I/ Effets de l'entraînement sportif sur le plan musculaire
II/ Un exemple parliculier : le coeur
III/ Conclusion
IV/ Lexique
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I/ Effets de l'entraînement sportif sur le plan musculaire
1.1 Le muscle : présentation, fonctionnement...
Les muscles, qui
constituent la "chair" de l'homme et des animaux,
représentent près de la moitié du poids du corps.
L'ensemble de nos mouvements dépend des muscles striés, qui sont rattachés au
squelette et obéissent à notre volonté.
Un muscle strié est capable d'un seul type d'activité : se contracter en tirant sur les os auxquels il est rattaché, grâce aux tendons.
L'unité de base du muscle est la myofibrille. Chaque fibre musculaire en contient plusieurs. Chaque myofibrille est
constituée de deux types de filaments épais ou fins
régulièrement disposés.
Lors des contractions, ces groupes de filaments glissent les uns
contre les autres, reliés par de petites structures agissant
comme des crochets. L'énergie nécessaire à ces contractions
est fournie par des groupes de mitochondries entourant les myofibrilles.
Les fibres musculaires sont elles mêmes organisées en faisceaux. Chaque faisceau est relié à au moins un nerf moteur (lequel est constitué de centaines d’axones de neurones moteurs). L’ensemble fonctionnel nerveux et musculaire est appelé unité motrice.
Lors de la contraction musculaire, le cerveau de l'individu émet un signal nerveux, qui stimule le nerf moteur et entraîne la contraction des fibres musculaires de l'unité motrice correspondante.
Il existe un recrutement progressif des unités motrices qui permet d’expliquer le mécanisme de la gradation de la force. La gradation de la contraction résulte du nombre d'unités motrices mises en jeu.
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On distingue deux grands types de fibres musculaires :
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Les fibres de "type I" (fibres dites "rouges" ou "lentes") : elles ont une contraction lente, sont riches en mitochondries et leur métabolisme énergétique se fait principalement par voie aérobie. Très résistantes à la fatigue, elles sont particulièrement sollicitées dans les épreuves d'endurance. |
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Les fibres de "type II" (fibres dites "blanches" ou "rapides) : elles ont une contraction rapide, sont pauvres en mitochondries et leur métabolisme énergétique utilise principalement la voie anaérobie. Peu résistantes à la fatigue, elles sont plutôt sollicitées au cours d'épreuves courtes et puissantes, du genre "sprint". |
1.2 Effets de l'entraînement sur les muscles.
L'entraînement vise à améliorer l'endurance du muscle (sa capacité à effectuer des exercices de longue durée), sa puissance et la précision du geste.
Il existe deux grands types d'entraînement sportif :
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L'entraînement en endurance
qui exige la réalisation d'efforts prolongés,
d'intensité moyenne. Il favorise la voie aérobie, c'est-à-dire l'utilisation du dioxygène. Ce type d'entraînement permet
une augmentation de la vascularisation, c'est à dire du
nombre des capillaires sanguins
présents dans les muscles. Les exercices en aérobie permettent également une augmentation du nombre de mitochondries, entraînant un rendement optimal de l'hydrolyse aérobie du glucose. ********* |
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L'entraînement en puissance,
qui vise à améliorer la force et la vitesse, repose sur
des bases différentes. Il ne s'agit pas, dans ce cas, d'effectuer des efforts longs et répétés, mais des exercices courts, rapides et intenses, comme la musculation ou le "sprint". Ces exercices entraînent une augmentation de la force musculaire, ainsi qu'une hypertrophie des muscles. Celle-ci est due à la multiplication des myofibrilles et à un accroissement du diamètre des fibres rapides. Au niveau biologique, on observe une augmentation du taux de certaines hormones, comme l'hormone de croissance ou la testostérone, qui sont nécessaires à la synthèse des protéines, donc à l'accroissement de volume des muscles. On observe également, dans les muscles constitués surtout de fibres rapides, une diminution de la vascularisation et des mitochondries, ce qui met en évidence un fonctionnement énergétique anaérobie. |
Le répétition des gestes sportifs améliore aussi le contrôle de la motricité et de la coordination des mouvements : la stimulation plus précise et harmonieuse des unités motrices permet l'économie du geste en éliminant les mouvements parasites.
