exercice physique n de talancé. les fibres musculaires fibres de type i: 10 à 180 fibres par...

EXERCICE PHYSIQUE

N de Talancé

Les fibres musculaires Fibres de type I:

10 à 180 fibres par motoneurone Vitesse de conduction nerveuse lente Vitesse de contraction (ms):50 Capacité aérobie (oxydative) élevée Capacité anaérobie (glycolytique) faible Activités d’endurance :prolongées et d’intensité

modérée

Les fibres musculaires Fibres de type IIa:

300-800 fibres par motoneurone Vitesse de conduction nerveuse rapide Vitesse de contraction:50 ms Capacité aérobie modérée Capacité anaérobie élevée Force de contraction importante Exercices explosifs

Les fibres musculaires Fibres de type IIb:

300-800 fibres par motoneurone Vitesse de conduction nerveuse rapide Vitesse de contraction:110 ms Capacité aérobie faible Capacité anaérobie élevée Force de contraction importante Exercices d’intensité importante et de longue

durée

Les fibres musculaires Type de fibre et performance

Marathon:muscles jumeaux 93 à 99 % de fibres I

Sprint:muscles jumeaux 25% de fibre de type I

Type de contraction musculaire Concentrique:

Le muscle se raccourcit Contraction dynamique

Statique: La longueur du muscle ne varie pas Contraction isométrique

Excentrique: Le muscle s’allonge Contraction excentrique et dynamique

Métabolisme à l’exercice Adénosine triphosphate ATP Sources d’énergie

ATP Phospho-créatine Pcr Glycolyse anaérobie Glycolyse aérobie

Métabolisme à l’exercice Système ATP- Pcr

Anaérobie Alactique 1 mole de Pcr 1 mole ATP Premières secondes d’un exercice

musculaire intense (sprint)

Métabolisme à l’exercice Glycolyse anaérobie

Glycogène musculaire glucose 6 phosphate glucose

Formation d’acide pyruvique transformé en acide lactique qui est transformé en lactate

1 molécule de glycogène fourni 3 ATP 1 molécule de glucose 2 ATP

Métabolisme à l’exercice Glycolyse anaérobie:

Premières minutes d’un exercice intense L’acidification des fibres musculaires inhibe

la glycolyse anaérobie et le pouvoir contractile des fibres

Métabolisme à l’exercice Système oxydatif

Glycolyse aérobie glycogène glucose oxydation Production d’acide pyruvique transformé en

acétyl- Coenzyme A

Métabolisme à l’exercice Système oxydatif

Glycolyse aérobie Incorporation de l’acétyl-CoA dans le cycle de

Krebs qui est couplé à la chaîne de transport des électrons

Énergie libérée: Glycogène 39 ATP Glucose 38 ATP

Métabolisme à l’exercice Système oxydatif:

Oxydation des lipides oxydation des acides gras libres Cycle de krebs et la chaîne de transport des

électrons Production importante d’ATP:1 mole d’acide

palmitique produit 129 ATP Exercice prolongé et d’intensité modérée

Métabolisme énergétique Système oxydatif:

Métabolisme des protéines Acides aminés glucoformateurs transformés en

glycogène Catabolisme de certains acides aminés pour

former des protéines contractiles Utilisation très faible comme substrat

énergétique sauf si l’exercice est très intense et prolongé

Métabolisme énergétique Consommation d’oxygène: VO2

Augmentation progressive au début de l’exercice

État stable:proportionnelle au travail réalisé Consommation maximale

d’oxygène:VO2max:consommation d’O2 qui atteint son maximum même si la puissance de l’exercice augmente

Métabolisme énergétique Consommation d’oxygène: VO2

Consommation maximale d’oxygène: Sédentaire :20 à 35 ml/min/kg Modérément actif:

Homme:44 - 50 ml/min/kg Femme:38 - 42 ml:min/kg

Athlète: Homme:80 - 95 ml/min/kg Femme: 60 - 75 ml/min/kg

VO2max d ’athlètes olympiques

d ’après Saltin et Astrand, 1967

Métabolisme énergétique Consommation d’oxygène

1er minute:baisse rapide synthèse de l’ATP et de la Pcr

30 minutes:baisse lente,retour à la valeur de repos en une heure;resynthése du glycogène à partir de l’excès de lactate

