Fatigue Neuromusculaire

28/09/2015
Fatigue
• Les altérations de la fonction neuromusculaire sont
associées au concept de fatigue neuromusculaire
ou plus simplement de fatigue musculaire.
Fatigue Neuromusculaire
Définition
Physiologie
Mise en évidence
• Parmi les nombreuses définitions de la fatigue
musculaire, il est souvent retenu :
– (i) une incapacité à maintenir un exercice à un niveau de
puissance donné, ou
– (ii) une réduction de la force maximale que le muscle
peut produire.
La fatigue disparaît après un repos approprié
(≠ dommages musculaires)
Pourquoi optimiser la récupération ?
Récupération = étape essentielle du processus
d’entraînement
Niveau
Fatigue/Récupération
Temps
1
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Fatigue
La réponse physiologique dépend de l’intensité et
de la durée de l’exercice
Les mécanismes limitant la performance sont
différents entre les exercices courts et les
exercices prolongés.
Fatigue après un 400 m bien différente de la fatigue après un
marathon…..
– Terme générique (masquant une certaine ignorance)
Fatigue
Des changements physiologiques spécifiques se
produisent au cours de l’exercice prolongé :
– diminution de la concentration des acides animés
branchés,
– augmentation des acides gras libres et du tryptophane
libre au niveau sanguin et de la sérotonine au niveau
cérébral.
Ces changements sont suspectés d’altérer la
commande nerveuse allant du système nerveux
central vers les muscles, et de diminuer la force
de contraction musculaire.
Fatigue centrale/périphérique
En plus d’une fatigue périphérique occasionnée
par les changements métaboliques au niveau
musculaire, une fatigue centrale i.e. une
réduction de la commande motrice efférente
vers les muscles actifs en amont de la jonction
neuromusculaire peut aussi participer au déclin
de la performance musculaire au cours de
l’exercice prolongé.
Mécanisme de protection
Fatigue
La fatigue lors d’exercices courts et intenses
est généralement associée à une
accumulation de métabolites (H+, Pi),
alors que la fatigue au cours d’exercices
prolongés est souvent liée à la déplétion en
glycogène
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Bases physiologiques de la fatigue
Bases physiologiques de la récupération
(1) Activation du cortex moteur
(9) Irrigation sanguine
• Déplétion/réplétion des
stocks énergétiques
(5) Couplage
excitationcontraction
(7) Milieu
intracellulaire
(2) Commande
nerveuse descendante
• Accumulation/clairance de
métabolites
(8) Interaction
actine-myosine
(3) Activation des unités
motrices
(4) Transmission du
potentiel d’action
• Micro-lésions musculaires /
régénération musculaire
(6) Substrats et
métabolites
Stocks énergétiques
• Energie cellulaire :
Phosphocréatine
Taux d ’épuisement en PCr dépend de l’intensité de l’exercice
– ATP : stock épuisé en 2s
• ATP
ADP + Pi + H+ + Énergie
Resynthèse de l’ATP : 3 filières
– La phosphocréatine (PCr)
– La glycolyse anaérobie
– La phosphorylation oxydative
Déplétion de PCr durant 30 s de
flexions plantaires maximales
Délai avant déplétion ~10s
Disponibilité de l’O2 sur les cinétiques de récupération
de PCr (Gastrocmemius) 5’ flexions sous-max
Délai de Récupération complète
~5-6’
(fonction du métabolisme oxydatif
3
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Glycogène
Glycogène
Taux d’épuisement glycogène musculaire dépend intensité exercice
Glycogène musculaire
course de 3h à 70%
de VO2max
à partir de 50mmol/kg,
soit 1h30 d’effort,
la sensation de fatigue
augmente
Utilisation du glycogène musculaire en fonction l’intensité de l’exercice (%VO2max)
Récupération : Phase rapide (qq heures), Phase lente (24h)
Accumulation/clairance des métabolites
ATP
Accumulation/clairance des métabolites
ADP + Pi + H+ + Énergie
Glycogène + 3 ADP + 3 Pi
pH musculaire
3 ATP + Lactate + H+
Baisse modérée grâce au
pouvoir tampon de
l’organisme (ions
bicarbonates HCO3)
Exercice court et intense : accumulation de métabolites
Lactate intermédiaire métabolique et
Lactatémie = bon témoin de capacité métabolique.
Elimination lactate sanguin : de l’ordre de la 1/2h à 1h
plus rapide si récup active
Récupération en 30-35 sec
du pH physiologique
Enzymes sensibles au pH
Mouvement du Ca dans la
fibre (actine /myosine)
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Microlésions musculaires
Microlésions musculaires
Désorganisation des sarcomères : exercice inhabituel ou
contractions excentriques
associées à certains symptômes: inflammation
Douleur (= courbatures; 4 à 7j)
Réaction
inflammatoire
Chaleur
nécessaire pour
Rougeur
régénération
Gonflement (oedème; 7 à 10j)
musculaire
Force
Douleur
5
10
Temps (jours)
OUTILS DE MESURE
5
Temps (jours)
MESURE DE LA FMV
Mécanismes en jeu
méthodes directes :
FMV (force maximale volontaire)
FMV est mesurée lors d’une contraction
puissance mécanique,
maximale volontaire (CMV) isométrique où le
force tétanique,
stimulation électrique à basse
sujet doit générer la plus grande force possible
fréquence
(mobiliser un maximum de fibres)
méthodes indirectes :
secousse musculaire,
nécessite l’utilisation d’un capteur de force
temps de contraction,
EMG
5
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• On utilise la technique de la secousse surimposée pour déterminer l’origine centrale ou
périphérique de la fatigue.
Origine
périphérique
Origine centrale (activation
périphérique possible)
MESURE DE LA PUISSANCE MECANIQUE
MESURE DE LA PUISSANCE MECANIQUE
il est préférable de mesurer la puissance mécanique lors d’un
exercice dynamique car la demande énergétique en ATP est plus
important que lors d’une contraction isométrique
1000
Puissance
130
Cadence
125
900
mesures obtenues à partir
115
110
700
105
600
100
95
500
d’ergomètres isocinétiques type BIODEX ou CYBEX
cadence (rpm)
de capteurs de puissance en cyclisme
Puisance (W)
d’ergocycle spécifique,
120
800
90
400
85
300
80
0
5
10
15
20
25
Temps (s)
Ex : Test de Wingate sur cyclo ergomètre
6
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Mesure de la puissance musculaire
• 9 tests simples préprogrammés (sauts)
• Variables affichées :
force, vitesse, puissance, hauteur
Mise en œuvre expérimentale
Objectif : Répondre à une question scientifique en
rapport avec neuromusculaire/fatigue
Moyens: Mesure force et puissance (Myotest, cyclo
ergomètre)
Compétences :
Mettre en place une expérimentation
Rendre compte d’une expérimentation
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