II/ Un exemple parliculier : le coeur
2.1 Le coeur : fonctionnement, rôle
Le coeur fonctionne comme une pompe :
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Lorsque le coeur est relâché (diastole), les oreillettes aspirent le sang venant des veines (cave et pulmonaire). Elles se remplissent de sang, oxygéné pour la gauche, vicié pour la droite. La contraction du coeur (systole) commence par celles des oreillettes, le sang est chassé dans les ventricules. La contraction atteint (dans la fraction de seconde suivante) les ventricules qui éjectent alors le sang dans l'aorte et l'artère pulmonaire. Ensuite, le relâchement du coeur entraîne la fermeture des valves aortique et pulmonaire, empêchant le sang de refouler dans les ventricules et maintenant une certaine pression artérielle. |
Le coeur est l'élément principal de la circulation sanguine : il propulse le sang chargé en dioxygène dans tout l'organisme afin de répondre aux besoins des différents organes, et notamment des muscles.
Au cours d’un effort physique, le rythme cardiaque s’accélère. Il s’adapte aux besoins des muscles. Lors d’un effort, la circulation est activée pour fournir l’énergie indispensable au fonctionnement cellulaire.
Mais le coeur possède une fréquence maximale, à partir de laquelle il n'est plus capable d'éjecter assez de sang pour augmenter l'intensité de l'effort : l'organisme commence alors à s'épuiser. L'individu risque même l'accident cardiaque.
2.2 Le coeur à l'effort : effets du sport sur le coeur
L'effort nécessite :
La pratique régulière d'activités sportives permet d'améliorer les performances cardiaques pour répondre plus facilement aux besoins de l'organisme.
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une diminution
de la fréquence cardiaque au repos (effet
chronotrope): un coeur entraîné bat plus lentement qu'un coeur non entraîné, afin de limiter les dépenses énergétiques de l'organisme. (A titre d'exemple, le cycliste Eddy Merx avait une fréquence cardiaque au repos d'environ 40 pulsations par minute, contre 60 à 70 puls./min pour un non-sportif.) |
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une augmentation
du volume d'éjection systolique : le coeur propulse davantage de sang à chaque pulsation car sa puissance de contraction est plus importante. La fréquence cardiaque maximale est alors plus difficile à atteindre, permettant un effort plus long et plus intense. Ce phénomène est dû à la vasodilatation des vaisseaux nouriciers du coeur : le diamètre des artères coronaires augmente : le myocarde est mieux nourri, l'efficacité de sa contraction la quantité de sang éjecté sont ainsi plus importantes (effet inotrope). |
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une augmentation
du nombre de myoblastes :
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L'entraînement sportif a donc de multiples impacts sur sur les capacités musculaires de base :
Mais un contrôle est indispensable sur l'ensemble des activités sportives : suivi médical, et planification des efforts par un technicien compétent réduisent les risques d'accidents et de "surentraînement".
Pour toute remarque ou
suggestion, écrivez nous !
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F I N
muscle strié : muscle contractile squelettique dont la vitesse de contraction dépend des fibres constitutionnelles (de type I ou II).
myofibrille : plus petite cellule musculaire constituée de deux protéines, l'actine et la myosine, qui coulissent entre elles lors de la contraction musculaire grâce à l'énergie fournie par les mitochondries.
fibre musculaire : la cellule constitutive du muscle est appelée «fibre musculaire», en raison de sa forme très allongée. Elle peut atteindre plusieurs centimètres pour un diamètre qui varie de 20 à 70 um (1um = 10-6 m). Le cytoplasme de la fibre musculaire contient notamment des myofibrilles et des mitochondries.
mitochondrie : organite du cytoplasme fournissant l'énergie nécessaire à toutes les activités de la cellule.
aérobie : l'action se fait en présence de dioxygène.
anaérobie : l'action se fait en l'absence de dioxygène.
hydrolyse
aérobie du glucose
: elle se déroule au sein de la cellule musculaire. Dans le
cytoplasme, le glucose subit une déshydrogénation aboutissant
à l'acide pyruvique. Les mitochondries lui font subir une suite
de transformations (cycle de Krebs, cycle respiratoire).
Le résultat de ces transformations est combiné avec le
dioxygène apporté par le sang.
L'ensemble de ces réactions constitue l'hydrolyse aérobie du
glucose et libère une quantité importante d'énergie.
hypertrophie : augmentation du volume d'un organe ou d'un tissu.
diastole : phase de relâchement du cycle contractile cardiaque.
systole : phase de contraction du cycle contractile cardiaque.
effet chronotrope : nombre de pulsations cardiaques par minute.
vasodilatation : augmentation du diamètre d'un vaisseau.
coronaires : artères qui naissent de l'aorte et apportent au muscle cardiaque le sang nécessaire à son fonctionnement.
myoblastes : cellules constitutives du muscle cardiaque. Elles sont chargées de transformer les carboxyhémoglobines (favorisant la fixation du CO2 sur l'hémoglobine) en oxyhémoglobine (favorisant la fixation du O2 sur l'hémoglobine).