Exercice exhaustif:consommation d’oxygène élevée durant plusieurs heures

Métabolisme énergétique Le quotient respiratoire:QR

Rapport entre le dioxyde de carbone relargué par l’organisme et l’oxygène consommé pour les dégradations métaboliques

Utilisation des lipides:QR compris entre 0,70 -0,8

Utilisation du glucose:QR =1 Exercices intenses:QR> 1

Adaptations cardiovasculaire Repos:

Débit cardiaque 5 l/min;15 - 20 % distribué vers les muscles squelettiques

Exercice intense:25 l/min;80 % vont vers les muscles Perfusion du SNC non modifiée Baisse de la perfusion rénale et du

système digestif

Adaptations cardiovasculaires Augmentation de la fréquence

cardiaque Proportionnellement à l’intensité de l’effort Fréquence cardiaque maximale:220 - âge

Augmentation du volume d’éjection systolique Limite 40 % de la VO2 max

Adaptations cardiovasculaires Augmentation de l’activité sympathique

cardiaque Augmentation de la fréquence cardiaque Augmentation du débit cardiaque Vasodilatation des artérioles musculaires Vasoconstriction des artères viscérales

sauf myocarde Amélioration du retour veineux

Adaptations cardiovasculaires Modification de la pression sanguine

Exercice dynamique: Augmentation de la pression systolique Pression diastolique stable ou baisse modérée Baisse des résistances vasculaires

périphériques

Adaptations cardiovasculaires Modification de la pression sanguine:

Exercice statique: Augmentation des résistances périphériques Augmentation de la pression artérielle

systolique ( 300 mm Hg) Augmentation de la pression artérielle

diastolique ( 150 mm Hg)

Adaptations cardiovasculaires Modification du volume plasmatique:

Diminution de VP Augmentation de la pression hydrostatique

secondaire à l ’élévation de la pression artérielle

Augmentation de la pression osmotique Si ambiance thermique chaude

DÉSHYDRATATION

Adaptations cardiovasculaires Hémoconcentration induite par:

Contraction splénique libérant 50 ml d’hématies

Déshydratation

AUGMENTATION DE LA CAPACITÉ DE TRANSPORT DE L’OXYGÈNE

Adaptations respiratoires Augmentation du débit ventilatoire en

fonction de l’intensité de l’exercice Augmentation du volume courant Accélération de la fréquence respiratoire Valeurs de ventilation maximale

dépendantes des dimensions corporelles 100 l/min pour les individus de petite taille 200 l/min pour les grands

Adaptations respiratoires Ventilation:

Augmentation dès le début de l’exercice liée à la stimulation du cortex moteur qui stimule le centre inspiratoire

Informations proprioceptives en provenances des muscles et des articulations

Adaptations respiratoires Ventilation lors d’un exercice

progressivement croissant: Augmentation proportionnelle à l’intensité Augmentation brutale:Seuil Ventilatoire ou

seuil lactique Vers 55 - 70 % de la VO2 max Augmentation plus importante que la

consommation d’oxygène Début du métabolisme anaérobie

Adaptations respiratoire Ventilation lors d’un exercice

progressivement croissant: Notion de 2ème seuil:

Augmentation de la PCO2 qui stimule les centres respiratoires

Evolution de la VO2 en fonction de la puissance

Adaptations respiratoires Facteurs pouvant limiter la performance

Activité des muscle respiratoires peut nécessité + de 15% de la consommation d’oxygène

Muscles respiratoires moins fatigables que les muscles des membres

Adaptations respiratoires Facteurs ne limitant pas la performance

Résistance des voies aériennes Diffusion des gaz

Pathologies respiratoires restrictives ou obstructives:limitation de la performance

