beaucoup plus lent. La synthèse du glycogène se
produit à un rythme rapide lorsque de grandes quantités de
glucides – de 1,0 à 1,85 g par kilogramme de poids de corps par
heure – sont consommées immédiatement après l’exercice ou
la compétition et à intervalles réguliers par la suite (toutes les
quinze à soixante minutes pendant une période pouvant aller
jusqu’à cinq heures). Bien que les athlètes puissent être en
mesure de reconstituer complètement leurs réserves de
glycogène immédiatement ou au cours d’une période de vingtquatre heures après une longue séance d’entraînement, ce
n’est pas nécessairement le cas après la compétition. Des
exercices d’endurance aérobie intenses – comme le marathon –
qui entraînent des dommages musculaires mesurables
induisent un retard de la resynthèse des glycols, même si un
athlète consomme un régime plus riche en glucides (peut-être
en raison de perturbations métaboliques ou de dommages
mécaniques aux cellules musculaires).
Bien que l’on dise souvent aux athlètes qu’ils doivent manger
des glucides immédiatement après avoir terminé la compétition,
la recherche montre que ce n’est pas toujours nécessaire : ils
peuvent attendre deux heures après avoir terminé un exercice
appauvrissant en glycogène avant de manger des glucides.
Dans une étude examinant le taux de resynthèse du glycogène,
cinq repas à indice glycémique élevé ont été donnés aux
athlètes au cours d’une période de vingt-quatre heures après
une épreuve de vélo les ayant appauvris en glycogène pendant
deux heures. Un groupe a reçu les trois premiers repas au
cours des quatre heures suivant l’exercice, tandis que le
deuxième groupe a reçu les trois premiers repas à intervalles
réguliers de deux heures, en commençant deux heures après
avoir terminé et en continuant jusqu’à six heures après
l’exercice. Le taux de resynthèse du glycogène était le même
entre les groupes après huit heures et après vingt-quatre
heures. Par conséquent, les athlètes qui ont plus de vingtquatre heures pour récupérer peuvent probablement attendre
après l’exercice avant de manger et remplacer leur glycogène
au cours de la période de vingt-quatre heures suivant l’exercice
tant qu’ils consomment une quantité adéquate de glucides.
Cependant, les athlètes qui s’entraînent deux ou trois fois par
jour, ou qui ont moins de vingt-quatre heures pour récupérer,
peuvent envisager de manger un repas riche en glucides
immédiatement après la fin de leur épreuve et à intervalles
réguliers par la suite pour reconstituer rapidement les réserves
de glycogène.
Étant donné que l’exercice d’endurance aérobie prolongé
décompose le tissu musculaire, les protéines doivent être
incluses dans le repas post-entraînement de l’athlète
d’endurance aérobie pour aider à commencer la construction et
la réparation musculaires, ce qui peut atténuer les douleurs
musculaires après l’entraînement et après la compétition. La
consommation de protéines après l’entraînement présente un
autre avantage : elle augmente le taux de stockage du
glycogène si l’apport en glucides est insuffisant (plus d’1,2 g de
glucides par kilogramme de poids de corps et par heure). Dans
un essai contrôlé aléatoire, dix-huit coureurs d’élite en
orientation ont participé à treize séances d’exercice pendant
une semaine. Le groupe « PRO-CON » a ingéré une boisson
protéinée avant (0,3 g par kilogramme de poids de corps) et une
boisson protéinée-glucidique après l’entraînement (0,3 g de
protéines et 1 g de glucides par kilogramme de poids de corps).
Le groupe « CHO » a de son côté consommé, avant et après
l’exercice, une boisson isocalorique contenant uniquement des
glucides. Le régime alimentaire a été maintenu constant tout au
long de l’étude (15 % de protéines, 63 % de glucides et 22 % de
lipides), à l’exception de l’ajout des suppléments. Le régime de
base et les suppléments apportaient chaque jour 3 g de
protéines et entre 8,3 et 9,3 g de glucides par kilogramme de
poids de corps dans le groupe « PRO-CON », contre 1,8 g de
protéines et entre 8,8 et 10,8 g de glucides par kilogramme de
poids de corps dans le groupe « CHO ». Un test de course de 4
km a été effectué au début et à la fin de l’étude et deux heures
après que les participants aient consommé un petit déjeuner
standardisé. Le groupe « PRO-CON » a considérablement
amélioré ses performances et réduit les marqueurs de la
dégradation musculaire, tandis que le groupe « CHO » n’a pas
amélioré ses performances. Cependant, il ne ressort pas
clairement de cette étude si c’est la synchronisation des
protéines qui a fait la différence ou plutôt l’augmentation de
l’apport quotidien total de protéines dans le groupe « PROCON » par rapport au groupe « CHO ».
D’autres recherches suggèrent que la protéine est importante
après un exercice d’endurance. Par exemple, une étude en
simple aveugle, aléatoire et à triple croisement, a été utilisée
pour évaluer comment différentes doses d’un mélange de
protéines et de leucines affectent le taux de synthèse
fractionnaire (TSF) des protéines myofibrillaires (synthèse des
protéines musculaires) chez douze hommes entraînés en
endurance après cent minutes de cyclisme à haute intensité
(effectuées trois heures après un petit déjeuner standardisé, et
avec un régime alimentaire standardisé en fonction des besoins
en calories la veille du test pour fournir le même pourcentage de
glucides, de protéines et de lipides pour chaque sujet). Un
premier groupe a consommé 70 g de protéines, 15 g de
leucines, 180 g de glucides et 30 g de lipides en quatre prises
au cours des 90 premières minutes d’une période de
récupération de quatre heures, contre 23/5/180/30 g pour le
deuxième groupe et 0/0/274/30 g pour le groupe « contrôle ».
Le premier groupe a augmenté son TSF de 51 % ± 12 % par
rapport au groupe « contrôle », contre une augmentation de
33 % ± 12 % pour le deuxième groupe, moins supplémenté en
protéines et en leucines. Bien qu’aucune différence significative
n’ait été notée entre les deux groupes de protéines et de
leucines, les deux se sont mieux comporté que le placebo, ce
qui indique que les protéines sont importantes après un
entraînement long et difficile. En fonction des différents
entraînements, d’un exercice terminé à jeun ou non, et des
différentes doses de protéines (10-96 g) utilisées dans d’autres
études, la dose minimale précise de protéines nécessaire pour
maximiser le TSF après un exercice d’endurance n’est pas
claire. De plus, le fait de maximiser le TSF dans la période
suivant immédiatement l’exercice d’endurance ne se traduira
pas clairement par une amélioration des performances au fil du
temps. Enfin, la période idéale après l’entraînement
d’endurance pendant laquelle les protéines doivent être
consommées n’est pas claire, et peut dépendre de la fin de
l’entraînement à jeun ainsi que de l’apport quotidien total en
protéines. Cependant, une étude a révélé que le fait de retarder
l’apport en protéines après un exercice d’endurance de trois
heures atténue déjà ses effets anabolisants.
※ SPORTS INTERMITTENTS DE HAUTE INTENSITÉ
Étant donné que les athlètes qui participent à des sports
intermittents de haute intensité – comme le basket-ball, le
hockey et le football – peuvent jouer plus d’un match par jour,
parfois avec seulement quelques heures entre les matches d’un
tournoi, une récupération immédiate après un match est
impérative pour être performant lors de la prochaine rencontre.
Et lorsqu’ils participent à des sports qui impliquent une activité
intermittente prolongée de haute intensité, comme le football, le
football américain, le hockey sur gazon ou sur glace, le rugby et
le tennis, les athlètes peuvent considérablement réduire leurs
réserves de glycogène musculaire, entraînant une fatigue
musculaire. Le remplacement complet du glycogène musculaire
avant un exercice (ou une compétition) ultérieur peut prolonger
le temps jusqu’à la fatigue et améliorer les performances. Dans
une étude conçue pour imiter un match de football, Nicholas et
ses collègues ont demandé à six hommes de passer le même
test d’effort – 75 minutes d’un test de navette prolongé,
intermittent et de haute intensité, après quoi ils ont effectué
autant de tests navettes de 20 m que possible (chaque navette
alternant jogging et sprint) – sur deux jours consécutifs avec
vingt-deux heures de récupération entre les deux tests. Un
groupe a adopté un régime de récupération comprenant 10 g de
glucides par kilogramme de poids de corps, l’autre un régime
isocalorique avec plus de protéines et de graisses que dans leur
régime quotidien normal. La capacité de fonctionnement
intermittent s’est davantage améliorée après le régime riche en
glucides. De plus, Balsom et ses collègues ont constaté que les
sujets masculins de l’étude effectuaient beaucoup plus de
travail, à la fois sur des séances courtes d’exercice intermittent
de haute intensité (moins de dix minutes) et prolongées (plus de
trente minutes) après avoir consommé un régime riche en
glucides pendant les quarante-huit heures précédant les
séances d’exercice.
Les sports intermittents de haute intensité peuvent entraîner un
certain degré de dommages musculaires en fonction de
nombreux facteurs, comme notamment la taille, le temps et
l’intensité du jeu. Des études montrent que la consommation de
protéines après l’exercice aide à réduire certains marqueurs des
dommages musculaires. La quantité idéale de protéines qu’un
athlète devrait consommer immédiatement après avoir joué
dans un match comme le football américain ou le football reste
incertaine pour le moment. Et bien que l’apport de glucides
après l’exercice puisse affecter les performances lors d’une
compétition (ou d’une séance d’entraînement) subséquente –
en particulier lorsque les séances sont rapprochées dans le
temps, l’ajout de protéines n’affectera pas les performances lors
d’un exercice réalisé au cours de la période de récupération de
quatre heures suivant l’épreuve initiale ou la séance d’exercice.
※ SPORTS DE FORCE ET DE PUISSANCE
Les athlètes des sports de force et de puissance dépendent de
la glycémie et du glycogène pour l’énergie pendant la
compétition. Puisqu’un seul entraînement de résistance peut
entraîner des réductions significatives de glycogène pouvant
altérer la production de force et la résistance isométrique tout en
accentuant la faiblesse musculaire, il est impératif que ces
athlètes rétablissent leurs niveaux de glycogène avant leur
prochain exercice. Si les athlètes doivent concourir ou
s’entraîner à nouveau au cours des vingt-quatre heures suivant
la séance d’entraînement initiale ou la compétition, ils doivent se
concentrer sur la consommation de glucides à indice
glycémique plus élevé immédiatement après l’exercice pendant
la période de récupération. La quantité de glucides dont ils ont
besoin pour reconstituer pleinement les réserves de glycogène
dépend de nombreux facteurs, y compris l’intensité, le temps
passé en compétition, leur poids de corps global, leur masse
musculaire, leur repas avant l’exercice (et l’état des réserves de
glycogène avant la compétition), et leur consommation (ou non)
de glucides pendant la compétition. Dans une étude croisée,
après le jeûne de la nuit, huit hommes ont effectué six séries
d’extensions de genou à une jambe à 70 % de 1RM, jusqu’à ce
que 50 % de l’extension complète du genou ne soit plus
possible, pour une réduction de 71 % de leurs niveaux de
glycogène. Six heures après l’entraînement, et après avoir
consommé 1,5 g de glucides par kilogramme de poids de corps
immédiatement après la séance et encore une heure plus tard,
91 % de leurs réserves (par rapport au niveau de pré-exercice)
étaient reconstitués. Cependant, lorsque les sujets de l’étude
n’ont consommé que de l’eau immédiatement après
l’entraînement et à nouveau une heure plus tard, ils ont à peine
augmenté la teneur en glycogène musculaire au-dessus des
niveaux d’épuisement à 75 %.
L’équilibre net des protéines dépend à la fois de la synthèse et
de la dégradation des protéines musculaires. Bien que les
glucides n’aient aucun effet sur la synthèse des protéines
musculaires, ils aident à atténuer la dégradation aiguë des
protéines résultant de l’exercice de résistance. L’augmentation
de la dégradation des protéines dépend probablement du
stimulus de résistance, de l’apport nutritionnel global de la
personne et de l’apport alimentaire avant et pendant
l’entraînement (ou la compétition). Une étude menée auprès de
jeunes hommes non entraînés a montré que la dégradation
aiguë des protéines augmentait de 51 % ± 17 % après un
entraînement de résistance. Dans une autre étude, le taux de
synthèse fractionnaire (TSF) des protéines musculaires et le
taux de décomposition fractionnaire ont été mesurés après une
période d’exercice concentrique ou excentrique auprès de
quatre femmes et de quatre hommes sans entraînement. Le
taux de synthèse a augmenté de manière significative audessus des niveaux de repos : de 112 % au cours de la période
de trois heures après l’exercice, de 65 % au cours de la période
de vingt-quatre heures après l’exercice et de 34 % au cours de
la période de quarante-huit heures après l’exercice. La
dégradation musculaire a également augmenté de 31 % au
cours des trois heures suivant l’exercice, de 18 % au cours des
vingt-quatre heures après l’exercice, mais elle est revenue à la
ligne de base quarante-huit heures après l’exercice. Des
quantités relativement faibles de glucides, comprises entre 30 et
100 g, peuvent suffisamment réduire la dégradation des
protéines musculaires. Et bien que la dégradation des protéines
musculaires joue un rôle dans l’équilibre global des protéines,
leur synthèse s’avère beaucoup plus importante.
Une supplémentation en protéines après une séance de
musculation endommageant les muscles augmente la synthèse
aiguë des protéines musculaires. Des quantités variables de
protéines ont été utilisées après l’entraînement en résistance
pour stimuler la synthèse des protéines musculaires, et il
semble qu’une stimulation maximale se produise à 20 à 25 g de
protéines rapides de haute qualité et à forte teneur en leucines
(fournissant environ 8,5 à 10 g d’acides aminés essentiels) chez
les individus plus jeunes, alors que 40 g ou plus peuvent être
nécessaires chez les personnes âgées. Le riz étant une
protéine pauvre en leucines à vitesse intermédiaire (bien que
l’augmentation de la leucine dans la circulation sanguine
apparaisse rapidement après la consommation de protéines de
riz), des doses plus importantes de riz ont efficacement stimulé
la synthèse des protéines musculaires, dans la même mesure
qu’une protéine de meilleure qualité lorsqu’elle était adaptée à
la teneur en leucines. Par conséquent, la teneur en leucines de
la protéine (et peut-être la vitesse de délivrance de la leucine)
semble être le facteur déterminant des changements aigus dans
la stimulation maximale de la synthèse des protéines
musculaires. Une dose de protéines qui contient 2 à 3 g de
leucines (ou 0,05 g de leucines par kilogramme de poids de
corps) stimulera au maximum la synthèse des protéines
musculaires chez les jeunes adultes.
En plus de l’augmentation aiguë de la synthèse des protéines
musculaires, une supplémentation constante en protéines après
l’entraînement en résistance a entraîné une augmentation faible
à modérée de l’hypertrophie musculaire au fil du temps par
rapport aux sujets n’ayant pas reçu de suppléments protéiques.
À ce jour, une seule étude a examiné directement la relation
entre les mesures aiguës de la synthèse des protéines
musculaires et l’hypertrophie due à l’entraînement en
résistance. Dans cette étude, vingt-trois jeunes hommes – actifs
sur le plan des loisirs mais qui n’avaient pas participé à un
programme d’exercices de musculation depuis au moins un an
– ont été testés pour la force initiale et les taux de repos et de
post-exercice de la synthèse des protéines musculaires.
Ensuite, ils ont participé à un programme d’entraînement en
résistance linéaire de seize semaines, comprenant deux jours
de bas du corps (presse, leg extension, presse pour les mollets)
et deux jours de haut du corps (développé couché, presse
épaule, tirage assis, tirage à la barre haute, curl du biceps,
extension du triceps) avec des exercices effectués le matin
après un jeûne nocturne. Chaque jour, après l’entraînement ou
au petit déjeuner les jours sans séance, ils ont consommé une
boisson nutritive contenant 30 g de protéines de lait, 25,9 g de
glucides et 3,4 g de lipides. Les auteurs de l’étude n’ont trouvé
aucune relation entre l’augmentation aiguë (six heures après
l’entraînement) de la synthèse des protéines musculaires due à
l’entraînement physique et à la boisson nutritive fournie et à
l’hypertrophie musculaire. Cependant, les auteurs ont noté que
les changements dans la synthèse des protéines musculaires
avec l’entraînement n’étaient pas uniformes parmi les sujets de
l’étude. Par conséquent, bien que des changements aigus dans
la synthèse des protéines musculaires soient importants pour
l’hypertrophie musculaire, ils ne sont pas le seul facteur
déterminant qui prédit le potentiel d’une personne à augmenter
la croissance musculaire. Tels qu’utilisés dans cette étude, 30 g
de protéines de lait fournissent environ 24 g de caséine, 6 g de
protéines de lactosérum et 2,8 g de leucines.
※ ENTRAÎNEMENT SIMULTANÉ
L’interférence avec l’exercice est un concept suggérant que
l’exercice d’endurance, lorsqu’il est combiné avec un
entraînement en force (séances consécutives), atténue les
gains de force par rapport à l’entraînement en force seul, mais
entraîne des améliorations des performances d’endurance. Bien
que l’intérêt pour la recherche fondée sur l’entraînement
simultané ait récemment augmenté, les recommandations
nutritionnelles pour l’entraînement simultané sont souvent
assises sur des études isolées examinant l’impact des
interventions nutritionnelles sur l’entraînement d’endurance ou
de résistance seule. La consommation de glucides après un
exercice d’endurance et de pré-fatigue peut aider à supprimer la
dégradation des muscles squelettiques. En outre, compte tenu
de l’impact de l’apport en protéines sur la synthèse des
protéines musculaires après un exercice d’endurance, ainsi que
des recherches suggérant que l’apport en protéines pendant un
entraînement de résistance prolongé (plus de deux heures)
soutient des taux plus élevés de synthèse des protéines
musculaires pendant l’exercice par rapport à un contrôle des
glucides, les athlètes doivent envisager de consommer des
protéines après un exercice d’endurance et de pré-fatigue, ou
pendant leur séance de musculation.
※ PROTÉINES AU MOMENT DU REPAS
En plus de consommer des protéines juste après
l’entraînement, les adultes doivent également se concentrer sur
leur apport en protéines à chaque repas principal, d’autant plus
que l’entraînement en résistance peut augmenter la sensibilité
musculaire aux acides aminés pendant 24 à 48 heures après
l’exercice, alors que l’effet anabolique d’un repas dure entre
trois et cinq heures. Pour un remodelage musculaire optimal, les
experts suggèrent de consommer au moins 20 à 30 g de
protéines par repas, et de prendre des repas toutes les trois à
quatre heures. La quantité de données sur la synthèse des
protéines musculaires chez les enfants est limitée car des
procédures de mesure invasives sont nécessaires, et aucune
étude n’a examiné la synthèse des protéines musculaires après
l’entraînement et l’ingestion de protéines après l’entraînement
chez les enfants en bonne santé. Cependant, une chose est
claire en ce qui les concerne : ils n’ont pas besoin de suivre les
mêmes recommandations en matière de protéines par repas
que les adultes, car la motivation pour la synthèse des protéines
est régulée par l’insuline et l’apport calorique par opposition à la
leucine.
Les enfants peuvent donc consommer des protéines en plus
petites quantités réparties tout au long de la journée pour
répondre à leurs besoins en protéines. Pour plus d’informations
sur les besoins en protéines par sport, vous pouvez vous
reporter au tableau 10.3.
TABLEAU 10.3 Besoins spécifiques en protéines suivant le sport pratiqué
STRATÉGIES NUTRITIONNELLES POUR MODIFIER
LA COMPOSITION CORPORELLE
Les athlètes qui souhaitent modifier leur composition corporelle
doivent généralement gagner du muscle, perdre de la graisse
corporelle, ou les deux. Bien qu’il existe certains scénarios
(généralement ceux souffrant de troubles de l’alimentation) dans
lesquels un athlète peut avoir besoin de gagner du muscle et de
la graisse, ce paragraphe se concentre sur le gain de muscle et
la perte de graisse corporelle.
