exercice physique

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:



Statique:



Le muscle se raccourcit
Contraction dynamique
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




b 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 sports
Dynamique A: faible
B:moyenne C:Forte
(<40% Vo2max) (40-70% VO max) (>70% VO2 max)
Statique
2
I Faible
(<20 % FMV)
II
Moyenne
Bowling
Cricket
Golf
Volley-ball
Escrime
Tennis de table
Football
Tennis
Badminton
Squash
Tir à l’arc
Equitation
Sprint
Rugby
Basket-ball
Ski de fond
Natation
Haltérophilie
Gymnastique
Voile
Lutte
Ski alpin
Aviron
Boxe
Cyclisme
(20-50 % FMV)
III Forte
(>50 % FMV)
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 b-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
musculaire rapide
récupération
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