Adaptations respiratoires Régulation respiratoire de l’équilibre

acido-basique: Acidose

Altération de la contraction musculaire Altération de la production d’ATP Stimulation des centres inspiratoires d’ou

augmentation du débit ventilé

Classification des sportsDynamique

StatiqueA: faible(<40% Vo2max)

B:moyenne

(40-70% VO2 max)

C:Forte(>70% VO2 max)

I Faible(<20 % FMV)

Bowling

Cricket

Golf

Volley-ball

Escrime

Tennis de table

Football

Tennis

Badminton

Squash

II Moyenne(20-50 % FMV)

Tir à l’arc

Equitation

Sprint

Rugby

Basket-ball

Ski de fond

Natation

III Forte(>50 % FMV)

Haltérophilie

Gymnastique

Voile

Lutte

Ski alpin

Aviron

Boxe

Cyclisme

Facteurs limitant la performance

Variations entre individus: Âge Taille Sexe Patrimoine génétique Statut de santé Degré de motivation

Facteurs limitant la performance Notion de fatigue musculaire:

Déplétion musculaire en glycogène et phosphocréatine

Acidose métabolique Altération de la transmission nerveuse Limitation de la tolérance à la

douleur:sensation subjective de fatigue qui précède la fatigue physiologique

Le facteur limitant de la fourniture d’énergie : l’oxygène

Effets de l’entraînement Entraînement en endurance:aérobie

Augmentation du nombre et de la taille des mitochondries

Augmentation de volume des fibres de Type I

Fibres de type IIb fibres II a Augmentation du contenu musculaire en

myoglobine

Effets de l’entraînement Entraînement en endurance:aérobie

Augmentation de l’activité des enzymes oxydatives

Amélioration du système de transport de l’oxygène Amélioration de la capacité de stockage du

glycogène Amélioration du stockage des triglycérides Activité des enzymes de la -oxydation des AG

augmentée

Effets de l’entraînement Entraînement en endurance:aérobie

Augmentation du volume du ventricule gauche

Augmentation de la force de contraction du VG

Augmentation du volume d’éjection systolique

Effets de l’entraînement Entraînement en endurance:aérobie

Diminution de la fréquence cardiaque (Fc) de repos

Réduction de la fréquence cardiaque à l’exercice sous maximal

Diminution rapide de Fc à l’arrêt de l’exercice

Effets de l’entraînement Entraînement en endurance:aérobie

Débit cardiaque au repos ou à l’exercice sous maximal inchangé

Augmentation du débit cardiaque maximal Augmentation du débit sanguin musculaire Baisse modérée de la pression artérielle

en cas d’hypertension artérielle

Effets de l’entraînement Entraînement en endurance:aérobie

Augmentation du volume sanguin Augmentation du volume plasmatique Augmentation du nombre des hématies

Baisse de la viscosité sanguine

Effets de l’entraînement Entraînement en endurance:aérobie

Augmentation du volume courant Diminution légère de la fréquence

respiratoire en cas d’exercice sous maximal

Meilleure diffusion des gaz Meilleure extraction de l’oxygène

Effets de l’entraînement Entraînement en endurance:aérobie

Augmentation du seuil lactique Diminution du quotient respiratoire Augmentation de la VO2

Abaissement du QR pour un exercice sous maximal

Effets de l’entraînement Entraînement régulier permet un gain

de VO2 max pendant plusieurs années Gain possible 25 % à 50 % Diminution de la capacité aérobie en

fonction de l’âge V02 max inférieure de 10 % chez les

athlètes féminines

Effets de l’entraînement Entraînement en endurance:aérobie

Efficace si la dépense énergétique est > à 5000 kcal/semaine

Intensité élevée Type d’entraînement:

Discontinu Continu

Effets de l’entraînement Entraînement en force: anaérobie

Stimule l’activité des enzymes ATP-Pcr et de la glycolyse anaérobie

Gain de force musculaire Amélioration de l’efficacité du mouvement Augmentation du pouvoir tampon

musculaire

Modifications morphologiques

Perturbations de l’entraînement

Le surentraînement: Syndrome du surentraînement:

Diminution de l’appétit Perte de poids Nausées Réactions allergiques Troubles du sommeil Augmentation de la fréquence cardiaque de

repos et de la pression artérielle

Perturbations de l’entraînement

Le surentraînement: Dépression du système immunitaire Diminution de la performance

Le désentraînement Baisse de la force et de la puissance

musculaire Atrophie musculaire

Perturbations de l’entraînement

Le désentraînement:2 semaines d’arrêt Diminution de la performance de 25 % Diminution des capacités aérobie de 4% Perte de la souplesse Peu de modifications de la coordination Si période d’activité réduite il est faut

s’entraîner au moins 3 fois par semaine à 70 % de l’intensité antérieure

Perturbations de l’entraînement

Le réentraînement Si immobilisation:électrostimulation

limite l’atrophie musculaire Limite la diminution de la capacité oxydative

Rééducation précoce récupération musculaire rapide

Exercice physique et ambiance thermique chaude Réponse physiologique

Vasodilatation des capillaires cutanés Sudation

Problèmes liés à la chaleur Crampes Épuisement Coup de chaleur

Exercice physique et ambiance thermique chaude

Epuisement lié à la chaleur: Fatigue extrême Vomissements Vertiges Hypotension artérielle Pouls faible et rapide

Exercice physique et ambiance thermique chaude

Le coup de chaleur Élévation de la température centrale >40°C Absence de sudation Peau chaude et sèche Hypertension artérielle Comportement incohérent Perte de connaissance

Exercice physique et ambiance thermique froide Réponse physiologique:

Frisson thermique Thermogenèse sans frisson Vasoconstriction périphérique

Les risques Hypothermie Diminution du rythme et de l’amplitude

respiratoire

Exercice physique et ambiance thermique froide

Les risques: Fatigue musculaire qui apparaît plus

rapidement Difficultés d’oxydation des acides gras Les gelures

Apparaissent pour une température de l’air de -29°C

Concernent le nez,les doigts et les oreilles

Exercice physique et altitude Augmentation de la synthèse des

hématies Augmentation de la densité capillaire Amélioration de la capacité de transport

de l’oxygène Amélioration des performances du fait

de la diminution de la densité e l’air

Exercice physique et altitude Le mal aigu des montagnes:

Apparaît entre 6 -96 h après l’arrivée Céphalées Nausées Vomissements Dyspnée Troubles du sommeil Œdème pulmonaire Œdème cérébral

La plongée Baisse de la fréquence cardiaque Dissolution des molécules de gaz dans

les tissus Remontée trop rapide création

d’embols Hypothermie

La plongée Les accidents

Toxicité de l’oxygène Vasoconstriction des vaisseaux cérébraux Irritation des voies respiratoires

Accidents de décompression Narcose à l’azote Pneumothorax spontané Rupture du tympan Emphysème médiastinal et sous cutané

Le dopage,pourquoi? Améliorer ou maintenir la performance

Augmenter la puissance musculaire

Augmenter la fourniture d’énergie

Reculer les limites de la fatigue

Modifier la morphologie

Lutter contre le stress

Masquer la prise illicite de médicaments

Facteurs favorisants Le manque d’investissement L’isolement du sportif La pression familiale ou à l’inverse le

désintéressement familial La médicalisation des structures

sportives Les enjeux économiques et la notoriété

Facteurs favorisants La surcharge du calendrier sportif L’intensification des charges

d’entraînement Les effets du stress,du surentraînement L’absence de préparation à l’échec

sportif

Facteurs favorisants La promotion de l’image des produits

dopants Les habitudes de consommation La permissivité pharmacologique de la

société

Le dopage

La pratique sportive ne doit pas ,par ses excès,hypothéquer leur avenir d’homme et de femme,sous prétexte de repousser encore et encore les limites de la performance humaine

Activités physiques et qualité de vie

Améliore la minéralisation osseuse Réduit les risques des maladies cardio

vasculaire Diabète et maladies métaboliques Obésité Maladies rhumatismales Les maladies nerveuses liées à l’âge