La première étape vers la modification de la composition
corporelle consiste à estimer les besoins en calories (bien que
la « calorie » soit le terme couramment utilisé, le terme
technique est « kilocalorie »). Le nombre de calories dont un
athlète a besoin chaque jour dépend d’un certain nombre de
facteurs, dont la génétique, le poids de corps, la composition
corporelle, le programme d’entraînement et l’âge. Les enfants et
les adolescents ont également besoin de calories pour leur
croissance et leur développement.
Le taux métabolique basal (TMB) est de loin le plus grand
contributeur à la dépense énergétique totale, représentant
environ 65 à 70 % des dépenses énergétiques quotidiennes. Il
s’agit d’une mesure des calories nécessaires au maintien des
fonctions corporelles normales, telles que la respiration, la
circulation sanguine et le traitement gastro-intestinal et rénal. Le
taux métabolique basal et le taux métabolique au repos (TMR)
sont souvent utilisés de manière interchangeable, bien qu’ils
soient légèrement différents. Le taux métabolique basal est
mesuré après un jeûne nocturne (douze à quatorze heures sans
nourriture), le sujet étant couché sur le dos et immobile mais
éveillé. Le taux métabolique au repos est souvent utilisé à la
place du TMB en raison de la facilité de mesure (un jeûne
nocturne n’est pas nécessaire), mais il est 10 % à 20 % plus
élevé en raison de l’augmentation des dépenses énergétiques
résultant de l’apport alimentaire récent ou de l’activité physique
terminée plus tôt dans la journée. Plusieurs facteurs influencent
le TMB et le TMR, en particulier la masse sans gras, ce qui
explique environ 70 à 80 % de la différence de TMR entre les
individus. D’autres facteurs comprennent l’âge, l’état
nutritionnel, la génétique et les différences de fonctionnement
endocrinien (telles que l’hypothyroïdie ou l’hyperthyroïdie).
NUTRITION POUR DIVERS OBJECTIFS
DE PERFORMANCE
NUTRITION POUR LA PERFORMANCE ET
LA RÉCUPÉRATION DE L’ENDURANCE
AÉROBIE
Les athlètes d’endurance aérobie doivent
consommer 8 à 10 g de glucides et 1 à 1,6 g de
protéines par kilogramme de poids de corps
par jour, surtout s’ils s’entraînent pendant
quatre-vingt-dix minutes ou plus.
Les athlètes qui mangent au moins quatre
heures avant la compétition doivent inclure 1 à
4 g de glucides et 0,15 à 0,25 g de protéines
par kilogramme de poids de corps. Si le repas
de pré-compétition est consommé deux heures
avant l’exercice, les athlètes doivent viser 1 g
de glucides par kilogramme de poids de corps.
Les athlètes doivent consommer de 28 à 144
g de plusieurs types de glucides (tels que le
saccharose, le fructose et le glucose ou la
maltodextrine) par heure pendant un exercice
d’endurance aérobie prolongé pour faire durer
le temps jusqu’à l’épuisement et améliorer les
performances.
Pendant une activité prolongée par temps
chaud, les athlètes doivent consommer des
boissons pour sportifs contenant 20 à 30 mEq
de sodium (460-690 mg avec du chlorure
comme anion) par litre, 2 à 5 mEq de
potassium (78-195 mg) par litre, et des glucides
à une concentration de 5 % à 10 %.
Après l’exercice, environ 1,5 g de glucides
par kilogramme de poids de corps doit être
consommé dans les trente minutes suivant
l’arrêt de l’exercice. Certaines études, mais pas
toutes, montrent que l’ajout de protéines aux
glucides après l’entraînement peut atténuer la
dégradation et la douleur musculaires, et
augmenter la synthèse des protéines
musculaires. La quantité idéale de protéines et
la période après l’exercice au cours de laquelle
elles doivent être consommées ne sont pas
claires au regard de la littérature actuelle et
peuvent dépendre du fait que l’exercice ait été
effectué nourri ou à jeun, du nombre total de
calories consommées après l’entraînement.
Cependant, à titre indicatif, au moins 10 g de
protéines doivent également être consommés
dans les trois heures suivant un exercice
d’endurance (le plus tôt semble être le mieux,
bien que la période exacte n’ait pas encore été
élucidée par la recherche).
Les réserves de glycogène doivent être
reconstituées après l’exercice et avant la
prochaine séance d’entraînement. Un régime
régulier avec un apport suffisant en glucides
peut restaurer le glycogène au cours d’une
période de vingt-quatre heures. Pour une
synthèse plus rapide du glycogène, les athlètes
doivent manger ou boire un repas riche en
glucides immédiatement après l’exercice et à
intervalles réguliers par la suite. Ceci est
particulièrement important pour les athlètes qui
s’entraînent à nouveau moins de vingt-quatre
heures
après
leur
première
séance
d’entraînement.
NUTRITION POUR LA FORCE
Les athlètes doivent envisager de compléter
leur alimentation avec des glucides avant et
pendant la compétition pour maintenir leur
force et minimiser la dégradation musculaire.
En général, les athlètes de force/vitesse
doivent consommer 5 à 6 g de glucides par
kilogramme de poids de corps par jour. Une
quantité aussi faible que 30 g de glucides après
l’entraînement peut réduire la dégradation
musculaire. Si la période idéale à la
consommation
de
glucides
après
l’entraînement en résistance n’a pas encore été
entièrement clarifiée, la consommation au plus
tôt (plutôt que d’attendre) de glucides peut être
plus bénéfique, en particulier si l’entraînement
a été effectué à jeun.
Étant donné qu’un faible taux de glycogène
peut altérer la force musculaire, les athlètes
doivent consommer des glucides à indice
glycémique plus élevé immédiatement après
l’haltérophilie ou les compétitions de force et de
puissance s’ils doivent concourir ou s’entraîner
à nouveau au cours des vingt-quatre heures
suivant leur activité initiale. Sinon, ils peuvent
consommer suffisamment de glucides au cours
de la journée pour restaurer les niveaux de
glycogène avant le prochain entraînement (ou
la prochaine compétition).
En général, les athlètes de force/vitesse
doivent consommer de 1,4 à 1,7 g de protéines
par kilogramme de poids de corps par jour,
même si leur sport (ou entraînement)
comprend une composante d’endurance
aérobie. Après l’entraînement en résistance,
les plus jeunes doivent consommer au moins
20 à 25 g (fournissant environ 8,5 à 10 g
d’acides aminés essentiels) d’une protéine de
haute qualité et à haute teneur en leucines (2-3
g), tandis que les adultes plus âgés doivent
consommer 40 g ou plus pour stimuler au
maximum
la
synthèse
des
protéines
musculaires dans la période aiguë après
l’entraînement. Si l’exercice a été effectué à
jeun (première chose faite le matin ou plus de
trois heures après le dernier repas riche en
protéines),
les
protéines
doivent
être
consommées dans les trente minutes suivant la
fin de la séance. Et si l’exercice a été effectué à
l’état nourri (repas ou supplément riche en
protéines avant l’exercice), cette fenêtre de
temps
post-exercice
peut
être
considérablement plus longue.
Entre 30 et 100 g de glucides à indice
glycémique élevé doivent être consommés
après un exercice qui endommage les muscles,
afin de réduire la dégradation des protéines
musculaires.
Les athlètes adultes doivent prendre des
repas contenant au moins 20 à 30 g d’une
protéine à plus forte teneur en leucines.
NUTRITION POUR L’HYPERTROPHIE
Entre 30 et 100 g de glucides à indice
glycémique élevé doivent être consommés
après un exercice qui endommage les muscles,
afin de réduire la dégradation des protéines
musculaires.
Après l’entraînement en résistance, les plus
jeunes doivent consommer au moins 20 à 25 g
(fournissant environ 8,5 à 10 g d’acides aminés
essentiels) d’une protéine de haute qualité et à
haute teneur en leucines (2-3 g), tandis que les
adultes plus âgés doivent consommer 40 g ou
plus pour stimuler au maximum la synthèse des
protéines musculaires dans la période aiguë
après l’entraînement.
Les athlètes adultes doivent prendre des
repas contenant au moins 20 à 30 g de
protéines à haute teneur en leucines toutes les
trois à quatre heures.
NUTRITION
MUSCULAIRE
POUR
L’ENDURANCE
Maintenir une hydratation adéquate en
empêchant les pertes de poids d’eau
dépassant 2 % du poids de corps.
Pendant un entraînement prolongé ou une
compétition, envisager une boisson glucidiqueélectrolytique pour retarder la fatigue et
améliorer les performances, en particulier si
vous effectuez une épreuve après un jeûne
nocturne.
Reconstituer entièrement les réserves de
glycogène avant la prochaine séance
d’entraînement ou compétition.
Consommer
des
protéines
après
l’entraînement ou les matches pour minimiser
les dommages musculaires et les douleurs.
La deuxième composante la plus importante des besoins
énergétiques d’un individu est l’énergie dépensée dans l’activité
physique. De toutes les composantes, c’est la plus variable
entre les individus. Le nombre de calories dépensées par
l’activité physique augmente avec la fréquence, l’intensité et la
durée du programme d’entraînement, ainsi que les activités
quotidiennes (lavage d’une voiture, travaux ménagers, etc.). En
règle générale, 20 à 30 % de la dépense énergétique
quotidienne totale provient de l’activité physique, bien que ce
chiffre puisse être considérablement plus élevé chez les
athlètes. Les coûts énergétiques les plus élevés sont observés
dans les activités aérobies pratiquées par de grands athlètes
pendant de longues périodes, tandis que les coûts énergétiques
les plus faibles sont associés aux sports d’habileté et de
puissance pratiqués par de plus petits athlètes.
L’effet thermique des aliments, également connu sous le nom
de « thermogenèse induite par l’alimentation », est
l’augmentation de la dépense énergétique au-dessus du TMR
qui peut être mesuré pendant plusieurs heures après un repas.
L’effet thermique des aliments comprend le coût énergétique de
la digestion, de l’absorption, du métabolisme et du stockage des
aliments dans le corps. L’effet thermique des aliments
représente environ 10 à 15 % des calories totales brûlées
chaque jour.
De nombreuses équations différentes peuvent être utilisées
pour calculer les besoins en calories, notamment l’équation de
Cunningham et celle de Harris-Benedict, qui sont des équations
de prédiction. Harris-Benedict prend en compte le sexe, le poids
de corps, la taille et l’âge pour prédire le TMR, qui peut ensuite
être multiplié par un facteur d’activité de 1,2 (sédentaire) à 1,9
(activité physique intense) pour prédire les besoins
énergétiques. Cependant, l’équation de Harris-Benedict ne tient
pas compte de la manière dont la masse musculaire affecte le
TMR. L’équation de Cunningham prend en compte les mêmes
variables que celle de Harris-Benedict mais inclut également la
masse sans gras, ce qui la rend plus applicable aux athlètes.
TMR = 550 + (22 x masse maigre)
Après avoir utilisé l’équation de Cunningham pour estimer le
TMR sur la base de la masse maigre (MM), un facteur d’activité
peut être utilisé pour estimer la dépense énergétique
quotidienne totale. Au lieu d’utiliser un facteur d’activité de base,
le préparateur physique peut choisir d’utiliser des équivalents
métaboliques (MET, pour Metabolic Equivalent of Task en
anglais) – estimation des dépenses caloriques pendant l’activité.
Un MET étant l’équivalent énergétique de la position assise, sa
valeur augmente avec l’intensité de l’exercice.
Une autre méthode plus laborieuse, qui peut être utilisée par
des athlètes très motivés, consiste à enregistrer l’apport
alimentaire pendant au moins trois jours représentatifs
consécutifs pendant une période de poids de corps stable. Les
besoins énergétiques quotidiens de l’individu sont supposés
correspondre au nombre moyen de calories consommées
chaque jour. Le piège de cette méthode est que l’enregistrement
de l’apport alimentaire modifie généralement les habitudes
alimentaires normales et que les gens n’enregistrent pas
toujours avec précision leur apport alimentaire. Enfin, une
méthode très simple pour évaluer rapidement les besoins en
calories est présentée dans le tableau 10.4.
TABLEAU 10.4 Besoins caloriques quotidiens estimés des athlètes masculins
et féminins par niveau d’activité
GAIN DE POIDS
La capacité d’un athlète à prendre du poids dépend de
nombreux facteurs, et ceux qui peuvent être contrôlés
comprennent le régime alimentaire et l’entraînement.
L’intersaison devrait être utilisée comme un moment pour
effectuer des changements alimentaires qui mettent l’accent sur
la prise de poids, car les athlètes n’ont pas à l’esprit les
pressions de la compétition.
Si les athlètes augmentent leur apport calorique de façon
spectaculaire et constante, ils pourraient gagner plus de graisse
qu’ils ne le souhaiteraient. Un principe directeur général, qui doit
être ajusté en fonction de l’athlète, est de consommer environ
500 calories supplémentaires par jour afin de prendre du poids.
Manger des portions plus grandes, augmenter la fréquence des
repas et se concentrer sur le choix d’aliments riches en calories
sont autant de stratégies qui peuvent aider un athlète à prendre
du poids. En plus d’augmenter l’apport calorique total, les
athlètes doivent s’assurer qu’ils mangent suffisamment de
protéines – 1,5 à 2,0 g par kilogramme de poids de corps par
jour – pour maximiser les gains de masse corporelle maigre.
L’augmentation de l’apport en protéines d’un athlète peut rendre
le gain de poids difficile, étant donné l’effet profond que les
protéines ont sur la satiété, ainsi que l’effet thermique accru de
l’alimentation associé aux régimes riches en protéines.
Cependant, la suralimentation en protéines est avantageuse si
l’athlète peut maintenir son alimentation. Dans une étude
aléatoire et contrôlée de suralimentation, seize adultes en
bonne santé ont vécu dans une salle métabolique pendant huit
semaines et ont été alimentés avec un régime alimentaire faible
(5 % du total des calories), normal (15 % du total des calories)
ou élevé (25 % des calories totales) en protéines. Les sujets qui
ont consommé le régime normal et riche en protéines ont stocké
environ 45 % des calories excédentaires sous forme de masse
corporelle maigre, tandis que ceux qui ont suivi le régime
pauvre en protéines ont stocké 95 % des calories excédentaires
consommées sous forme de graisse corporelle. En plus
d’apporter des changements alimentaires, les athlètes qui
souhaitent prendre du poids doivent envisager de compléter
leurs repas avec de la créatine monohydrate, un supplément qui
augmente en toute sécurité et efficacement le poids de corps
maigre.
Enfin, même si les athlètes connaissent leurs besoins en
énergie et en protéines, la mise en pratique de ces
connaissances peut être déconcertante. Par conséquent, un
conseil régulier en nutrition par un diététicien ou un
nutritionniste sportif diplômé permet de faciliter une plus grande
prise de poids. Une étude menée auprès de vingt-et-un athlètes
d’élite avec de lourdes charges d’entraînement reparties de
façon aléatoire pour recevoir des conseils nutritionnels ou pour
manger ad libitum, a montré qu’au cours de la période de prise
de poids de huit à douze semaines, le groupe recevant des
conseils diététiques avait plus de gains de masse corporelle
totale et maigre pendant la période de coaching et après douze
mois. Cela signifie que le groupe recevant des conseils
nutritionnels a continué de bénéficier des conseils nutritionnels
pendant plusieurs mois après la fin de l’accompagnement.
PERTE DE POIDS (GRAISSE)
Les athlètes participant à une variété de sports peuvent avoir
besoin de perdre de la graisse corporelle pour améliorer
certains aspects de la performance tels que la vitesse ou
l’endurance. De plus, la régulation du poids de corps peut
donner à certains athlètes un avantage mental avant la
compétition. De plus, le maintien ou la prise de poids est un
aspect récurrent des sports qui incluent des catégories ou des
limitations de poids, mais aussi des jugements fondés sur
l’apparence tels que l’haltérophilie, la lutte, la boxe, les
équipages d’aviron et la gymnastique.
Malgré la présence de livres sur les régimes alimentaires parmi
les best-sellers des librairies, il n’y a pas de régime idéal qui
fonctionne pour tout le monde. Au lieu de cela, les études
montrent qu’une variété de types de régimes – y compris les
régimes faibles en glucides et faibles en gras – entraîne une
perte de poids tant que les personnes qui les suivent
consomment moins de calories que nécessaire pour maintenir
leur poids. De plus, il ne semble pas y avoir de différence entre
la quantité de perte de poids sur un régime pauvre en glucides
par rapport à un régime pauvre en graisses (et donc plus riche
en glucides). L’apport calorique total et le respect du régime
(capacité à le suivre au fil du temps) sont les deux facteurs les
plus importants qui prédisent une perte de poids réussie.
Cependant, une bonne partie de la perte de poids pendant un
régime peut provenir des muscles. Et parce que la synthèse des
protéines musculaires est un processus coûteux en énergie, la
restriction calorique peut diminuer la synthèse des protéines
musculaires pendant les périodes de régime. Les athlètes qui
veulent conserver leurs muscles et perdre de la graisse
corporelle pendant un régime doivent consommer environ 1,8 à
2,7 g de protéines par kilogramme de poids de corps par jour
(ou environ 2,3 à 3,1 g de protéines par kilogramme de masse
sans gras par jour) en plus de maintenir un déficit énergétique
modéré d’environ 500 calories par jour.
Pour être durables à long terme, les régimes doivent être
individualisés, faciles à respecter et prenant en compte les
habitudes de vie, les antécédents médicaux (y compris le
diabète, la résistance à l’insuline, d’autres maladies et
problèmes médicaux), les précédents régimes et les
préférences alimentaires tout en fournissant tous les nutriments
dont un athlète a besoin pour s’entraîner et performer de
manière optimale. Enfin, la recherche montre qu’une thérapie
comportementale et un soutien continu peuvent améliorer les
résultats à long terme.
Il n’y a pas de régime idéal. Au lieu de cela, les
athlètes doivent choisir une approche diététique
fondée sur le fait qu’elle soit sans danger pour eux,
contenant suffisamment de protéines pour répondre à
leurs besoins et s’adaptant à leur mode de vie afin
qu’ils puissent facilement y adhérer.
※ SURPOIDS ET OBÉSITÉ
Le surpoids et l’obésité, respectivement définis comme un
indice de masse corporelle (IMC) de 25 à 29,9 kg/m2 et
supérieur ou égal à 30 kg/m2, augmentent le risque de
morbidité d’une personne due à l’hypertension, la dyslipidémie,
les maladies coronariennes, la maladie de la vésicule biliaire,
l’accident vasculaire cérébral, le diabète de type 2, l’apnée du
sommeil, l’arthrose, les problèmes respiratoires et les cancers
(endomètre, sein, prostate et côlon). L’obésité est reconnue
comme une maladie et affecte 34,9 % des adultes et 17 % des
enfants aux États-Unis.
Les causes de l’obésité sont complexes et comprennent une
interaction des gènes et de l’environnement, impliquant des
facteurs sociaux, comportementaux, culturels, métaboliques,
physiologiques et génétiques. Cependant, de nombreuses
options de traitement sont efficaces, comme la thérapie
diététique, la modification des schémas d’activité physique, les
techniques de thérapie comportementale, la pharmacothérapie
et la chirurgie. Certains patients et cliniciens utilisent une
combinaison de ces traitements. L’objectif initial de perte de
poids chez les personnes en surpoids et obèses devrait être de
10 % du poids initial dans les six mois.
L’indice de masse corporelle (IMC) est considéré comme une
mesure de la graisse corporelle calculée à partir de la taille et
du poids. L’indice de masse corporelle est souvent utilisé pour
évaluer le risque de maladie associée à plus de graisse
corporelle alors que, en réalité, c’est une mesure de l’excès de
poids (par opposition à l’excès de graisse corporelle) parce que
l’IMC ne peut pas faire la distinction entre l’excès de graisse et
la masse musculaire ou osseuse. Enfin, l’âge, le sexe, l’origine
ethnique et la masse musculaire affectent l’association entre
l’IMC et la graisse corporelle. Par conséquent, l’IMC peut
surestimer la graisse corporelle chez les athlètes et les autres
personnes ayant une masse musculaire et sous-estimer la
graisse corporelle chez les personnes âgées ou celles qui ont
perdu des muscles. Les mêmes facteurs qui affectent la relation
entre l’IMC et la graisse corporelle chez l’adulte s’appliquent aux
enfants. De plus, la taille et la maturation sexuelle influencent
l’IMC d’un enfant. Le même calcul est utilisé pour les enfants,
mais les interprétations de l’IMC pour les enfants tiennent
compte de l’âge et du sexe.
L’indice de masse corporelle ne doit pas être utilisé comme un
outil de diagnostic, mais plutôt comme un outil de dépistage
initial pour identifier les problèmes de poids potentiels chez les
individus et pour suivre les taux de surpoids et d’obésité de la
population. De plus, aucune mesure de la graisse corporelle ne
devrait être utilisée pour évaluer la santé, la maladie ou le
risque de maladie. Le surpoids et l’obésité combinés à d’autres
facteurs de risque – hypertension artérielle, cholestérol avec un
taux élevé de lipoprotéines à basse densité, cholestérol avec un
taux faible de lipoprotéines à haute densité, triglycérides élevés,
glycémie élevée, inactivité physique, antécédents familiaux de
maladie cardiaque prématurée ou tabagisme – augmentent le
risque de maladie cardiaque d’une personne.
Le tour de taille est une autre mesure couramment utilisée pour
évaluer le risque de maladie. Les hommes ont un risque relatif
accru de maladie s’ils ont un tour de taille supérieur à 102 cm,
tandis que les femmes ont un risque relatif accru si leur tour de
taille est supérieur à 88 cm.
RÉGIMES À FAIBLE TENEUR
EN GLUCIDES
La popularité et l’efficacité des régimes à faible
teneur en glucides peuvent avoir moins à voir
avec la réduction des glucides (chez les
individus en bonne santé) et davantage avec
une diminution temporaire du poids de l’eau, de
la réduction des calories et de l’augmentation
de l’apport en protéines. Lorsque les gens
réduisent considérablement leur apport en
glucides, ils épuisent leurs réserves de
glycogène (glucides stockés avec trois quarts
d’eau) et perdent donc rapidement des kilos
d’eau. Une fois les glucides réintroduits dans
l’alimentation, ils peuvent rapidement reprendre
du poids.
Au fil du temps, les régimes pauvres en
glucides peuvent cependant fonctionner pour
certaines
personnes
en
raison
de
l’augmentation des niveaux de protéines. Les
protéines augmentent les sensations de satiété
en fonction de la dose – plus il y a de protéines
consommées en une seule séance, plus son
effet sur la satiété est important. Cependant, à
l’heure actuelle, la « dose optimale » pour une
satiété maximale reste incertaine. Les
protéines
augmentent
également
l’effet
thermique de l’alimentation. Plus de calories
sont brûlées pendant la digestion et la
transformation des protéines que les glucides
ou les graisses. Enfin, les protéines aident à
épargner
le
tissu
musculaire
maigre
métaboliquement actif pendant la perte de
poids. Ceci est important car les muscles
brûlent un peu plus de calories que les graisses
au repos et, avec le temps, cela peut affecter le
poids de corps. De plus, avoir plus de muscle
peut signifier qu’une personne peut s’entraîner
plus dur et donc brûler plus de calories pendant
l’entraînement.
Bien que la réduction des glucides puisse être
préjudiciable pour un certain nombre d’athlètes
de compétition, en particulier pendant les
phases de pré-compétition et de compétition,
c’est une approche très efficace pour une
personne souffrant de résistance à l’insuline
(condition qui conduit à l’accumulation de
glucose dans le sang parce que le corps
n’utilise pas efficacement l’insuline) ainsi que
de diabète de type 2. Il peut également s’agir
d’une approche très efficace pour les
personnes en surpoids et obèses.
Le tableau 10.5 décrit les différentes classifications de surpoids
et d’obésité. À titre de référence, le tableau 10.6 fournit les
poids et hauteurs qui correspondent aux IMC de 25, 27 et 30.
Le tableau 10.7 répertorie les catégories d’IMC pour les centiles
correspondants pour les enfants. Pour plus d’informations sur le
processus de dépistage et l’évaluation des risques, reportezvous aux principes cliniques directeurs sur l’identification,
l’évaluation et le traitement du surpoids et de l’obésité chez les
adultes sur le site web de l’Institut national du cœur, des
poumons et du sang (NHLBI). Les professionnels de la
préparation physique doivent utiliser d’autres mesures plus
précises de la composition corporelle, telles que les plis cutanés
ou l’absorptiométrie biphotonique à rayons X (DXA), chez les
athlètes ayant plus de muscles que les personnes de même âge
et sexe, car l’IMC est susceptible de surestimer le surpoids et
obésité.
CALCUL DE L’IMC
Pour estimer l’IMC en utilisant des kilogrammes
et des mètres, utilisez cette équation :
Poids (kilogrammes) / Hauteur (mètres)²
Pour estimer l’IMC en livres et en pouces,
utilisez cette équation :
Poids (livres) / Hauteur (pouces) ²] x 703
Le surpoids est défini comme un IMC de 25 à
29,9 kg/m² et l’obésité comme un IMC de 30
kg/m² ou plus.
Bien que tous les individus obèses partagent la caractéristique
d’un excès de graisse corporelle, ces personnes ne peuvent pas
être traitées de manière homogène. Elles doivent être dépistées
pour les maladies coexistantes telles que le diabète, les
problèmes orthopédiques, les maladies cardiaques, les troubles
psychologiques tels que les crises de boulimie ou la dépression,
les influences sociales et culturelles et la volonté de
changement. Les athlètes obèses qui sont tenus de perdre du
poids (par un médecin) posent un défi particulier car la perte de
poids est dictée par une source externe et n’est pas un objectif
intériorisé. La perte de poids demande beaucoup de
détermination de la part de l’individu, et ces athlètes peuvent
avoir besoin de travailler en étroite collaboration avec un
professionnel de la santé mentale ou un diététicien pour les
aider à atteindre leur objectif.
L’indice de masse corporelle ne doit pas être utilisé
comme un outil de diagnostic mais plutôt comme un
outil de dépistage initial pour identifier les problèmes
de poids potentiels chez les individus et pour suivre
les taux de surpoids et d’obésité fondés sur la
population.
※ PERTE DE POIDS RAPIDE
Bien qu’il n’y ait pas de définition uniforme dans la littérature,
une perte de poids rapide se réfère généralement à une perte
de poids plus rapide que ce qui peut être obtenu sur un court
laps de temps en réduisant l’apport calorique et en augmentant
l’exercice. Les athlètes peuvent utiliser une grande variété de
techniques pour réduire leur poids rapidement, afin de concourir
dans la catégorie de poids désirée, d’atteindre un objectif de
poids fixé par leur entraîneur ou d’améliorer les performances.
Les techniques de perte de poids potentiellement dangereuses
peuvent inclure le jeûne, les régimes chocs, la déshydratation
volontaire (diurétiques, sauna, manipulation de l’eau et du sel, le
port de plusieurs couches de vêtements), les crachats
excessifs, les vomissements volontaires, l’abus de laxatifs et
l’utilisation inappropriée ou excessive d’aides thermogéniques.
TABLEAU 10.5 Classification du poids des adultes par indice de masse
corporelle (IMC) et risque de maladie associée
(Un tour de taille accru peut également être un marqueur d’un risque accru,
même chez les personnes de poids normal. Pour sa part, l’IMC peut surestimer
la graisse chez les athlètes et autres personnes ayant des muscles et sousestimer la graisse chez les personnes âgées et celles qui ont perdu des muscles.
Reproduit avec la permission du NHLBI, 1998)
Les athlètes qui essaient de perdre trop de poids trop
rapidement peuvent perdre de la masse maigre, se sentir
fatigués, subir des maux de tête ou des sautes d’humeur,
compromettre leur entraînement et leurs performances et
souffrir de plusieurs effets secondaires potentiellement graves. Il
s’agit notamment de la déshydratation, de maladies dues à la
chaleur,
de
crampes
musculaires,
de
la
fatigue,
d’étourdissements, d’une suppression du fonctionnement du
système
immunitaire,
de
déséquilibres
hormonaux,
d’hyperthermie, d’une diminution de la force musculaire, d’une
diminution du volume plasmatique et sanguin, d’hypotension
artérielle, de déséquilibres électrolytiques, d’insuffisance rénale
(abus de diurétiques), d’évanouissements voire de mort (dans
les cas extrêmes).
Le professionnel de la préparation physique doit être capable de
reconnaître les signes et les symptômes associés aux
techniques de perte de poids rapide et d’adresser les athlètes
concernés au professionnel approprié tout en partageant ses
préoccupations avec le reste du staff. De plus, le professionnel
peut envisager de documenter les mesures qu’il a prises pour
aider l’athlète (pour une bonne traçabilité des dossiers et pour
décliner toute responsabilité) tout en travaillant avec un médecin
ou un diététicien pour fixer des objectifs de poids appropriés
après avoir pris en compte la composition corporelle, l’historique
des régimes, les antécédents médicaux et les troubles
antérieurs de l’alimentation. Certains athlètes devront peut-être
reconsidérer la catégorie de poids dans laquelle ils concourent
s’ils n’arrivent pas à atteindre le poids souhaité sans mettre leur
santé ou leurs performances en danger.
TABLEAU 10.6 Sélection d’IMC classées par taille et par poids (Exemple
de calcul de l’IMC : une personne qui pèse 78,93 kg et mesure
177 cm a un IMC de 25 : poids / taille² = 78,93 kg / (1,77 m)² = 25. Reproduit avec
la permission du NHLBI, 1998)
TABLEAU 10.7 Catégories d’IMC pour l’âge et centiles correspondants pour
les enfants
(Réimprimé à partir du Centers for Disease Control)
TROUBLES DE L’ALIMENTATION
Les troubles de l’alimentation, y compris les crises de boulimie,
l’anorexie mentale et la boulimie, sont de graves troubles de la
santé mentale qui peuvent affecter les hommes et les femmes,
apparaître à tout moment de la vie et augmenter le risque de
mortalité. Les personnes souffrant de troubles de l’alimentation
ont une prévalence élevée à d’autres troubles psychiatriques –
troubles anxieux, troubles de l’humeur, dépression, troubles du
contrôle des impulsions et troubles de toxicomanie.
Des études montrent une prévalence accrue d’une alimentation
déséquilibrée et des troubles de l’alimentation chez les athlètes
par rapport au groupe témoin. En particulier les athlètes
pratiquant des sports avec catégories de poids comme la lutte,
des sports mettant l’accent sur la maigreur comme le crosscountry, et des sports esthétiques comme la gymnastique. Les
signaux de troubles alimentaires peuvent inclure une
alimentation restrictive, le jeûne, le saut de repas et la prise de
pilules amaigrissantes, de laxatifs ou de diurétiques.
Cependant, ceux qui souffrent de troubles de l’alimentation ne
répondent pas à tous les critères d’un diagnostic de trouble de
l’alimentation.
Les troubles de l’alimentation sont des maladies multifactorielles
et, à ce titre, nécessitent une approche par une équipe
multidisciplinaire. Le professionnel doit être au courant des
signes et symptômes d’un trouble de l’alimentation et doit
pouvoir s’appuyer sur un réseau afin que les athlètes puissent
obtenir l’aide psychologique, médicale et nutritionnelle dont ils
ont besoin de la part d’experts des troubles de l’alimentation.
ANOREXIE MENTALE
L’anorexie mentale se caractérise par une image corporelle
déformée et une peur intense de prendre du poids ou de grossir,
ce qui conduit les personnes atteintes de cette maladie à une
restriction calorique excessive et à une perte de poids sévère.
Ceux qui souffrent d’anorexie mentale mettent également
beaucoup l’accent sur leur poids ou leur forme, mais ne
reconnaissent pas la gravité de leur maladie. De plus, les
personnes atteintes d’anorexie mentale se livrent généralement
à des comportements rituels, notamment la pesée répétée, la
découpe des aliments en petits morceaux et le partage
soigneux de leur nourriture.
Il existe deux sous-types dans l’anorexie mentale : le type
restrictif, qui ne consomme pas d’aliments de manière
excessive ou ne se purge pas régulièrement, et le type
boulimique qui correspond à une purge très fréquente et à une
consommation alimentaire compulsive.
L’âge moyen d’apparition de l’anorexie mentale est de dix-neuf
ans et le taux de prévalence à vie chez les femmes et les
hommes est respectivement de 0,9 et 0,3 %. Seulement 33,8 %
des personnes souffrant d’anorexie mentale sont sous
traitement. Cependant, ces statistiques sont fondées sur des
critères plus anciens pour l’anorexie mentale, et les taux de
prévalence peuvent augmenter avec les critères de diagnostic
révisés de 2013. Il est important de noter que parmi tous les
troubles de la santé mentale, l’anorexie mentale a le taux de
mortalité le plus élevé. Pour plus d’informations sur l’anorexie
mentale, n’hésitez pas à lire la cinquième édition (2013) du
American Psychiatric Association’s Diagnostic and Statistical
Manual of Mental Disorders.
TROUBLE DE L’HYPERPHAGIE BOULIMIQUE
Auparavant classé sous « trouble de l’alimentation non spécifié
autrement », le trouble de l’hyperphagie boulimique a sa propre
catégorie dans le manuel précédemment cité. Il se caractérise
par des épisodes répétés, se produisant au moins une fois par
semaine pendant une période de trois semaines, de frénésie
alimentaire incontrôlée (manger beaucoup plus de nourriture en
peu de temps que la plupart des gens ne mange dans les
mêmes circonstances). Les épisodes de frénésie alimentaire
sont associés à au moins trois des éléments suivants :
manger beaucoup plus rapidement que la normale ;
manger jusqu’à se sentir mal à l’aise ;
manger de grandes quantités de nourriture sans avoir
faim physiquement ;
manger seul à cause de la sensation de gêne créée par
la quantité de nourriture qu’il mange ;
se sentir dégoûté de soi-même, déprimé ou très
coupable par la suite.
Comme les épisodes de crises de boulimie ne sont pas suivis
d’une purge, comme c’est le cas avec la boulimie mentale, les
personnes souffrant de troubles de la boulimie sont souvent en
surpoids ou obèses. Le taux de prévalence au cours de la vie
des hommes et des femmes est respectivement de 2 et 3,5 % et
l’âge moyen d’apparition est de vingt-cinq ans. Une prévalence
à vie de troubles de l’hyperphagie boulimique est associée à
l’obésité morbide (IMC supérieur à 40). Au cours d’une vie,
seulement 43,6 % des personnes souffrant de troubles de
l’hyperphagie boulimique reçoivent un traitement. Cependant,
ces statistiques sont fondées sur des critères plus anciens pour
les troubles de l’hyperphagie boulimique, avant son inclusion en
tant que trouble de l’alimentation spécifique en 2013. Les taux
de prévalence pourraient augmenter avec les critères révisés.
La frénésie alimentaire est associée à d’importants problèmes
physiques et psychologiques. De plus, les personnes souffrant
de troubles de frénésie alimentaire peuvent se sentir gênées,
coupables ou dégoûtées de leur comportement et peuvent
tenter de cacher leur comportement en mangeant seules.
SYMPTÔMES DE L’ANOREXIE MENTALE
Amincissement
ostéoporose)
des
os
(ostéopénie
ou
Cheveux et ongles cassants
Peau sèche et jaunâtre
Croissance d’un duvet fin sur tout le corps
(lanugo)
Anémie légère, perte et faiblesse musculaires
Constipation sévère
Tension artérielle basse, respiration et pouls
ralentis
Dommages sur la structure et la fonction du
cœur
Dommages cérébraux
Défaillance de plusieurs organes
Baisse de la température interne du corps,
provoquant
une sensation de froid constante chez la
personne
Léthargie, lenteur ou sensation de fatigue
constante
Infertilité
(Réimprimé avec l’autorisation de l’Institut
national de la santé mentale)
BOULIMIE MENTALE
La boulimie mentale se caractérise par une consommation
récurrente d’aliments en quantités nettement supérieures à
celles qui seraient normalement consommées en une courte
période de temps, comme par exemple une pizza entière, deux
litres de crème glacée, plus un paquet de biscuits. La purge suit
ces épisodes de frénésie alimentaire et peut inclure un ou
plusieurs
des
éléments
suivants
:
vomissements
autoprovoqués, exercice intense, utilisation de laxatifs ou de
diurétiques. Les purges se produisent au moins une fois par
semaine pendant une période de trois mois. Les personnes
atteintes de boulimie mentale ressentent un manque de contrôle
sur leur alimentation pendant les crises de boulimie, et sont plus
susceptibles d’avoir un poids normal plutôt qu’une insuffisance
pondérale. Elles sont mécontentes de leur poids et de leur corps
et craignent une prise de poids. L’âge moyen d’apparition de la
boulimie mentale est de vingt ans et le taux de prévalence à vie
est de 0,6 %. Seuls 43,2 % des personnes atteintes de boulimie
mentale reçoivent un traitement. Cependant, ces statistiques
sont également fondées sur des critères plus anciens de
boulimie mentale, et les taux de prévalence peuvent augmenter
avec les critères révisés dans la cinquième édition (2013) du
American Psychiatric Association’s Diagnostic and Statistical
Manual of Mental Disorders. À lire pour plus d’informations sur
la boulimie.
SYMPTÔMES DE LA BOULIMIE MENTALE
Inflammation chronique et maux de gorge
Glandes salivaires enflées dans le cou et la
mâchoire
Émail dentaire usé, dents de plus en plus
sensibles et cariées à la suite d’une exposition
à l’acide gastrique
Trouble de reflux acide et autres problèmes
gastro-intestinaux
Détresse intestinale et irritation dues à l’abus
de laxatifs
Déshydratation sévère due à la purge des
fluides
Déséquilibre électrolytique (niveaux trop bas
ou trop élevés de sodium, calcium, potassium
et autres minéraux), qui peut entraîner une
crise cardiaque.
(Réimprimé avec l’autorisation de l’Institut
national de la santé mentale)
TROUBLE D’ÉVITEMENT/DE RESTRICTION
DE LA CONSOMMATION ALIMENTAIRE
Le trouble d’évitement/restriction alimentaire (ARFID, pour
Avoidant/Restrictive Food Intake Disorder en anglais) est une
perturbation de l’alimentation, comportant un manque apparent
d’intérêt à manger, un évitement fondé sur les caractéristiques
sensorielles des aliments ou une inquiétude concernant les
conséquences aversives de l’alimentation. Ce trouble se
manifeste par un échec persistant à répondre aux besoins
nutritionnels ou énergétiques appropriés associés à l’un (ou
plusieurs) des éléments suivants :
Perte de poids importante (ou incapacité à atteindre le
gain de poids attendu, ou une croissance défaillante chez
les enfants)
Carence nutritionnelle importante
Dépendance à l’alimentation
suppléments nutritionnels oraux
entérale
Interférence
psychosocial
le
marquée
avec
ou
aux
fonctionnement
La perturbation n’est pas mieux expliquée par le manque de
nourriture disponible ou par la pratique associée culturellement
sanctionnée.
La perturbation de l’alimentation ne se produit pas
exclusivement au cours de l’anorexie mentale ou de la boulimie
mentale, et il n’y a aucune preuve d’une perturbation dans la
façon dont le poids ou la forme du corps est ressenti.
La perturbation de l’alimentation n’est pas attribuable à une
condition médicale, ni mieux expliquée par un autre trouble
mental. Lorsque la perturbation de l’alimentation survient dans
le contexte d’une autre affection ou d’un autre trouble, la gravité
de la perturbation de l’alimentation dépasse celle habituellement
associée à l’affection ou au trouble et justifie une attention
clinique supplémentaire.
PICA
Les personnes atteintes de pica mangent des substances non
nutritives pendant au moins un mois. Les substances non
nutritives courantes comprennent l’argile, l’amidon de lessive,
les glaçons, les mégots de cigarettes, les cheveux ou la craie.
Les personnes atteintes de pica peuvent entre autres avoir des
troubles électrolytiques et métaboliques, une obstruction
intestinale, une usure de l’émail des dents et des problèmes
gastro-intestinaux. Le dépistage de l’anémie est recommandé
car le pica est associé à une carence en fer.
TROUBLE DE LA RUMINATION
La rumination consiste à mâcher, réavaler ou cracher des
aliments régurgités. Pour être classé comme souffrant de cette
maladie, il faut afficher ce comportement, sans rapport avec
aucune condition médicale, pendant au moins un mois. Un
trouble de la rumination peut survenir parallèlement à d’autres
problèmes ou troubles alimentaires.
RESSOURCES SUR LES TROUBLES DE
L’ALIMENTATION
Association nationale des troubles
l’alimentation
www.nationaleatingdisorders.org
de
Association internationale des professionnels
des troubles de l’alimentation
www.iaedp.com
La Fondation du Centre Renfrew
www.renfrewcenter.com
Association nationale de l’anorexie mentale
et des troubles associés, Inc.
www.anad.org
Remuda Ranch
www.remudaranch.com
GESTION DES TROUBLES DE L’ALIMENTATION
ET SOINS
Il n’appartient pas au professionnel de la préparation physique
de traiter ou de diagnostiquer un trouble de l’alimentation. Il est
de sa responsabilité éthique d’aider l’athlète à obtenir le bon
diagnostic ainsi que le traitement adéquat de la part d’un
médecin qualifié. Par conséquent, les professionnels de la
préparation physique doivent être conscients des symptômes de
chaque trouble de l’alimentation ainsi que des signaux indiquant
un trouble de l’alimentation. Gardez à l’esprit que, repérées
seules, les habitudes alimentaires anormales et l’aménorrhée
ne sont pas indicatives d’un trouble de l’alimentation. Un
professionnel expérimenté et qualifié dans le diagnostic et le
traitement des troubles de l’alimentation doit être contacté
lorsque le comportement d’un athlète est préoccupant.
Le professionnel de la préparation physique n’est pas
responsable du traitement des troubles de
l’alimentation, mais doit plutôt être conscient des
symptômes associés à un trouble de l’alimentation et
orienter les athlètes vers le professionnel approprié.
CONCLUSION
Le rôle principal de la nutrition dans la préparation
physique est de soutenir la performance athlétique.
Une compréhension générale des principes et des
effets de la nutrition est essentielle pour les
professionnels afin qu’ils puissent fournir des
informations cohérentes et précises à leurs athlètes,
tout en étant capables d’identifier les signes et
symptômes potentiels d’un trouble de l’alimentation.
Et bien que la nutrition avant, pendant et après la
compétition puisse conduire à de meilleures
performances, une alimentation quotidienne saine
sur le plan nutritionnel doit également être
recommandée pour la santé globale, l’entraînement
et la performance.
MOTS-CLÉS
Anorexie mentale
Boulimie mentale
Deshydratation volontaire
Indice de masse corporelle (IMC)
Isocalorique
Obesite
Repas de pre-competition
Surcharge de glucides
Thermogenese induite par l’alimentation
Troubles de l’alimentation
Trouble de l’hyperphagie boulimique
RÉVISION
DES CONNAISSANCES
1. Quel est le principal macronutriment visé dans
le repas de pré-compétition ?
a. La graisse
b. Les glucides
c. Les protéines
d. Les vitamines
2. Lequel des éléments suivants apporte la PLUS
GRANDE contribution à la dépense énergétique
totale ?
a. Le taux métabolique au repos
b. La dépense énergétique pour l’activité physique
c. L’effet thermique de la nourriture
d. Le taux de sucre dans le sang au repos
3.
Lequel
des
éléments
suivants
caractéristique de l’anorexie mentale ?
est
a. Un poids de corps normal
b. Un très faible apport en graisses alimentaires
c. Une préoccupation alimentaire
d. Le fait de manger en secret
4. Lorsqu’un trouble de l’alimentation est
suspecté, le professionnel de la préparation
physique doit…
a. Surveiller l’apport alimentaire quotidien de l’athlète
b. Avoir des pesées fréquentes
c. Encourager une évaluation plus approfondie par un
spécialiste des troubles de l’alimentation
d. Fournir des informations nutritionnelles
5. Pour maintenir l’hydratation lors d’une
compétition durant moins d’une heure, il est
recommandé que les athlètes consomment de 90 à
236 ml d’eau ou d’une boisson pour sportifs
environ toutes les :
a. 15 minutes
b. 30 minutes
c. 60 minutes
d. 2 heures
RÉPONSES AUX QUESTIONS PAGE 669
CHAPITRE 11
SUBSTANCES
ET MÉTHODES
AMÉLIORANT
LES PERFORMANCES
DOCTEUR BILL CAMPBELL
LORSQUE VOUS AUREZ LU CE CHAPITRE,
VOUS SEREZ CAPABLE DE :
fournir aux athlètes des informations fiables et
à jour sur les risques et les avantages des
substances améliorant la performance, y compris
les stéroïdes anabolisants ;
comprendre l’efficacité et les effets indésirables
des compléments alimentaires en vente libre
destinés à améliorer les performances sportives ;
déterminer quels suppléments améliorant les
performances
sont
bénéfiques
pour
les
performances
de
force/puissance,
les
performances d’endurance ou les deux ;
faire la distinction entre les suppléments
améliorant la performance qui imitent les effets
des hormones dans le corps et ceux qui
améliorent la performance par d’autres moyens.
L’auteur tient à souligner les contributions
importantes de Jay R. Hoffman et Jeffrey R. Stout à
ce chapitre.
Les athlètes qui choisissent d’utiliser des substances améliorant
la performance le font dans l’espoir qu’ils augmenteront leurs
adaptations et amélioreront finalement leur performance
sportive. Idéalement, les substances améliorant la performance
soutiennent également la santé de l’athlète et sont conformes
aux directives éthiques du sport de l’athlète. En raison des
considérations éthiques liées à l’avantage induit pendant la
compétition et au potentiel d’événements indésirables, la plupart
des organes directeurs sportifs ont généré une liste de
substances interdites lors des compétitions nationales et
internationales. Les athlètes surpris en train d’utiliser ces
substances peuvent être suspendus ou forcés à renoncer à
leurs médailles (ou les deux). Dans les situations où l’athlète est
testé positif à une substance interdite à plusieurs reprises, il
risque une interdiction à vie de participer à un sport donné.
Cependant, de nombreux suppléments nutritionnels et aides
ergogéniques sont autorisés et sont fréquemment utilisés par
les athlètes pour maximiser l’amélioration des performances.
Souvent, l’utilisation de ces substances est encouragée sur la
base d’allégations non fondées. Ainsi, il est impératif que
l’athlète soit informé de la légalité de ces substances, qu’il
comprenne les risques potentiels associés à la consommation
et sache si la recherche scientifique soutient les allégations
(efficacité du produit). Le professionnel de la préparation
physique peut grandement aider les athlètes à cet égard en leur
fournissant des informations pertinentes sur ces questions, ainsi
qu’en les orientant vers des spécialistes de la nutrition. Aux fins
de ce chapitre, et bien qu’une aide ergogène puisse être toute
substance, aide mécanique ou méthode d’entraînement qui
améliore les performances sportives, le terme se réfère
spécifiquement aux aides pharmacologiques.
Les athlètes peuvent essayer d’obtenir un avantage
concurrentiel en utilisant des suppléments réputés ergogènes
mais non interdits, ou ils peuvent utiliser sciemment des
substances interdites en croyant qu’ils peuvent devancer les
tests antidopage. Une conséquence peut être que les athlètes
qui s’abstiennent normalement d’utiliser ces substances
peuvent se sentir contraints de les utiliser simplement pour
garder une longueur d’avance sur leurs concurrents.
Cependant, les athlètes qui sont bien informés peuvent ignorer
en toute confiance les produits inutiles et possiblement nocifs
malgré ce que leurs collègues athlètes prétendent. Il peut
également être possible d’éloigner les athlètes de l’utilisation de
substances interdites s’ils sont conscients des risques pour leur
santé et leur sécurité et s’ils savent que les concurrents qui
trichent courent un risque élevé d’être détectés.
Les athlètes devraient se concentrer sur l’utilisation de
méthodes de musculation et de préparation physique
appropriées et sur de saines pratiques nutritionnelles conçues
pour améliorer les performances. Si ces deux facteurs sont pris
en compte, l’athlète peut alors envisager d’utiliser des
suppléments sportifs ou des aides ergogènes. Il est important
que les athlètes demandent conseil à des professionnels
adéquats afin de s’assurer que ce qu’ils envisagent est à la fois
légal et efficace.
La priorité absolue d’un athlète doit être d’appliquer
des principes sains d’entraînement, y compris une
nutrition adéquate, avant d’utiliser tout supplément
nutritionnel ou aide ergogène. Avant d’acheter ou de
consommer un produit, un athlète doit demander
conseil à des professionnels qualifiés pour s’assurer
que le choix est à la fois légal et efficace.
TYPES DE SUBSTANCES AMÉLIORANT
LES PERFORMANCES
Ce chapitre traite de deux catégories de substances améliorant
les performances : les hormones (et les médicaments qui
imitent leurs effets) et les compléments alimentaires. Certaines
hormones, comme la testostérone, jouent un rôle essentiel dans
la réponse adaptative à la préparation physique. D’autres,
comme l’épinéphrine, sont importants pour la mobilisation de
l’énergie pendant l’entraînement. Ces types d’hormones et
plusieurs autres sont traités plus en détail dans la prochaine
partie de ce chapitre. La distinction entre un médicament et un
complément alimentaire n’est pas intuitivement évidente. Par
exemple, la caféine, qui se trouve dans de nombreuses
boissons comme le café, est classée comme un médicament.
La distinction entre un médicament et un complément
alimentaire nécessite l’approbation (ou non) de ce produit par la
Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis au regard
de sa sécurité et de son efficacité. Si un produit n’est pas classé
comme médicament ou annoncé comme ayant une valeur
thérapeutique, les réglementations de la FDA concernant sa
vente sont relativement assouplies. Cela signifie que tout
fabricant peut introduire un nouveau complément alimentaire
sur le marché sans approbation spéciale et que la FDA
n’enquêtera sur sa sécurité ou son efficacité que si un risque
pour la santé est porté à son attention. La définition d’un
médicament par la FDA englobe les substances qui modifient la
structure ou la fonction du corps. Cela inclut les substances qui
stimulent la sécrétion d’hormones. De plus, si un composé est
administré différemment de la façon dont les aliments seraient
consommés, il peut être classé comme médicament.
La distinction entre un médicament et un complément
alimentaire est liée à son approbation par la FDA au
regard de sa sécurité et de son efficacité.
Généralement, les compléments alimentaires sont des produits
hautement raffinés qui ne sauraient être confondus avec un
aliment. Ils peuvent ne pas avoir de valeur nutritionnelle positive
et, par conséquent, ne sont pas appelés « suppléments
nutritionnels ». La charge en glucides pour renforcer les
réserves de glycogène avant une compétition sportive est
considérée comme une nutrition sportive, tout comme un
comprimé d’un seul acide aminé purifié (non promu pour ses
propriétés médicinales). Cependant, le comprimé est considéré
comme un complément alimentaire.
Les points suivants définissent quels produits
peuvent être vendus comme compléments
alimentaires aux États-Unis :
Un produit (autre que le tabac) destiné à
compléter le régime alimentaire, qui contient un
ou plusieurs des ingrédients alimentaires
suivants :
1. une vitamine
2. un minéral
3. une herbe ou autre plante botanique
4. un acide aminé
5. une substance alimentaire destinée à être
utilisée par l’homme pour compléter le régime
alimentaire en augmentant l’apport alimentaire
total
6. un concentré, un métabolite, un constituant,
un extrait ou une combinaison de tout
ingrédient identifié comme l’un des ingrédients
cités plus haut
Le produit doit également être destiné à être
ingéré et ne peut pas être présenté comme un
aliment conventionnel ou comme un seul
élément d’un repas ou d’un régime
La FDA réglemente à la fois les compléments alimentaires finis
et les ingrédients diététiques, en vertu d’un ensemble de
réglementations différant de celui concernant les aliments et
médicaments
conventionnels
(site
de
la
FDA
:
www.fda.gov/Food/Dietarysupplements). En 1994, le Congrès
américain a adopté une loi fondamentale connue sous le nom
de « Loi sur les compléments alimentaires, la santé et
l’éducation » (DSHEA, pour Dietary Supplement Health and
Education Act en anglais). En vertu de la DSHEA, il est interdit
aux fabricants et distributeurs de compléments alimentaires de
commercialiser des produits falsifiés ou mal étiquetés. Cela
signifie que ces entreprises sont responsables de l’évaluation
de la sécurité et de l’étiquetage de leurs produits avant leur
commercialisation pour s’assurer qu’ils répondent à toutes les
exigences des réglementations DSHEA et FDA. Les entreprises
peuvent toutefois faire des affirmations concernant les effets sur
la structure et le fonctionnement de l’organisme tant que les
fabricants peuvent prouver que les déclarations sont véridiques
et non trompeuses. Il s’agit d’une exigence beaucoup moins
stricte que pour les allégations d’efficacité faites pour les
médicaments.
Les substances ergogènes sont généralement interdites de
compétition sportive lorsqu’un consensus est atteint sur le fait
qu’elles peuvent fournir un avantage concurrentiel injuste ou
poser un risque important pour la santé. Cette interdiction n’a
pas besoin d’être fondée sur des preuves concluantes qu’une
substance apporte un avantage à son consommateur, cela
représente simplement un accord entre les administrateurs ou
les cliniciens, selon lequel cela pourrait être le cas. Comme
mentionné précédemment, chaque organe directeur du sport
publie sa propre liste de substances interdites. L’organisation
internationale de réglementation du dopage la plus largement
reconnue dans le monde est probablement l’Agence mondiale
antidopage (AMA), qui supervise les contrôles antidopage et
établit la liste des substances interdites pour le Comité
international olympique. Chaque pays a une agence affiliée
(comme l’AFLD, l’agence française de lutte contre le dopage, ou
l’ASADA, l’agence australienne antidopage). L’ASADA
réglemente non seulement le dopage dans les sports
olympiques, mais supervise également les contrôles antidopage
pour les sports professionnels en Australie. La liste des
substances interdites est normalisée et mise à jour par l’AMA
chaque année. Bien que la liste de l’AMA soit la norme
internationale, d’autres organisations, telles que les sports
universitaires et professionnels aux États-Unis, ont différentes
listes de substances interdites ainsi que des sanctions pour
dopage. Quelle que soit l’organisation qui réglemente les
contrôles antidopage, il incombe à l’athlète, à l’entraîneur
sportif, au professionnel de la préparation physique et à tout le
staff de s’assurer qu’ils respectent leurs organisations
respectives. La figure 11.1 répertorie les classes de
médicaments interdits par la National Collegiate Athletic
Association (NCAA) en 2013-2014. Cette liste est utilisée par de
nombreuses universités aux États-Unis et est tous les ans
sujette à changement.
LISTE DES SUBSTANCES INTERDITES
DANS LES PRINCIPALES ORGANISATIONS
SPORTIVES
Ligue majeure de baseball
http://mlbplayers.mlb.com/pa/info/cba.jsp
National Collegiate Athletic Association
www.ncaa.org/health-and-safety/ policy/201314-ncaa-banned-drugs
Ligue nationale de football américain
www.nflplayers.com/About-us/Rules-Regulations/
Player-Policies/BannedSubstances
Ligue nationale de hockey (utilise la liste des
substances interdites de l’AMA)
www.nhl.com/ice/page.htm ?id=26397
Agence mondiale antidopage (AMA) https
://www.wada-ama.org/fr
FIGURE 11.1 Liste des substances interdites aux athlètes dans les collèges
et universités des États-Unis par la National Collegiate Athletic Association
(NCAA) (Vérifiez auprès de votre institution ou de votre fédération la liste
spécifique à votre situation)
Certaines substances sont également illégales en vertu de la loi
gouvernementale. Les stéroïdes anabolisants sont une
substance de classe III, ce qui rend leur possession, à des fins
autres que médicales, passible d’une peine maximale d’un an
de prison et d’une amende minimale de 1000 dollars s’il s’agit
de la première infraction en matière de drogue. La peine
maximale pour trafic (vendre ou échanger un produit illégal) est
de cinq ans de prison et d’une amende de 250000 dollars s’il
s’agit du premier délit de drogue commis par un individu. S’il
s’agit de la deuxième infraction grave en matière de drogue, la
durée maximale d’emprisonnement et l’amende maximale
doublent. Bien que ces sanctions concernent des infractions
fédérales, certains états ont également imposé des amendes et
des sanctions pour l’utilisation illégale de stéroïdes
anabolisants.
HORMONES
De nombreuses hormones produites de manière endogène sont
utilisées pour améliorer les performances sportives. L’hormone
la plus couramment utilisée est la testostérone, ainsi que ses
dérivés synthétiques. La testostérone est la principale hormone
androgène qui interagit avec le tissu musculaire squelettique.
En plus de la testostérone, beaucoup d’autres hormones
produites par le corps ont été utilisées par les athlètes comme
aides ergogéniques, pour stimuler les testicules à produire de la
testostérone ou parce qu’elles ont des propriétés anabolisantes
en elles-mêmes (hormone de croissance). L’érythropoïétine
(EPO), qui est sécrétée par les reins, est utilisée pour stimuler la
production de globules rouges afin d’améliorer les performances
d’endurance aérobie, et les catécholamines – telles que
l’adrénaline (ou l’épinéphrine) – ont des effets sur le système
métabolique et nerveux, et sont souvent utilisées pour améliorer
la perte de poids et fournir un plus grand état d’excitation en vue
de la performance.
STÉROÏDES ANABOLISANTS
Les stéroïdes anabolisants sont les dérivés synthétiques
(d’origine humaine) de la testostérone, l’hormone sexuelle
masculine.
Physiologiquement,
les
élévations
des
concentrations de testostérone stimulent la synthèse des
protéines, entraînant une amélioration de la taille musculaire, de
la masse corporelle et de la force. De plus, la testostérone et
ses dérivés synthétiques sont responsables du développement
et de la maturation des caractéristiques sexuelles secondaires
masculines (augmentation de la pilosité corporelle, voix
masculine, développement de la calvitie, de la libido, de la
production de sperme et de l’agressivité).
Ces
propriétés
androgènes
comprennent
le
plein
développement des principales caractéristiques sexuelles du
mâle. Ainsi, il est plus exact de désigner les dérivés
synthétiques de la testostérone comme des stéroïdes
anabolisants androgènes. Cependant, ils sont également
appelés « androgènes », « stéroïdes androgènes » ou
« stéroïdes anabolisants ».
La sécrétion de testostérone se produit principalement dans les
cellules de Leydig (ou cellules interstitielles) présentes dans les
testicules. Bien que plusieurs autres hormones stéroïdes ayant
des propriétés anabolisantes androgènes soient produites dans
les testicules (dihydrotestostérone et androstènedione), la
testostérone est produite en quantité beaucoup plus grande. La
testostérone et ces autres hormones sexuelles mâles sont
également sécrétées en de plus faibles quantités par les
glandes surrénales (chez les hommes et les femmes) et les
ovaires (chez les femmes). Nombre des aides ergogéniques
aujourd’hui sur le marché sont des précurseurs de la
testostérone (androstènedione) et sont abordées en détail plus
loin dans ce chapitre.
Ce n’est que dans les années 1930 que la testostérone a été
isolée, synthétisée, puis étudiée pour ses effets chez l’homme.
Les changements physiologiques que régule la testostérone en
ont fait l’un des médicaments de choix pour les athlètes de force
et de puissance, ou d’autres athlètes intéressés à
l’augmentation de la masse musculaire. Cependant, la
testostérone elle-même est une aide ergogène très médiocre.
Une dégradation rapide se produit lorsque la testostérone est
administrée par voie orale ou par administration injectable.
Ainsi, la modification chimique de la testostérone est nécessaire
pour retarder le processus de dégradation afin d’obtenir des
effets androgènes et anabolisants à des concentrations plus
faibles, et pour fournir des concentrations sanguines efficaces
pendant de plus longues périodes. De nombreux dérivés de la
testostérone ont été développés entre 1940 et 1960, et une fois
que ces modifications se sont produites, l’utilisation de stéroïdes
anabolisants par voie orale ou injectable est devenue possible.
Ces dernières années, l’administration de stéroïdes
anabolisants via des crèmes et des gels pour des applications
topiques et des patches cutanés a gagné en popularité,
principalement pour des raisons médicales. Cependant, les
formes d’administration les plus couramment utilisées chez les
athlètes sont les formes orales et injectables. Des exemples de
stéroïdes anabolisants oraux et injectables sont répertoriés
dans le tableau 11.1.
TABLEAU 11.1 Types de stéroïdes anabolisants utilisés par les athlètes
※ DOSAGE
Les athlètes utilisent généralement des stéroïdes anabolisants
dans un régime d’ « empilement », dans lequel ils s’administrent
plusieurs médicaments différents simultanément. La raison de
l’empilement est d’augmenter la puissance de chaque
médicament via un effet additif. Autrement dit, la puissance d’un
agent anabolisant peut être améliorée lorsqu’il est consommé
simultanément avec un autre agent anabolisant. La recherche
dans ce domaine est limitée et l’efficacité de l’empilement n’a
pas été prouvée. Les individus utilisent des composés oraux et
injectables. La plupart des utilisateurs prennent des stéroïdes
anabolisants selon un schéma cyclique, ce qui signifie qu’ils
utilisent les médicaments pendant plusieurs semaines ou mois
et alternent ces cycles avec des périodes d’utilisation
discontinue. Souvent, les utilisateurs administrent les
médicaments selon un schéma pyramidal (progressif ), dans
lequel les doses sont régulièrement augmentées sur plusieurs
semaines. Vers la fin du cycle, l’athlète « s’interrompt » pour
réduire la probabilité d’effets secondaires négatifs. À ce stade,
certains athlètes arrêtent la consommation de drogues ou
lancent peut-être un autre cycle de médicaments différents
(médicaments qui peuvent augmenter la production de
testostérone endogène, pris pour empêcher la baisse
indésirable des concentrations de testostérone qui suit
l’élimination des agents pharmaceutiques). Une étude a montré
que le régime stéroïdien typique impliquait en moyenne 3,1
agents, avec un cycle typique allant de cinq à dix semaines. Il a
été rapporté que la dose administrée par l’athlète varie entre
cinq et vingt-neuf fois plus que les doses de remplacement
physiologiques. Ces dosages pharmacologiques plus élevés
semblent nécessaires pour obtenir les gains désirés par les
athlètes. Dans une étude classique sur la courbe dose-réponse
des stéroïdes anabolisants, Forbes a démontré que la dose
totale de stéroïdes anabolisants a une relation logarithmique
avec l’augmentation de la masse maigre : de faibles doses ne
produisent que de légers effets, mais il y a une augmentation
progressive de la masse maigre avec des doses de plus en plus
importantes. Ces résultats renforcent la croyance de l’athlète
selon laquelle si une faible dose est efficace, alors une plus
grande doit encore plus l’être.
Les athlètes utilisent généralement des doses de substances
plus élevées que celles prescrites aux hommes à faible taux de
testostérone. La méthandrosténolone (Dianabol) maintient par
exemple des caractéristiques sexuelles secondaires normales
chez les hommes hypogonadiques à une dose de
remplacement d’environ 15 mg/jour (les athlètes ont déclaré
utiliser jusqu’à 300 mg/ jour). Ce médicament oralement actif n’a
pas été disponible à des fins médicales aux États-Unis depuis
plus d’une décennie, mais il est toujours disponible sur les
marchés noirs. L’énanthate de testostérone est un ester de
testostérone et un stéroïde injectable qui est facilement
disponible aux États-Unis, et il est utilisé cliniquement pour
certaines maladies rares et pour le traitement de remplacement.
Une dose de remplacement est d’environ 75 à 100 mg/semaine,
administrée toutes les une à deux semaines. Les stéroïdes
injectables sont administrés par voie intramusculaire,
généralement par des injections profondes dans les fessiers. Ils
sont également plus puissants que les stéroïdes oraux en raison
de leur voie d’administration, et peut-être aussi parce qu’ils ne
nécessitent pas de modification supplémentaire pour les
protéger du métabolisme immédiat du foie. Les composés
injectables ont une large gamme de demi-vies. Parmi les esters
de testostérone, le propionate de testostérone reste dans la
circulation pendant environ 1,5 jour, tandis que le buciclate de
testostérone reste trois mois après une seule injection.
※ QUI UTILISE DES STÉROÏDES ANABOLISANTS ?
On pense que les athlètes (en particulier les athlètes de force)
dont les objectifs sont d’améliorer les performances sportives
sont les principaux utilisateurs de stéroïdes anabolisants.
George J. Mitchell, ancien sénateur américain, a déclaré dans le
célèbre « Mitchell Report » de 2007 que l’utilisation de stéroïdes
androgéno-anabolisants par les joueurs de la Major League
Baseball aux États-Unis était omniprésente. Avant cette
révélation de l’utilisation de stéroïdes anabolisants chez les
athlètes, des rapports antérieurs remontant aux Jeux
olympiques de 1952 et 1956 indiquent une utilisation
systématique
d’androgènes
par
l’équipe
soviétique
d’haltérophilie. L’utilisation de stéroïdes anabolisants parrainée
dans d’autres pays par l’État a également été documentée.
Dans l’ancienne République démocratique allemande, après la
chute du gouvernement communiste en 1990, des documents
classifiés ont révélé un programme d’État secret débutant en
1966 pour améliorer les performances sportives nationales à
l’aide d’androgènes. Aux États-Unis, une utilisation généralisée
a également été signalée chez les haltérophiles, les joueurs de
la ligue nationale de football et les athlètes universitaires. Bien
que les résultats de plusieurs enquêtes suggèrent que
l’utilisation de stéroïdes anabolisants semble avoir diminué au
cours des dernières décennies, les stéroïdes anabolisants
représentent aujourd’hui l’un des principaux problèmes sportifs,
en raison des accusations d’utilisation généralisée dans de
nombreux sports au cours des dernières années.
Les athlètes de force ne sont pas les seuls utilisateurs de
stéroïdes anabolisants. Les personnes qui ne font pas partie
d’un sport organisé utilisent des stéroïdes pour améliorer
l’apparence plutôt que les performances. Des enquêtes
nationales menées auprès d’anciens lycéens américains ont
montré qu’environ 7 % utilisaient ou avaient utilisé des stéroïdes
anabolisants. Un tiers des utilisateurs de stéroïdes admis n’était
pas impliqué dans des sports parrainés par l’école, et plus d’un
quart a déclaré que leur principale raison d’utiliser des stéroïdes
était d’améliorer leur apparence, par opposition à la
performance sportive. Pope et ses collègues ont décrit un sousensemble de culturistes avec une image de soi altérée, qui se
pensaient petits et faibles alors qu’ils étaient grands et musclés.
Ces personnes ont utilisé des substances ergogènes et la
musculation pour augmenter leur taille corporelle. Pope a
appelé cela « anorexie mentale inversée », également connue
sous le nom de « dysmorphie musculaire ». Ces culturistes
semblent être sensiblement différents des athlètes de
compétition en termes d’objectifs, de risques importants pour la
santé que certains d’entre eux sont prêts à prendre et de leurs
stratégies d’utilisation de doses extrêmement élevées de
stéroïdes anabolisants. Ce phénomène peut suggérer pourquoi
les maladies les plus graves associées à l’utilisation de
stéroïdes se sont presque exclusivement produites chez les
culturistes et non chez d’autres athlètes utilisant des stéroïdes.
※ EFFICACITÉ
Les prétendus avantages ergogènes généralement attribués à
l’utilisation de stéroïdes anabolisants sont une augmentation de
la masse musculaire, de la force et des performances sportives,
en particulier dans les sports nécessitant des niveaux de force
maximaux. Lorsque des stéroïdes anabolisants sont pris à des
doses supraphysiologiques, ces avantages ergogènes sont
réalisés. Le degré et l’incidence de ces changements sont
variables et dépendent fortement, entre autres facteurs, du
niveau d’entraînement de l’individu.
▷ MASSE MUSCULAIRE ET FORCE
L’une des principales raisons pour lesquelles les athlètes et les
non-athlètes prennent des stéroïdes anabolisants est
d’augmenter la masse musculaire maigre et la force maximale.
Si de telles améliorations se produisent, cela conduira à de
meilleures performances sur le terrain, avec toutes les autres
variables de l’athlétisme maintenues constantes. Lorsque des
stéroïdes anabolisants sont administrés à des doses similaires à
celles utilisées par les athlètes entraînés pour leur loisir et pour
la compétition, une augmentation de la synthèse des protéines
musculaires est observée. Ces augmentations de la synthèse
des protéines sont probablement responsables des
augmentations observées de la masse corporelle maigre chez
les athlètes prenant des stéroïdes anabolisants et pratiquant en
loisirs et en compétition. Même lorsque des stéroïdes
anabolisants sont administrés à des hommes adultes normaux
qui ne participent pas à un entraînement intensif de
musculation, des augmentations de la masse corporelle, y
compris la composante non grasse, sont observées. La mesure
dans laquelle des gains de masse maigre et de force maximale
se produisent avec l’utilisation de stéroïdes anabolisants a été
rapportée dans la littérature scientifique comme étude de cas.
Dans cette étude, un adulte bodybuilder de niveau international
s’était auto-injecté des hormones androgènes (à une dose de
53 mg/jour) sur une période d’entraînement d’un an, avec
seulement une coupure de quatre semaines sans drogue au
milieu de l’année. Pendant ce temps, le culturiste a pu gagner
environ 7 kg de poids sans graisse, augmenter la surface
moyenne de fibres du muscle vaste externe d’environ 11 % en
six mois et augmenter considérablement la force maximale.
Malgré ces améliorations de la masse musculaire et de la force,
l’état de santé de la personne a été négativement affecté. Plus
précisément, après le retrait du médicament, le sujet a présenté
des testicules atrophiques, et de faibles niveaux d’hormone
lutéinisante, d’hormone folliculo-stimulante et de testostérone.
Le cholestérol des lipoprotéines de haute densité (LHD) a
également été significativement abaissé, ce qui indique un
risque plus élevé d’athérogenèse. Pour plus d’informations sur
les conséquences pour la santé de l’utilisation de stéroïdes
anabolisants, reportez-vous à la section « Effets indésirables ».
Pendant un certain temps, il a été avancé que l’augmentation de
la masse corporelle avec l’utilisation d’androgènes provenait
d’une augmentation de l’eau corporelle. Une augmentation de
l’eau corporelle totale est attendue avec une augmentation de la
masse musculaire, puisque l’eau constitue la majorité du poids
cellulaire. Cependant, il a été indiqué que les stéroïdes
anabolisants peuvent également augmenter la rétention d’eau
en augmentant le volume interstitiel et extracellulaire. Bien que
la rétention d’eau puisse expliquer pourquoi tout le gain de
poids n’est pas maintenu après l’arrêt de l’utilisation de
stéroïdes anabolisants, ce processus n’est toujours pas bien
compris. Dans une étude sur des culturistes masculins
expérimentés, un cycle de huit semaines de décanoate de
nandrolone (200 mg/semaine, par voie intramusculaire) a
entraîné une augmentation significative de 2,2 kg de la masse
corporelle, soit 2,6 kg d’augmentation de la masse maigre et
une diminution de 0,4 kg de la masse grasse, sans changement
dans l’hydratation de la masse grasse. De plus, le rapport d’eau
extracellulaire et intracellulaire était inchangé. Même après six
semaines d’abandon des androgènes, la masse corporelle des
culturistes était encore significativement supérieure aux niveaux
de référence (1,6 kg de plus), mais aucun changement
d’hydratation n’a été observé. L’augmentation de la masse
maigre et la réduction possible de la masse grasse peuvent
durer plusieurs mois après l’arrêt de l’utilisation (figure 11.2).
Ainsi, les athlètes peuvent tirer un avantage de l’utilisation de
stéroïdes même s’ils arrêtent de prendre les médicaments
suffisamment longtemps avant la compétition pour obtenir un
test de dépistage négatif. C’est la raison pour laquelle le
dépistage inopiné, tout au long de l’année, de certains athlètes
d’élite est important pour la prévention de l’usage illégal de
drogues.
▷ PERFORMANCE ATHLÉTIQUE
Initialement, les chercheurs examinant l’ergogénicité des
stéroïdes anabolisants administrés de façon exogène n’ont pas
vu d’effet de performance significatif. Par conséquent, la
communauté scientifique et médicale a suggéré que les
stéroïdes anabolisants avaient peu d’influence sur les
performances sportives. Des résultats contraires aux rapports
sur le terrain émanant des gymnases et des centres
d’entraînement, qui montraient de grandes améliorations de
force chez les athlètes. Après un examen plus approfondi des
études initiales, plusieurs défauts méthodologiques sont
apparus. Plusieurs de ces études ont utilisé des doses
physiologiques,
contrairement
aux
doses
suprapharmacologiques qui sont généralement prises par les
athlètes s’auto-administrant des androgènes. En synthèse, ces
sujets arrêtaient leur propre production endogène et la
remplaçaient par un stéroïde anabolisant exogène. Un autre
défaut de certaines de ces enquêtes était la méthode
d’évaluation de la résistance. Dans plusieurs études, la
performance de la force a été évaluée en utilisant un mode
d’exercice différent du stimulus d’entraînement. Ce manque de
spécificité a probablement masqué tout effet d’entraînement
possible. De plus, plusieurs études ont utilisé des sujets qui
n’avaient qu’une expérience minimale d’entraînement en
musculation.
Lorsque des androgènes exogènes ont été administrés à des
athlètes expérimentés et entraînés en musculation, des gains
de force significatifs ont été systématiquement rapportés. Les
gains de force chez les athlètes expérimentés entraînés en
force sont généralement assez faibles par rapport à ceux
observés chez les haltérophiles débutants ; mais lorsque des
athlètes entraînés en force utilisent des stéroïdes anabolisants,
leurs gains de force peuvent être deux à trois fois plus élevés
que ceux généralement observés chez des athlètes entraînés
de la même façon et qui ne recourent pas à des compléments.
Les prétendus avantages ergogènes communément
attribués à l’utilisation de stéroïdes anabolisants sont
une augmentation de la masse musculaire, de la force
et des performances athlétiques, mais ces
changements dépendent du niveau d’entraînement de
l’individu.
※ EFFETS PSYCHOLOGIQUES
L’utilisation de stéroïdes anabolisants est également associée à
des changements d’agressivité, d’excitation et d’irritabilité. Les
Allemands de l’Est auraient utilisé des stéroïdes anabolisants
dans ce but, délivrant des doses élevées au système nerveux
central en faisant absorber les stéroïdes par le nez. La question
n’a pas bien été étudiée, mais des rapports témoignent que
cette pratique a nettement accru l’agressivité et amélioré les
performances des athlètes. Une élévation de l’excitation et de
l’estime de soi peut être un effet secondaire positif pour
l’utilisateur de stéroïdes anabolisants. L’augmentation de
l’agressivité peut également être perçue comme un avantage,
en particulier pour les athlètes participant à des sports de
contact.
Cependant, une agressivité accrue ne se limite pas aux
performances athlétiques. Les utilisateurs de stéroïdes
anabolisants qui éprouvent une agressivité accrue peuvent
constituer une menace pour eux-mêmes et pour ceux avec
lesquels ils entrent en contact. Les stéroïdes anabolisants sont
également associés à des sautes d’humeur et à des épisodes
psychotiques. Des études ont montré que près de 60 % des
utilisateurs de stéroïdes anabolisants connaissent une
augmentation de l’irritabilité et de l’agressivité. Dans une étude
croisée contrôlée en double aveugle, Pope et ses collègues ont
signalé des augmentations significatives de l’agressivité et des
attitudes maniaques après douze semaines d’injections de
cypionate de testostérone. Fait intéressant, les résultats de
cette étude n’étaient pas uniformes entre les sujets. La plupart
des sujets ont montré un effet psychologique minime, tandis que
seulement quelques participants ont développé des effets
importants. Une relation de cause à effet n’a pas encore été
identifiée chez les utilisateurs de stéroïdes anabolisants, mais il
semble que les personnes qui subissent des changements
psychologiques ou comportementaux se rétablissent lorsque
l’utilisation de stéroïdes est interrompue.
※ EFFETS INDÉSIRABLES
Les effets indésirables associés à l’utilisation de stéroïdes
anabolisants sont répertoriés dans le tableau 11.2. Il est
important de noter qu’il existe des différences entre les effets
secondaires de l’utilisation de stéroïdes anabolisants sous
surveillance médicale et ceux découlant d’une prise abusive
(consommation de nombreux médicaments à fortes doses). La
plupart des informations concernant les effets médicaux
indésirables associés à l’utilisation de stéroïdes anabolisants
ont été obtenues auprès d’athlètes s’auto-administrant les
médicaments. Conjointement, une partie de la littérature
scientifique a suggéré que les problèmes médicaux liés aux
stéroïdes anabolisants pourraient être quelque peu surestimés,
étant donné que de nombreux effets secondaires liés à une
prise abusive sont réversibles à l’arrêt. Pour l’anecdote, il
semble qu’une ampleur disproportionnée de l’utilisation et de
l’incidence des effets indésirables se retrouve chez les
culturistes (qui sont également connus pour consommer
plusieurs autres médicaments – diurétiques, hormones
thyroïdiennes, insuline, anti-œstrogènes – qui soulagent
certains effets mais potentialisent également d’autres facteurs
de risque), par rapport aux athlètes de force et de puissance.
TABLEAU 11.2 Signaux et symptômes liés à l’abus d’aide ergogène
PRÉCURSEURS DE TESTOSTÉRONE
(PROHORMONES)
Les prohormones sont des précurseurs de la synthèse d’autres
hormones et peuvent en théorie augmenter la capacité du corps
à produire une hormone spécifique donnée. Le fondement de
l’utilisation des prohormones comme aide ergogène découle
d’une étude montrant une triple augmentation de la testostérone
chez des femmes en bonne santé qui ont reçu 100 mg
d’androstènedione ou de déhydroépiandrostérone. Les athlètes
qui ont continué à se supplémenter avec ces précurseurs de
testostérone
(androstènedione,
androstènediol
et
déhydroépiandrostérone, ou DHEA) le font probablement en
partant du principe qu’ils augmenteront les concentrations de
testostérone, la force, la taille des muscles et la volonté de
s’entraîner, tout en fournissant des améliorations globales des
performances athlétiques similaires à celles des personnes qui
prennent des stéroïdes anabolisants. Cependant, ces
précurseurs n’ont en eux-mêmes que des propriétés
androgènes relativement faibles : l’androstènedione et la DHEA
n’ont respectivement qu’1/5e et 1/10e de l’activité biologique de
la testostérone. Néanmoins, les précurseurs de la testostérone
ont été officiellement répertoriés comme substances contrôlées
dans la loi de 2004 sur le contrôle des stéroïdes anabolisants,
adoptée par le Congrès américain et qui exigeait la prescription
d’un médecin pour ces substances.
Les études examinant l’efficacité des précurseurs de
testostérone ont produit des résultats variables. Aucune
différence significative dans la force ou la composition
corporelle n’a été observée chez les hommes d’âge moyen
effectuant un programme d’entraînement en résistance tout en
se complémentant avec de la DHEA, de l’androstènedione (100
mg) ou un placebo pendant trois mois. Lorsque la
supplémentation en DHEA (150 mg) a été examinée chez un
groupe de jeunes hommes (19-29 ans) pendant huit semaines
selon un cycle de deux semaines d’entraînement suivies d’une
semaine de repos, il n’y a eu aucun gain de force ou de tissu
maigre. De plus, les chercheurs n’ont pu voir aucun
changement dans les concentrations sériques de testostérone,
d’œstrone, d’œstradiol ou de lipides avec la supplémentation.
Même dans les études utilisant des doses plus élevées (300
mg) d’androstènedione pendant huit semaines, dans un
protocole similaire sur trois semaines (deux de travail suivies
d’une de repos), aucun effet significatif n’a été observé sur la
force, la taille musculaire ou les concentrations de testostérone.
Cependant, la supplémentation en androstènedione a provoqué
une augmentation des concentrations sériques d’œstradiol et
d’œstrone et a été associée à des taux de lipoprotéines de
haute densité (LHD) plus faibles. Ces résultats suggèrent que
bien que des changements de performance ne puissent pas se
produire chez les athlètes prenant ce supplément, il peut y avoir
de plus forts risques d’effets secondaires négatifs associés à
l’utilisation de stéroïdes anabolisants. Broeder et ses collègues,
en conclusion de leur projet « Andro » dans lequel ils ont étudié
les
influences
physiologiques
et
hormonales
de
l’androstènedione
conjointement
avec
un
programme
d’entraînement en résistance à haute intensité, ont déclaré :
« Les précurseurs de testostérone n’améliorent pas les adaptations à
l’entraînement de musculation lorsqu’ils sont consommés aux doses
recommandées par les fabricants. La supplémentation en précurseur de
testostérone entraîne une augmentation significative des composés liés aux
œstrogènes, des concentrations de sulfate de déhydroépiandrostérone, une
régulation négative de la synthèse de testostérone et des altérations
défavorables des profils de risque de lipides sanguins et de maladies
coronariennes chez les hommes âgés de 35 à 65 ans. » (p. 3093)
Sur la base de preuves scientifiques, il semble que les
prohormones soient loin de fournir les effets anabolisants
généralement associés aux androgènes. Cependant, la
recherche scientifique s’est presque exclusivement concentrée
sur quelques suppléments de prohormones – DHEA,
androstenediol,
19-nor-androstènedione
et
19-norandrostènediol. Il existe de nombreux autres suppléments de
prohormones disponibles qui n’ont pas été testés cliniquement.
De plus, l’utilisation de prohormones n’a pas été étudiée chez
des athlètes de haut niveau. De plus, l’administration orale a été
la principale méthode de prise des prohormones. L’utilisation
orale de prohormones peut ne pas être aussi efficace que
d’autres modes de prise (injection). Tout cela suggère qu’une
étude continue de l’efficacité des précurseurs de testostérone
pour l’amélioration des performances est encore nécessaire, et
il est particulièrement justifié d’examiner d’autres voies
d’ingestion au sein d’une population sportive compétitive
entraînée.
HORMONE CHORIONIQUE GONADOTROPE
HUMAINE (HCG)
L’hormone chorionique gonadotrope humaine (HCG) est
obtenue à partir du placenta des femmes enceintes et est très
étroitement apparentée, dans sa structure et sa fonction, à
l’hormone lutéinisante. En fait, c’est l’indicateur de grossesse
utilisé par les kits de test de grossesse en vente libre, car cette
hormone n’est généralement pas trouvée à aucun autre moment
dans le corps. Dans la population générale, l’HCG est parfois
injectée à des femmes en surpoids et sous surveillance
médicale en conjonction avec des régimes hypocaloriques à
des fins de perte de poids. La recherche suggère que lorsqu’elle
est utilisée à cette fin, l’HCG n’est pas efficace pour induire une
perte de poids. La restriction calorique qui accompagne les
injections de HCG semble être le principal facteur contribuant à
la perte de poids associée.
EXEMPLES DE SUPPLÉMENTS INTERDITS
DE PROHORMONES
Cette liste contient quelques exemples de
prohormones qui ont été interdites dans le
cadre de la loi de 2004 sur le contrôle des
stéroïdes anabolisants (liste non exhaustive).
Androstanédiol
Androstanédione
Bolastérone
Méthyltestostérone
Norandrostènediol
Norandrostènedione
19-nor-4-androstènediol
19-nor-5-androstènediol
1-testostérone
※ EFFICACITÉ
Bien que l’HCG n’offre aucune capacité d’amélioration des
performances aux femmes, elle est citée de manière
anecdotique comme utile pour les hommes qui prennent des
stéroïdes anabolisants. Lorsqu’elle est injectée chez des
hommes, l’HCG peut augmenter la production de testostérone
testiculaire, à des taux pouvant presque doubler en quatre jours
après une injection intramusculaire importante. L’activité de
l’HCG dans le corps masculin est due à sa capacité à imiter
l’hormone lutéinisante, hormone hypophysaire qui stimule les
cellules de Leydig dans les testicules pour fabriquer de la
testostérone. Les hommes peuvent souhaiter recevoir une
injection d’HCG pour augmenter les niveaux de testostérone
endogène car la production de testostérone endogène est
supprimée à la fin d’un cycle de stéroïdes. Pour cette raison, si
l’HCG est utilisée par les athlètes, elle est probablement utilisée
par ceux qui terminent un cycle de stéroïdes anabolisants et
cherchent à activer leur propre production de testostérone
endogène.
※ EFFETS INDÉSIRABLES
L’HGC est administrée par injection sous la peau ou dans un
muscle, et les effets secondaires courants à une telle
administration sont la douleur, l’inflammation et la sensibilité
autour du site d’injection. Il existe très peu de recherches sur les
effets secondaires des injections d’HCG. Dans une enquête au
cours de laquelle de l’HCG a été injectée à des femmes obèses,
aucun effet indésirable n’a été signalé en ce qui concerne la
pression artérielle ou les analyses de sang habituelles.
INSULINE
L’insuline est une hormone anabolique puissante. Elle est
sécrétée par le pancréas en réponse à des élévations de la
glycémie ou des concentrations spécifiques d’acides aminés
(leucine par exemple). Son rôle est de faciliter l’absorption du
glucose et des acides aminés dans la cellule. Étant donné que
l’insuline augmente la synthèse des protéines, elle est
considérée comme une hormone anabolique.
※ EFFICACITÉ
Lorsque les concentrations d’insuline sont naturellement
élevées (de manière endogène, à partir du pancréas après
l’ingestion de glucides), il n’y a pas de danger chez les individus
par ailleurs en bonne santé. De plus, plusieurs rapports
indiquent que l’ingestion de glucides après l’entraînement
supprime la dégradation des protéines musculaires via les effets
anticataboliques de l’insuline. Théoriquement, si la dégradation
des protéines est supprimée sur une longue période (plusieurs
semaines à plusieurs mois), des gains de masse musculaire
maigre pourraient être réalisés.
※ EFFETS INDÉSIRABLES
En raison des propriétés anabolisantes de l’insuline et de sa
capacité supposée de potentialiser les effets de l’hormone de
croissance et des facteurs de croissance analogues à l’insuline,
certaines personnes (principalement les culturistes) prennent de
l’insuline par injection. L’utilisation de l’insuline de cette manière
a de graves conséquences. Les résultats possibles chez un
athlète auparavant en bonne santé incluent la mort immédiate,
le coma ou le développement d’un diabète insulinodépendant.
HORMONE DE CROISSANCE HUMAINE
L’hormone de croissance humaine (HGH, pour Human Growth
Hormone en anglais), protéine sécrétée par l’hypophyse
antérieure, a plusieurs fonctions physiologiques importantes qui
renforcent son effet ergogène. Elle est anabolisante en raison
de sa stimulation de la croissance des os et des muscles
squelettiques, mais a également d’importantes fonctions
métaboliques telles que le maintien de la glycémie,
l’augmentation de l’absorption de glucose et d’acides aminés
dans les cellules musculaires et la stimulation de la libération
d’acides gras par les cellules graisseuses.
La principale source d’hormone de croissance pharmacologique
est une molécule relativement compliquée, à partir de laquelle
elle est dérivée synthétiquement en utilisant la technologie de
l’ADN recombinant. Cependant, jusqu’en 1986, la seule source
de l’hormone était l’hypophyse de cadavres humains. Parce que
les récepteurs de l’HGH sont incapables de réagir de façon
croisée avec l’hormone de croissance d’origine animale, le coût
financier de l’HGH était très élevé avant 1986. Bien que
l’utilisation de l’hormone de croissance de cadavres n’ait pas
entraîné de risques importants pour la santé, ces conséquences
n’ont pas empêché les athlètes d’en prendre sous forme de
supplément, mais en ont, à la place, fait une utilisation très
limitée. Le développement de l’HGH recombinante a fourni aux
cliniciens un médicament à risque relativement faible, à moindre
coût et avec une plus grande disponibilité (par rapport à
l’hormone de croissance prélevée sur un cadavre). Les
cliniciens peuvent désormais prescrire de l’HGH recombinante
pour augmenter la taille chez les enfants très jeunes présentant
un déficit en hormones de croissance et pour modifier la
composition corporelle des adultes. On pense que l’utilisation de
l’HGH comme substance améliorant la performance est
répandue parmi les athlètes professionnels, soit en étant prise
seule, soit combinée avec des stéroïdes anabolisants. Même si
la technologie recombinante a augmenté la disponibilité de
l’HGH, son coût, en particulier sur le marché noir, est
extrêmement élevé – entre plusieurs centaines et quelques
milliers de dollars par mois. Humatrope, Nutropin, Norditropin,
Genotropin, Serostim, Saizen et Protropin sont des marques
d’HGH courantes aux États-Unis.
※ EFFICACITÉ
Il ne semble pas y avoir d’étude sur l’efficacité de l’HGH chez
les athlètes professionnels. La plupart des enquêtes sur l’HGH
se sont concentrées sur l’HGH comme thérapie de
remplacement chez les adultes et les enfants déficients en
hormones de croissance, ou chez les personnes âgées en
bonne santé. Ces études ont constamment montré des
altérations positives de la composition corporelle (augmentation
des tissus maigres, avec diminution de la graisse corporelle).
Chez les hommes présentant des déficiences établies en
hormones de croissance, des injections nocturnes de l’HGH
recombinante pendant six mois ont entraîné une augmentation
moyenne de 5,4 kg de la masse corporelle maigre et une perte
similaire de graisse. La plupart des études n’ont pas abordé
l’effet de la thérapie de l’HGH sur la force musculaire et la
performance. Une étude n’a montré aucun changement dans la
force isocinétique après douze mois de traitement. Cependant,
les sujets de cette étude n’ont effectué aucun entraînement en
musculation au cours du traitement. Une étude portant sur des
adultes entraînés ayant reçu de l’hormone de croissance (trois
jours par semaine pendant six semaines) a montré des
changements modestes dans la composition corporelle, mais
aucune évaluation de la force n’a été effectuée. Bien que la
littérature scientifique ne prouve pas l’efficacité de l’utilisation de
l’HGH dans les populations sportives, il est probable que
l’impossibilité d’effectuer de telles études (en raison de
contraintes éthiques) limitera une grande partie de notre
compréhension de l’HGH et des performances humaines. Au
cours des années passées, l’utilisation de l’HGH par les athlètes
peut avoir été répandue dans certains sports professionnels en
raison de son efficacité perçue et du fait qu’elle n’a pas pu être
détectée dans des tests de dépistage aléatoires. Actuellement,
l’HGH ne peut pas être détectée dans l’urine via un test de
dépistage de drogue, et il peut être avancé que les athlètes
choisissent de l’utiliser pour cette raison. Cependant, un test
sanguin pour l’HGH a été introduit pour la première fois aux
Jeux olympiques d’été de 2004 à Athènes, en Grèce.
L’hormone de croissance est une molécule de protéine.
L’injection est nécessaire pour éviter son métabolisme complet
et maintenir son efficacité. L’ingestion orale n’entraîne aucun
avantage. De nombreuses actions de l’hormone de croissance
sont médiées par le facteur de croissance analogue à l’insuline I
(IGF-I), une autre hormone peptidique, qui est produite et
sécrétée par le foie en réponse à la stimulation de l’hormone de
croissance. Le facteur de croissance analogue à l’insuline I est
actuellement synthétisé à l’aide de la technologie de l’ADN
recombinant et produira probablement les mêmes effets que
l’HGH.
※ EFFETS INDÉSIRABLES
L’utilisation de l’HGH présente cependant certains risques
potentiels importants pour la santé. Une sécrétion excessive
d’hormone de croissance pendant l’enfance provoque le
gigantisme, état dans lequel une personne devient
anormalement grande. Après la puberté, une fois la croissance
linéaire arrêtée, une sécrétion excessive d’hormone de
croissance provoque une acromégalie, une maladie défigurante
caractérisée par un élargissement des os, de l’arthrite, une
hypertrophie des organes et des anomalies métaboliques. Il
s’agit d’un risque potentiel pour les athlètes qui utilisent l’HGH
comme aide ergogène. De plus, ces effets secondaires peuvent
signaler que l’athlète utilise ce médicament. Dans les études
cliniques chez les adultes déficients en hormone de croissance,
les effets secondaires semblent être minimes, même jusqu’à
deux ans de thérapie de remplacement. Cependant, les athlètes
qui utilisent l’HGH utilisent généralement des doses qui
dépassent de loin les doses communément administrées dans
le traitement de remplacement. Ainsi, il ne faut pas considérer
l’utilisation de fortes doses d’HGH comme étant sans risque,
tout particulièrement pour les sportifs qui pourront connaître des
effets indésirables. Les effets secondaires indésirables de l’abus
de l’HGH sont le diabète chez les personnes sensibles, une
dysfonction cardiovasculaire, des douleurs musculaires,
articulaires et osseuses, de l’hypertension, une croissance
anormale des organes et une arthrose accélérée.
Bien que l’hormone de croissance utilisée comme
thérapie de remplacement pour les personnes
souffrant d’un déficit en hormone de croissance ou en
IGF-I puisse être efficace et avoir des conséquences
néfastes minimes, les doses qui sont probablement
utilisées par les athlètes peuvent induire un risque
significatif d’acromégalie.
ÉRYTHROPOÏÉTINE (EPO)
L’un des facteurs limitant les performances d’endurance est la
capacité de l’athlète à fournir de l’oxygène au muscle
squelettique contractant. Au fil des ans, plusieurs méthodes ont
été développées pour augmenter la capacité du corps à fournir
de l’oxygène. Certaines méthodes comprennent de nouveaux
programmes d’entraînement qui peuvent naturellement
augmenter les niveaux de globules rouges et d’hémoglobine
(entraînement en altitude), tandis que d’autres méthodes
impliquent des moyens synthétiques pour élever la capacité de
transport d’oxygène du sang (dopage sanguin). Le dopage
sanguin augmente la masse des globules rouges et est
généralement effectué en utilisant des transfusions sanguines
ou en prenant une hormone appelée « érythropoïétine ». Il
existe deux formes de dopage sanguin par transfusion
sanguine : autologue et homologue. Le dopage sanguin
autologue est la transfusion de son propre sang, qui a été
conservé (réfrigéré ou congelé) jusqu’à ce qu’il soit utilisé. Le
dopage sanguin homologue est la transfusion de sang prélevé
sur une autre personne du même groupe sanguin. Depuis la fin
des années 1980, le dopage sanguin par transfusion sanguine
autologue a pris le pas sur la méthode la plus populaire,
l’administration d’érythropoïétine humaine recombinante.
L’érythropoïétine (EPO) est produite dans les reins et stimule la
production de nouveaux globules rouges. C’est également une
hormone protéique qui peut être produite par des techniques
d’ADN recombinant qui ont été largement utilisées chez les
athlètes. L’utilisation d’érythropoïétine était l’une des méthodes
de dopage que Lance Armstrong a admis avoir utilisé au cours
de sa carrière de cycliste. Le niveau d’EPO dans le sang
augmente en réponse à un exercice d’endurance aérobie
chronique. Dans certains types d’anémie, en particulier chez les
patients souffrant de reins ayant une production insuffisante
d’EPO, l’EPO humaine recombinante peut améliorer la qualité
de vie de l’individu.
※ EFFICACITÉ
Les injections d’EPO sont généralement associées à des
élévations à la fois de l’hématocrite et de l’hémoglobine.
Lorsque l’EPO a été administrée à des hommes pendant six
semaines de traitement, les taux d’hématocrite sont passés de
44,5 % à 50 %, les concentrations d’hémoglobine ont augmenté
de 10 %, la capacité aérobie a augmenté entre 6 et 8 %, et le
délai d’épuisement s’est amélioré jusqu’à 17 %. La capacité
accrue de transport d’oxygène du sang fait de l’EPO une aide
ergogène efficace pour l’athlète d’endurance aérobie.
※ EFFETS INDÉSIRABLES
Bien que l’utilisation de l’EPO sous surveillance médicale offre
des avantages thérapeutiques dans le traitement de l’anémie
liée à une maladie rénale, sa mauvaise utilisation peut entraîner
de graves risques pour la santé des athlètes qui utilisent cette
substance simplement pour gagner un avantage concurrentiel.
L’augmentation de l’hématocrite résultant de l’injection d’EPO
présente un risque sanitaire important. L’augmentation du
nombre de globules rouges accroît la viscosité du sang
(épaississement du sang). Cela pose plusieurs problèmes,
notamment un risque accru de coagulation sanguine, une
élévation de la pression artérielle systolique, un accident
vasculaire cérébral et une embolie cérébrale ou pulmonaire.
Pendant les épreuves d’endurance aérobie, le problème
supplémentaire de déshydratation pourrait aggraver les risques
cardiovasculaires en éliminant toute marge de sécurité dans
l’équilibre entre les avantages de performance d’une
augmentation artificielle de l’hématocrite et les diminutions
d’une augmentation de la viscosité du sang. La mort d’un
certain nombre de cyclistes professionnels est liée à
l’administration d’EPO. Le principal risque associé à l’EPO est
son manque de prévisibilité par rapport à la perfusion de
globules rouges. Une fois l’EPO injectée dans le corps, le
stimulus pour la production de globules rouges n’est plus sous
contrôle. Par conséquent, les athlètes d’endurance aérobie
devraient éviter ce médicament en raison du risque
cardiovasculaire important associé à son administration,
pouvant entraîner la mort.
AGONISTES BÊTA-ADRÉNERGIQUES
Les agonistes synthétiques bêta-adrénergiques, ou « bêtaagonistes », sont des substances chimiquement liées à
l’épinéphrine, hormone produite dans la médullo-surrénale qui
régule les effets physiologiques, tels que la lipolyse
(dégradation des graisses) et la thermogenèse (augmentation
des dépenses énergétiques entraînant la production de
chaleur). Les β-agonistes ont été initialement développés pour
le traitement de l’asthme et d’autres maladies potentiellement
mortelles. Certains de ces composés se sont avérés avoir des
effets spécifiques sur la composition corporelle, tels que
l’augmentation de la masse maigre et la diminution des graisses
stockées. C’est pour cette raison que ces médicaments sont
parfois appelés « agents de partage ». L’un des bêta-agonistes
les plus populaires utilisés par les athlètes est le clenbutérol.
※ EFFICACITÉ
Le clenbutérol est un bronchodilatateur largement utilisé pour
inverser la restriction bronchique dans de nombreuses régions
du monde. Les athlètes utilisent le clenbutérol comme aide
ergogène pour augmenter le tissu musculaire maigre et réduire
la graisse sous-cutanée. Les données sur l’efficacité du
clenbutérol ont généralement été fondées non pas sur des
athlètes en bonne santé, mais plutôt sur des sujets souffrant
d’insuffisance cardiaque, des patients souffrant de troubles
musculaires et sur des animaux. Bien que les études chez
l’homme soient limitées, plusieurs résultats ont indiqué un
potentiel ergogène des bêta-agonistes pour l’amélioration de la
force. Les athlètes utilisent généralement le clenbutérol à des
doses deux fois supérieures aux quantités recommandées
administrées à des fins cliniques, de manière cyclique (trois
semaines en alternance avec trois semaines de repos, avec un
cycle de deux jours avec et deux jours sans pendant la semaine
« active »). On pense que ce régime cyclique évite une
régulation négative du bêta-récepteur.
※ EFFETS INDÉSIRABLES
Les athlètes consomment du clenbutérol sous forme de
capsules, contrairement à la voie d’inhalation qui est souvent
utilisée pour soulager la constriction bronchique. Bien qu’un
certain nombre d’effets secondaires potentiels aient été
suggérés (tachycardie transitoire, hyperthermie, tremblements,
vertiges, palpitations et insomnie), les événements réels
documentés sont assez limités. De plus, la rareté des données
sur le potentiel ergogène du clenbutérol chez l’homme rend
difficile la détermination de son efficacité.
BÊTA-BLOQUANTS
Les bêta-bloquants sont une classe de médicaments qui
bloquent les récepteurs bêta-adrénergiques, empêchant les
catécholamines (norépinéphrine et épinéphrine) de se lier. Les
bêta-bloquants sont généralement prescrits par les cardiologues
pour le traitement d’une grande variété de maladies
cardiovasculaires, y compris l’hypertension. L’avantage
ergogène de ces médicaments peut résider dans leur capacité à
réduire l’anxiété et les tremblements pendant la performance.
Ainsi, les athlètes qui dépendent de mouvements stables et
contrôlés pendant la performance (archers, tireurs d’élite)
semblent tirer avantage de ces médicaments. De plus, les bêtabloquants peuvent améliorer les adaptations physiologiques de
l’entraînement à l’endurance aérobie en provoquant une
régulation à la hausse des bêta-récepteurs. Si cela est vrai, cela
entraînerait une réponse exagérée à la décharge sympathique
lors d’un exercice intense à la fin de la supplémentation.
※ EFFICACITÉ
Plusieurs études ont montré que les bêta-bloquants peuvent
améliorer la précision au tir lent et rapide. De plus, la dose prise
semble avoir des effets significatifs sur l’ampleur de
l’amélioration. Parmi les tireurs qui ont pris des bêta-bloquants
en deux doses différentes (40 et 80 mg d’oxprénolol), le groupe
ayant pris la dose la plus élevée a tiré avec une plus grande
précision. Dans certains sports, cependant, un certain degré
d’anxiété peut être important. Tesch a rapporté que les joueurs
de bowling dont les performances ont été améliorées avec
l’oxprénolol avaient des fréquences cardiaques significativement
plus élevées avant, pendant et après la compétition que les
sujets dont les performances ne se sont pas améliorées
pendant les bêta-bloquants.
※ EFFETS INDÉSIRABLES
Les bêta-bloquants peuvent également avoir un effet ergolytique
(réduire les performances). Des études ont montré que les bêtabloquants altèrent la réponse cardiovasculaire à l’exercice en
réduisant la fréquence cardiaque maximale, la consommation
d’oxygène et les performances de course sur 10 km. De plus,
les bêta-bloquants sont associés à un taux accru d’effort perçu.
Les risques associés à ces médicaments comprennent le
bronchospasme, l’insuffisance cardiaque, une hypoglycémie
prolongée, une bradycardie, un bloc cardiaque et une
claudication intermittente.
COMPLÉMENTS ALIMENTAIRES
L’industrie des suppléments sportifs dans le monde continue de
croître, le marché mondial de la nutrition sportive étant évalué à
20,7 milliards de dollars américains en 2012 et estimé à plus de
37 milliards de dollars américains en 2019. Certaines sociétés
de nutrition sportive font des allégations non fondées
concernant l’efficacité de leurs produits. Parfois, des entreprises
sans scrupule ont sciemment placé dans leurs produits des
substances similaires à celles interdites pour améliorer leurs
effets. En conséquence, une grande confusion a été semée
parmi les athlètes concernant les suppléments appropriés et
l’éthique des entreprises. Ce paragraphe décrit les
compléments alimentaires couramment utilisés par les athlètes
et présente un examen scientifique de leur efficacité.
ACIDES AMINÉS ESSENTIELS, ACIDES AMINÉS
À CHAÎNE RAMIFIÉE
Les acides aminés essentiels (AAE) ne sont pas produits dans
le corps et doivent être obtenus par l’alimentation. Les acides
aminés essentiels comprennent l’isoleucine, la leucine, la valine,
la lysine, la méthionine, la phénylalanine, la thréonine et le
tryptophane. Des niveaux élevés d’AAE peuvent être trouvés
dans un certain nombre de protéines d’origine animale ou sous
forme de suppléments vendus en vente libre. La leucine peut
également être trouvée dans des plantes telles que les épinards
et le brocoli, mais la quantité de leucine y est minime par
rapport à celle des sources d’origine animale.
※ EFFICACITÉ
Les scientifiques ont pu délimiter certaines catégories d’acides
aminés ainsi que des acides aminés individuels et leur rôle dans
la stimulation de la synthèse des protéines musculaires. Par
exemple, Tipton et ses collègues ont rapporté que les acides
aminés non essentiels n’étaient pas nécessaires pour stimuler
la synthèse des protéines musculaires. Au contraire, seule la
présence d’AAE est nécessaire. Dans cette recherche, six
adultes (trois hommes et trois femmes) en bonne santé ont
participé à un exercice de résistance (huit séries de huit
répétitions à 80 % de 1RM) et ont ensuite consommé 40 g
d’acides aminés mixtes (composés à la fois d’acides aminés
essentiels et non essentiels), 40 g d’AAE ou un placebo. Bien
que les acides aminés mixtes et les AAE aient induit une
réponse anabolique qui était significativement plus importante
qu’avec le traitement placebo, il n’y avait pas de différence entre
les traitements aux acides aminés. Puisqu’il n’y avait aucune
différence, il a été conclu que les acides aminés non essentiels
ne sont pas nécessaires pour stimuler la synthèse des protéines
musculaires. Dans une autre étude, utilisant le même protocole
(mais avec seulement 6 g d’AAE et 35 g de sucre), Rasmussen
et ses collègues ont démontré une pulsion anabolique –
construction de nouveaux tissus musculaires – significativement
plus grande avec le supplément d’AAE (lorsqu’il est administré
peu de temps après l’exercice de résistance) par rapport au
placebo.
Par la suite, Tipton et ses collègues ont examiné les effets de la
consommation de 6 g d’AAE plus 36 g de sucre, avant ou après
l’entraînement en musculation, sur le métabolisme des
protéines musculaires. Ils ont rapporté que lorsque les AAE et le
sucre étaient consommés trente minutes avant l’entraînement,
la réponse anabolique aiguë (trois heures après l’exercice) était
158 % plus élevée que lorsque les AAE et le supplément de
sucre étaient consommés après l’entraînement. À la suite de
ces résultats significatifs, Tipton, Rasmussen et leurs collègues
respectifs ont émis l’hypothèse qu’une personne qui a
consommé des AAE avant ou après (ou avant et après) chaque
séance d’entraînement de musculation durant une période de
quelques semaines éprouverait des changements de masse
musculaire plus importants qu’avec l’entraînement seul. Il est
important de noter que, bien que les acides aminés non
essentiels ne soient pas nécessaires pour stimuler la synthèse
des protéines musculaires, cela ne signifie pas qu’ils ne sont
pas importants pour maximiser les adaptations d’entraînement
chez l’athlète. Les acides aminés conditionnellement essentiels
et non essentiels servent de substrats qui sont incorporés dans
les protéines musculaires nouvellement formées, et ils séparent
également la conversion de ces acides aminés de celle des
acides essentiels , augmentant ainsi efficacement les niveaux
d’AAE.
Des travaux antérieurs sur des animaux ont en outre identifié
que sur les huit AAE, ce sont les acides aminés à chaîne
ramifiée (AACR) – isoleucine, leucine et valine – qui sont
responsables de l’augmentation de la synthèse des protéines
musculaires. Parmi les AACR, il apparaît que la leucine est
l’acide aminé clé pour stimuler la synthèse des protéines
musculaires via la voie Akt/cible fonctionnelle de la rapamycine
(mTOR, pour Mechanistic Target of Rapamycin en anglais)
(figure 11.3). Norton et ses collègues ont démontré chez des
rongeurs qu’il existe un seuil de leucines pour stimuler la
synthèse des protéines musculaires. Sur la base de cette
recherche pionnière, de nombreux chercheurs en nutrition
croient maintenant que la teneur en leucines dans un apport
protéique donné est le facteur limitant en termes de
maximisation de la synthèse des protéines musculaires dans la
capacité du muscle squelettique, plutôt que simplement la
quantité totale de protéines ingérées. Pour soutenir cette théorie
de l’importance du contenu d’un repas protéiné, Pasiakos et ses
collègues ont rapporté qu’une boisson d’AAE enrichie en
leucines entraînait une élévation significative de la synthèse des
protéines musculaires par rapport à une boisson d’AAE normale
contenant de la leucine. Dans cette étude, des hommes
entraînés ont ingéré deux types de boissons d’AAE de 10 g au
cours d’un exercice de cyclisme, l’une contenant 3,5 g de
leucine (46 mg/kg de masse corporelle) et l’autre contenant 1,87
g de leucine (environ 25 mg/ kg de masse corporelle). Après la
séance d’exercice (pendant une période d’évaluation de trois
heures), la synthèse des protéines musculaires était 33 % plus
élevée dans la boisson d’AAE enrichie en leucines.
L’importance de l’apport de la leucine et son rôle dans la
réponse
anabolique
du
muscle
squelettique
après
l’entraînement de musculation sont un sujet populaire dans la
recherche en nutrition sportive aujourd’hui.
※ EFFETS INDÉSIRABLES
Aucun rapport (ni étude scientifique) connu n’a étudié les effets
indésirables de la supplémentation en acides aminés à chaîne
ramifiée ou en AAE.
La leucine, un acide aminé à chaîne ramifiée, est un
régulateur clé pour stimuler la synthèse des protéines
musculaires. La leucine active directement la voie Akt/
mTOR dans le muscle squelettique, qui est une voie
clé dans la synthèse des protéines du muscle
squelettique.
ARGININE
L’arginine est un acide aminé conditionnellement essentiel, qui
joue un rôle crucial dans la nutrition et le métabolisme.
L’arginine est nécessaire à la synthèse des protéines et de la
créatine, et son métabolisme entraîne la production d’oxyde
nitrique. Les effets souvent attribués à la supplémentation en
arginine sont sa capacité à élever les niveaux d’oxyde nitrique,
à augmenter le flux sanguin musculaire et à améliorer les
performances physiques. Chacune de ces affirmations
s’adresse aux athlètes ou aux individus physiquement actifs, car
ce sont tous des résultats qui seraient bénéfiques pour
améliorer les performances sportives ou maximiser les
adaptations d’entraînement. Malheureusement, il existe très peu
de preuves scientifiques à l’appui de ces allégations concernant
la supplémentation en arginine dans les populations dont ces
résultats pourraient bénéficier.
※ EFFICACITÉ
La supplémentation orale en arginine est le plus souvent
commercialisée pour son potentiel à augmenter les niveaux
d’oxyde nitrique. L’oxyde nitrique possède de nombreux rôles
physiologiques dans le corps humain, mais ses effets sur la
vasodilatation (élargissement des vaisseaux sanguins) le
rendent particulièrement important pendant l’exercice. Pendant
l’exercice, les niveaux d’oxyde nitrique sont naturellement
augmentés afin que plus de sang puisse circuler dans les
artères et les artérioles dans le but de fournir de l’oxygène et
des substrats de carburant aux muscles squelettiques actifs.
Bien que l’oxyde nitrique soit essentiel pour la vasodilatation, la
grande majorité de la littérature scientifique ne soutient pas
l’affirmation selon laquelle la supplémentation orale en arginine
augmente la production d’oxyde nitrique à des niveaux
supérieurs aux effets de l’exercice seul chez des individus en
bonne santé. Contrairement aux personnes en bonne santé, les
personnes présentant des facteurs de risque de maladie
cardiovasculaire ou atteintes de diabète peuvent bénéficier
d’une augmentation de la production d’oxyde nitrique résultant
de la supplémentation orale en arginine.
Un résultat naturel de la production d’oxyde nitrique est une
augmentation du flux sanguin musculaire. Par conséquent,
l’augmentation du flux sanguin musculaire est également une
affirmation populaire concernant l’efficacité de l’arginine. Malgré
la perception courante parmi les athlètes et les consommateurs
de compléments alimentaires que la supplémentation en
arginine augmente le flux sanguin musculaire, presque toutes
les recherches scientifiques dans ce domaine s’accordent à dire
que le flux sanguin musculaire n’est pas augmenté chez les
individus en bonne santé après la supplémentation en arginine.
Il a également été avancé que la supplémentation orale en
arginine améliore les performances lors d’exercices
d’endurance. Cependant, dans les recherches sur l’efficacité de
l’arginine chez des personnes en bonne santé, il a été signalé
que le délai jusqu’à l’épuisement, l’endurance musculaire locale
et les performances anaérobies intermittentes n’étaient pas
améliorés grâce à la supplémentation. En raison de son
incapacité à augmenter la production d’oxyde nitrique, à
améliorer la circulation sanguine musculaire ou à améliorer
plusieurs modes d’exercice d’endurance, la supplémentation
orale en arginine n’est pas recommandée pour les athlètes en
bonne santé.
※ EFFETS INDÉSIRABLES
La majorité des recherches scientifiques dans lesquelles de
l’arginine a été administrée aux participants pour améliorer les
performances de l’exercice ont utilisé une dose de 6 g. Bien que
cette dose d’arginine n’ait pas été efficace pour améliorer les
performances d’endurance, cette quantité était bien tolérée et
ne présentait aucun effet secondaire indésirable. La
supplémentation orale à des doses allant jusqu’à 13 g est
généralement bien tolérée. Les effets indésirables les plus
courants à des doses plus élevées (13 à 30 g) comprennent une
détresse gastro-intestinale pouvant inclure des nausées, des
crampes abdominales et de la diarrhée.
En raison de son incapacité à augmenter la production
d’oxyde nitrique, à améliorer la circulation sanguine
musculaire ou à améliorer les performances des
exercices d’endurance, la supplémentation orale en
arginine n’est pas recommandée pour les athlètes en
bonne santé.
BÊTA-HYDROXY-BÊTA-MÉTHYLBUTYRATE
Le bêta-hydroxy-bêta-méthylbutyrate (BHM) est un dérivé de la
leucine et de son métabolite l’acide alpha-cétoisocaproïque. Les
preuves montrent que le BHM stimule la synthèse des protéines
et diminue la dégradation des protéines en inhibant la voie
ubiquitine/protéasome. En raison du rôle du BHM dans la
régulation de la dégradation des protéines, il peut être un
complément efficace pour minimiser les pertes de masse
musculaire maigre dans les situations qui favorisent un état
catabolique. La prise de bêta-hydroxy-bêta-méthylbutyrate n’est
actuellement ni interdite ni restreinte par les organisations
sportives.
※ EFFICACITÉ
La première étude qui a mis en évidence le potentiel anticatabolique du BHM a été menée par Nissen et ses collègues.
Dans cette étude, des sujets non entraînés ont ingéré l’un des
trois niveaux de BHM (0, 1,5 ou 3 g par jour) et deux niveaux de
protéines (117 ou 175 g par jour) et se sont entraînés en
musculation trois jours par semaine pendant trois semaines.
Pour mesurer la dégradation des protéines myofibrillaires, les
niveaux de 3-méthyl-histidine urinaire ont été évalués (des
niveaux plus élevés de 3-méthyl-histidine urinaire signifient que
davantage de protéines musculaires sont catabolisées ou
décomposées). Après la première semaine du protocole
d’entraînement en musculation, la 3-méthyl-histidine urinaire a
été augmentée de 94 % dans le groupe témoin et de 85 % et
50 % chez les individus ingérant respectivement 1,5 et 3 g de
HMB par jour. Au cours de la deuxième semaine de l’étude, les
niveaux étaient toujours élevés, de 27 % dans le groupe témoin
mais étaient de 4 % et 15 % inférieurs aux niveaux basaux pour
les groupes de 1,5 et 3 g de BHM par jour. À la fin de la
troisième semaine d’entraînement en résistance, les taux
n’étaient plus significativement différents entre les groupes.
La recherche dans d’autres environnements inducteurs
cataboliques a également démontré l’efficacité de la
supplémentation en BHM. Par exemple, lorsque des personnes
âgées ont été confinées au repos complet (un état catabolique)
pendant dix jours, il a été rapporté que les sujets qui ont ingéré
3 g de BHM par jour ont perdu beaucoup moins de masse
maigre (seulement 0,17 kg) par rapport aux sujets qui avaient
bénéficié d’un placebo (perte de 2,05 kg). D’autres résultats de
recherche sont en accord avec ces observations et ont montré
que le BHM exerce un effet anticatabolique et supprime les
dommages musculaires.
Chez des individus non entraînés qui ont entamé un programme
de musculation d’une durée de quatre à huit semaines, il a été
démontré que le BHM améliore considérablement la force et la
masse maigre par rapport à un placebo. Les dommages
musculaires et la douleur qui résultent de l’entraînement en
musculation sont plus prévisibles chez ceux qui ont peu
d’expérience en entraînement que chez les individus qui ont
pratiqué la musculation pendant de plus longues périodes. Étant
donné la capacité du BHM à supprimer les dommages
musculaires et la dégradation des protéines musculaires, il n’est
pas surprenant que le BHM soit efficace pour les personnes qui
commencent un nouveau programme d’entraînement.
Les effets ergogènes du BHM chez les individus entraînés sont
moins concluants. Les études utilisant des athlètes entraînés en
résistance ou en compétition n’ont pas pu reproduire les
résultats observés dans une population formée à des fins
récréatives utilisant des schémas de supplémentation similaires.
Cependant, de nombreuses études examinant les effets du
BHM sur la force et la masse corporelle maigre chez des
individus entraînés étaient de courte durée (moins de cinq
semaines) et ne comportaient pas un programme
d’entraînement périodique et de haute intensité. Pour que le
BHM soit efficace, il peut être essentiel de fournir de nouveaux
stimuli aux individus pour induire des dommages musculaires
ou stimuler une dégradation élevée des protéines.
La recherche suggère que les personnes entraînées ayant reçu
pour instruction de ne pas modifier leurs programmes ne
bénéficient pas du BHM. Dans une enquête récente, il a été
signalé que des hommes hautement entraînés en musculation
subissant un programme d’entraînement de résistance périodisé
et ingérant du BHM supplémentaire ont réalisé des
améliorations significatives de la force totale et de la masse
maigre par rapport à un groupe placebo qui a participé à un
programme d’entraînement identique. D’autres recherches qui
ont fourni un stimulus d’entraînement adéquat chez des
individus entraînés ont également signalé une augmentation de
la force maximale et de la masse maigre par rapport aux
traitements placebo.
※ EFFETS INDÉSIRABLES
La durée, la posologie et le moment de la supplémentation en
BHM ont considérablement varié dans la littérature scientifique.
Dans presque toutes les enquêtes publiées sur la
supplémentation en BHM, 3 à 6 g par jour ont été ingérés. Une
quantité de trois grammes par jour (souvent divisés en plusieurs
doses) est la posologie la plus couramment utilisée dans les
études publiées. La majorité des études sur le BHM ont utilisé le
sel de calcium du BHM-Ca. Récemment, une autre forme de
BHM, l’acide sans BHM, a également été étudiée. La sécurité
de la supplémentation en BHM a été largement étudiée et à ce
jour, et il existe un consensus sur le fait que le BHM ne présente
aucun effet indésirable connu.
Le bêta-hydroxy-bêta-méthylbutyrate est plus efficace
lorsqu’un stimulus d’entraînement adéquat est fourni.
Pour les personnes non entraînées, cela ne nécessite
probablement pas un entraînement à haut volume.
Pour les personnes entraînées, un programme
d’entraînement en musculation à haute intensité et à
volume élevé est probablement nécessaire pour que
des bénéfices soient réalisés avec la supplémentation
en BHM.
TAMPONS MUSCULAIRES NUTRITIONNELS
Au cours d’un exercice anaérobie de haute intensité, une
accumulation significative d’ions hydrogène (H+) est couplée à
une réduction du pH dans le muscle squelettique et il a été
démontré qu’elle affecte négativement les performances. La
capacité de réguler la concentration d’ions H+ dans le muscle
squelettique au cours d’un exercice de haute intensité a été
appelée « capacité d’amortissement musculaire » (CAM). Il
existe une forte relation positive entre la CAM et la performance
(capacité de sprint répété, capacité d’exercice à haute intensité,
seuil anaérobie et volume d’entraînement). En fait, les
chercheurs ont démontré une relation positive entre la
performance physique et la CAM chez les athlètes qui
participent à des sports comme le basket-ball, le football, le
hockey, le cyclisme, l’aviron, le triathlon et le sprint. En théorie,
l’amélioration de la CAM par l’entraînement ou des moyens
nutritionnels (bêta-alanine, bicarbonate de sodium ou citrate)
améliorerait les performances dans les sports et les activités qui
pourraient être limitées par l’accumulation de H+. Par
conséquent, un bref examen de la bêta-alanine, du bicarbonate
de sodium et du citrate de sodium et leurs effets sur la
performance physique à haute intensité suivent.
※ BÊTA-ALANINE
La bêta-alanine est un acide aminé non essentiel qui est
courant dans de nombreux aliments que nous mangeons,
comme le poulet. En soi, la bêta-alanine a des propriétés
ergogènes limitées. Cependant, dans les cellules musculaires,
c’est le substrat limitant la vitesse de synthèse de la carnosine.
Harris et ses collègues ont rapporté que quatre semaines de
supplémentation en bêta-alanine (4 à 6 g/ jour) ont entraîné une
augmentation moyenne de 64 % des concentrations de bêtaalanine dans les muscles squelettiques. Chez l’homme, la
carnosine se trouve principalement dans les muscles
squelettiques à contraction rapide (type II) et on estime qu’elle
contribue jusqu’à 40 % de la CAM squelettique de H+ produit au
cours d’un exercice anaérobie intense, encourageant ainsi une
baisse du pH. Théoriquement, l’augmentation des niveaux de
carnosine des muscles squelettiques – grâce à un entraînement
chronique ou à une supplémentation en bêta-alanine (ou les
deux) – améliorerait la CAM et très probablement les
performances anaérobies. Fait intéressant, les concentrations
de carnosine chez les athlètes tels que les sprinters et les
culturistes semblent être considérablement plus élevées que
celles des marathoniens, des personnes non entraînées et des
personnes âgées.
Suzuki et ses collègues ont examiné la relation entre les
niveaux de carnosine des muscles squelettiques et les
performances physiques à haute intensité chez des cyclistes
entraînés. Les auteurs ont signalé une relation significative et
positive entre la concentration de carnosine et la puissance
moyenne dans un sprint maximal de trente secondes sur un
vélo ergomètre. Cette constatation a soutenu la théorie selon
laquelle les niveaux de carnosine des muscles squelettiques ont
une corrélation positive avec la performance anaérobie en
raison de la relation entre la carnosine et la CAM.
▷ EFFICACITÉ
La bêta-alanine a été étudiée pour ses effets sur la force, la
puissance aérobie et les exercices à court terme de haute
intensité entrecoupés de courts intervalles de récupération.
Contrairement à la créatine, la bêta-alanine ne semble pas
améliorer la force maximale. De même, la puissance aérobie ne
semble pas être améliorée avec la supplémentation en bêtaalanine. Même si la puissance aérobie n’est pas améliorée, les
données à l’appui indiquent que le seuil anaérobie est amélioré
avec la supplémentation en bêta-alanine. En pratique,
l’amélioration du seuil anaérobie (tel que mesuré par les seuils
de lactate et ventilatoire) signifie que les activités d’endurance
peuvent être effectuées à des intensités relativement plus
élevées pendant des périodes plus longues. Hill et ses
collègues ont examiné l’effet de la supplémentation en bêtaalanine sur les niveaux de carnosine musculaire et la
performance physique chez des sujets non entraînés. Dans une
étude en double aveugle, vingt-cinq sujets de sexe masculin
(19-31 ans) ont reçu 4,0 g de bêta-alanine ou un placebo de
sucre pendant la première semaine, puis jusqu’à 6,4 g pendant
neuf semaines supplémentaires. Les niveaux de carnosine
musculaire (via la biopsie musculaire) et le travail total effectué
(en kilojoules) ont été mesurés aux semaines 0, 4 et 10 pendant
le cycle jusqu’à l’épuisement à la puissance maximale établie à
partir d’un test ergométrique de cycle d’exercice gradué. Les
niveaux moyens de carnosine ont augmenté de 58 % à la
semaine 4 et de 15 % supplémentaires à la semaine 10. De
plus, des augmentations de 13 et 16 % du travail total effectué
pendant l’ergométrie du cycle ont respectivement été observées
aux semaines 4 et 10.
Dans une revue complète résumant les effets de la
supplémentation en bêta-alanine sur les performances à haute
intensité, Artioli et ses collègues ont déclaré que l’ingestion de
bêta-alanine est capable d’améliorer les performances lors
d’exercices
entraînant
un
environnement
acidotique
intramusculaire extrême, tel que plusieurs séances d’exercices
de haute intensité d’une durée de plus de soixante secondes,
ainsi que des séances individuelles entreprises lorsque la
fatigue est déjà présente. Il est peu probable que les exercices
de haute intensité effectués avec un niveau d’acidose plus faible
bénéficient d’une supplémentation en bêta-alanine.
▷ EFFETS INDÉSIRABLES
Dans les études publiées, l’ingestion de bêta-alanine a varié de
2,4 à 6,4 g par jour. Dans de nombreux essais sur la bêtaalanine, la quantité quotidienne totale d’ingestion de bêtaalanine a été divisée en deux à quatre doses plus petites. La
raison des stratégies de dosage plus petites est de prévenir le
seul effet indésirable signalé de la supplémentation en bêtaalanine, qui est le symptôme de la paresthésie (picotements,
piqûres ou engourdissement de la peau). Les symptômes de la
paresthésie sont déclenchés par une dose unique élevée et
aiguë et disparaissent environ une heure après l’ingestion.
※ BICARBONATE DE SODIUM
Le bicarbonate de sodium est un antiacide (agent alcalinisant),
ce qui signifie qu’il contrebalance ou neutralise l’acide (pH bas).
Le bicarbonate de sodium est naturellement formé dans le corps
et se trouve également dans le bicarbonate de soude. Il a été
démontré qu’une supplémentation en bicarbonate de sodium
augmente le pH du sang. Une différence de pH est créée entre
l’intérieur et l’extérieur des cellules musculaires, ce qui
provoque un mouvement accéléré des ions H+ hors du muscle
contractant, aidant à réguler le pH intramusculaire. Il a été
démontré que la supplémentation en bicarbonate de sodium
améliore la capacité d’amortissement musculaire (CAM) et, à
son tour, les performances d’exercice à haute intensité.
▷ EFFICACITÉ
La plupart des recherches sur l’efficacité du bicarbonate de
sodium pour améliorer les performances sportives se sont
concentrées sur de courtes périodes d’exercice de haute
intensité, d’une durée allant de soixante secondes à six
minutes. Mc Naughton et ses collègues, ainsi que Coombes et
Mc Naughton ont démontré une amélioration de la capacité
totale de travail, de la puissance de pointe, du couple de pointe
et de force de la supplémentation aiguë en bicarbonate de
sodium chez les hommes et les femmes. Récemment, Hobson
et ses collègues ont examiné les effets de l’ingestion de
bicarbonate de sodium au cours d’un contre-la-montre de 2000
m sur un ergomètre (aviron) chez des rameurs masculins
expérimentés. Les rameurs ont pris des compléments avant
l’exercice contenant 0,3 g/kg de masse corporelle de
bicarbonate de sodium ou un placebo. Le temps nécessaire
pour terminer les 2000 m et le temps pris pour chaque tranche
de 500 m ont été enregistrés. Bien qu’il n’y ait eu aucune
différence significative dans le contre-la-montre global de 2000
m, le bicarbonate de sodium a entraîné des améliorations
significatives dans les troisième et dernier intervalles de 500 m.
Certaines investigations, mais pas toutes, ont rapporté des
améliorations similaires dans l’exercice à haute intensité après
une supplémentation en bicarbonate de sodium de masse
corporelle de 0,3 g/kg. Le moment de l’ingestion de bicarbonate
de sodium utilisé dans de nombreuses recherches scientifiques
est généralement de soixante à quatre-vingt-dix minutes avant
la fin de l’exercice.
▷ EFFETS INDÉSIRABLES
Il semble qu’une dose de 0,3 g/kg de masse corporelle (136
mg/livre de masse corporelle) de bicarbonate de sodium ingérée
environ soixante à quatre-vingt-dix minutes avant l’activité
améliore la performance d’exercice de courte durée et de haute
intensité. Des doses supérieures à cette quantité ont été
associées à des effets secondaires désagréables, tels que
diarrhées, des crampes, des nausées et des vomissements. Il a
été démontré qu’une dose plus tolérable (0,2 g/kg de poids de
corps) réduit ces effets secondaires. Cependant, la recherche a
révélé que cette dose n’améliore pas la performance physique.
Il semble qu’une dose minimale de bicarbonate de sodium de
0,3 g/kg de masse corporelle, soixante à quatre-vingt-dix
minutes avant l’exercice, soit nécessaire pour améliorer les
performances. En raison de la gravité des effets secondaires
(qui peuvent être ressentis par certains athlètes même lorsqu’ils
ingèrent 0,3 g/ kg de masse corporelle), de nombreux
scientifiques du sport recommandent aux athlètes d’essayer une
supplémentation en bicarbonate de sodium pendant la pratique
avant de l’utiliser comme aide de pré-compétition.
※ CITRATE DE SODIUM
Bien que le citrate de sodium ne soit pas réellement une base, il
peut augmenter le pH sanguin sans la détresse gastrointestinale que l’on observe couramment avec la
supplémentation en bicarbonate de sodium. On pense qu’une
fois dans le sang, le citrate de sodium se décompose en
bicarbonate, augmentant ainsi le pH extracellulaire. En
conséquence, le citrate de sodium aiderait à réguler le pH
intramusculaire pendant l’exercice à haute intensité par le
même mécanisme que le bicarbonate de sodium.
▷ EFFICACITÉ
Les données sont équivoques en termes d’efficacité du potentiel
ergogène du citrate de sodium lors d’exercices de courte durée
et de haute intensité, certaines enquêtes ne rapportant aucun
bénéfice et d’autres ayant observé un effet ergogène. Par
exemple, une dose de 200 mg par livre de poids de corps (0,44
g par kilogramme) administrée soixante à quatre-vingt-dix
minutes avant l’exercice a entraîné une amélioration
significative (environ 20 % supérieure) de l’endurance
musculaire des jambes lors des extensions isométriques
maximales du genou. Plus de recherches sont cependant
nécessaires avant que le citrate de sodium ne puisse être
recommandé avant un entraînement ou une compétition pour
l’amélioration des performances.
▷ EFFETS INDÉSIRABLES
Le citrate de sodium peut avoir des liens étroits avec la CAM et
a été utilisé sans l’inconfort gastro-intestinal typique
habituellement associé à l’ingestion de bicarbonate de sodium.
Même s’il apparaît que les effets néfastes de la supplémentation
en citrate de sodium sont inférieurs à ceux du bicarbonate de
sodium, l’ingestion de 0,4 à 0,6 g/kg de masse corporelle de
citrate de sodium peut provoquer une détresse gastrointestinale. La réponse gastro-intestinale semble varier selon les
individus, et les athlètes doivent donc tester individuellement la
supplémentation en citrate de sodium avant de l’utiliser en
compétition.
※ L-CARNITINE
La L-carnitine est synthétisée à partir des acides aminés lysine
et méthionine et est responsable du transport des acides gras
du cytosol vers les mitochondries pour être oxydé en énergie.
Le rôle de la carnitine dans l’oxydation des lipides a suscité un
intérêt pour son efficacité en tant que complément alimentaire,
principalement pour améliorer les performances physiques en
augmentant l’utilisation des graisses et en épargnant le glycol
musculaire. Cependant, les études examinant le rôle de la Lcarnitine en tant qu’aide ergogène pour augmenter l’oxydation
des lipides n’ont pas montré d’efficacité claire dans les modèles
humains ou chez le rat. Bien que Bacurau et ses collègues aient
montré une oxydation accrue des acides gras après trois
semaines de supplémentation en L-carnitine, ce qui a été
attribué à une plus grande teneur en carnitine dans le muscle, la
plupart des études n’ont pas pu démontrer des niveaux élevés
de carnitine musculaire après la supplémentation. Cela peut
être lié aux limites de la quantité de carnitine qui peut être
absorbée par une supplémentation orale, ou potentiellement liée
aux limites de la quantité de graisse qui peut être transportée
dans les mitochondries à travers le système de carnitine en
raison de régulateurs de rétroaction dans le muscle, comme le
malonyl-coenzyme A, qui est un produit du métabolisme.
※ EFFICACITÉ
Fait intéressant, plusieurs études ont suggéré que la L-carnitine
pourrait améliorer la récupération après l’exercice. Des
diminutions de la douleur, des dommages musculaires et des
marqueurs du stress métabolique, et une récupération
améliorée ont également été démontrées après un exercice de
résistance de haute intensité chez des individus non entraînés
ou entraînés en loisirs qui ont pris de la L-carnitine. Les
mécanismes qui ont été proposés impliquent l’amélioration de la
régulation du débit sanguin grâce à un effet vasodilatateur
amélioré qui réduit l’ampleur de l’hypoxie induite par l’exercice.
De plus, Kraemer et ses collègues ont indiqué que la
supplémentation en L-carnitine (2 g/jour pendant trois
semaines) régule positivement les récepteurs aux androgènes
et augmente les protéines de liaison à l’IGF qui préservent les
concentrations d’IGF-I. Ces adaptations endocriniennes du
supplément peuvent avoir un rôle important dans la
récupération améliorée observée après un exercice de haute
intensité.
※ EFFETS INDÉSIRABLES
Jusqu’à 3 g de supplémentation quotidienne en L-carnitine
(pendant trois semaines) semblent être bien tolérés chez des
volontaires sains, sans incident indésirable subjectif,
hématologique ou métabolique rapportés. Pourtant, comme
pour la plupart des suppléments, ces informations ne doivent
pas être extrapolées pour suggérer l’innocuité d’une plus grande
dose ou d’une utilisation pendant des périodes de
supplémentation prolongées.
CRÉATINE
La créatine est un composé organique azoté qui est
naturellement synthétisé dans le corps, principalement dans le
foie, et qui contribue à fournir de l’énergie à toutes les cellules
du corps. Il peut également être synthétisé en plus petites
quantités dans les reins et le pancréas. Les acides aminés
arginine, glycine et méthionine sont les précurseurs de la
synthèse de créatine dans ces organes. La créatine peut
également être obtenue auprès de sources alimentaires. On la
trouve en abondance relative dans la viande et le poisson.
Environ 98 % de la créatine est stockée dans le muscle
squelettique sous sa forme libre (40 %) ou sous sa forme
phosphorylée (60 %).
De plus petites quantités de créatine sont également stockées
dans le cœur, le cerveau et les testicules. La créatine est
transportée de son site de synthèse vers le muscle squelettique
via la circulation.
※ IMPORTANCE DE LA CRÉATINE POUR L’EXERCICE
La créatine, sous forme de créatine phosphate (CP, également
appelée « phosphocréatine », PCr), a un rôle essentiel dans le
métabolisme énergétique en tant que substrat pour la formation
d’adénosine triphosphate (ATP) en rephosphorylant l’adénosine
diphosphate (ADP), en particulier pendant un exercice de courte
durée et de haute intensité. La capacité de rephosphoryler
rapidement l’ADP dépend de l’enzyme créatine kinase et de la
disponibilité de créatine phosphate (CP) dans le muscle. À
mesure que les réserves de CP s’épuisent, la capacité
d’effectuer des exercices de haute intensité diminue. Dans les
sprints de courte durée (100 m), l’énergie pour alimenter
l’activité est principalement dérivée de l’hydrolyse de la CP.
Cependant, à mesure que la durée de l’exercice à haute
intensité augmente, la capacité de la CP à servir de source
d’énergie est considérablement réduite.
L’épuisement de la PC musculaire pendant l’exercice à haute
intensité est le principal mécanisme conduisant à la fatigue dans
de tels événements. Au cours d’un exercice maximal de six
secondes, les niveaux de CP dans le muscle sont réduits de 35
à 57 % par rapport aux niveaux de repos. Plus la durée de
l’exercice à haute intensité se rapproche de trente secondes,
plus les niveaux de PC dans le muscle sont encore réduits,
d’environ 64 % à 80 % par rapport aux niveaux de repos. Et lors
d’épisodes d’exercices répétés de haute intensité, les niveaux
de CP dans le muscle sont presque complètement épuisés. À
mesure que les concentrations musculaires de CP diminuent, la
capacité d’effectuer un exercice maximal diminue. Hirvonen et
ses collègues ont démontré que les temps de sprint étaient plus
lents car les concentrations de CP étaient réduites. Il va de soi
que si les concentrations musculaires de CP pouvaient être
maintenues, la capacité à soutenir un exercice de haute
intensité serait améliorée. C’est la base de la supplémentation
en créatine chez les athlètes.
※ SUPPLÉMENTATION EN CRÉATINE
Les rapports suggèrent que 37,2 % des athlètes universitaires
utilisent ou ont utilisé de la créatine pendant leur préparation à
la compétition. Cependant, la prévalence de son utilisation chez
les athlètes de force/puissance peut approcher plus de 80 %
dans certains sports. L’utilisation de créatine a également gagné
en popularité parmi les athlètes du secondaire, où 90 % des
athlètes ont recours à un supplément utilisent la créatine. En
raison de leur utilisation généralisée, les suppléments de
créatine sont l’aide ergogène la plus étudiée de l’histoire
récente. La supplémentation en créatin