D - Stud`Ant STAPS

Développement, croissance et exercice
Evolution des différents systèmes
(musculaire, nerveux, adipeux et cardiorespiratoire)
Cours S.Joffroy
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Introduction
Longtemps le monde a donné l’illusion de la stabilité mais depuis quelques siècles, l’humanité est
entrée dans un imbroglio de bouleversements techniques, économiques et sociologiques.
Aujourd’hui l’humanité contemple avec inquiétude les changements de l’environnement, du climat et
de ces conséquences. Par conséquent, la notion d’évolution a fini par s’imposer au cours de la pensée
moderne. Plus lente et plus profonde que l’évolution culturelle, l’évolution biologique modifie les
organismes eux-mêmes.
C’est un concept évolutionniste : beaucoup de choses émergent dans tous les domaines et
notamment celui de la santé.
Sous la pression de la sélection naturelle (ex : guerre de 40, fruit de l’eugénisme réalisé par hitler) qui
est encore latente, la reproduction des mieux adaptés est la plus favorisé (ex : accès à l’eau, sida…)
Dans les pays ou la richesse de l’éducation, de la santé permet à cette population de modifier l’espèce
dans son génome (impact de l’acquis sur l’inné est aujourd’hui un fait réel.) Aspect culturels et
biologiques de l’évolution humaine sont en apparence très différents. En réalité, ils ne peuvent être
dissociés. Depuis de nombreuses années, on observe chez l’homme une interaction constante entre
l’apparition de comportements acquis, de comportements inventés, et des changements biologiques
qui en résultent ou qui parfois en sont la condition. Les progrès de la paléoanthropologie et de la
génétique nous dévoilent un peu plus chaque jour de cette mécanique extraordinaire.
Présenter le développement de l’enfant et de l’adolescent en fonction de l’évolution de ses différents
systèmes physiologiques qui seront essentiels à une bonne adaptation à la pratique physique et
sportive. En grandissant, un individu s’organise, se perfectionne, change de forme, ainsi la réalisation
de cet organisme est le résultat de deux phénomènes majeurs qui vont conduire l’être vivant depuis
l’œuf jusqu’à l’âge adulte. La croissance et la morphogénèse seront le maitre mot de se
développement et c’est dans ce contexte que l’individu évoluera jusqu’à sa maturation en tant qu’être
humain désormais considéré adulte.
1. Définition des divers concepts
Homéostasie = équilibre dynamique de l’organisme
Développement = utilisé pour le développement biologique de l’enfant : il croît (croissance), devient
mature et donc se développe. Croissance et maturation sont parfois considérées comme des
synonymes. Cependant, chacun se réfère à une activité biologique bien spécifique.
Le développement est aussi associé à la croissance et à la maturation mais sa signification intègre à la
fois les aspects biologiques et comportementaux de croissance et de maturation.
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Il est surtout utilisé pour décrire les processus de différenciation et de spécialisation cellulaire qui
permettent en particulier le passage, la transformation des cellules embryonnaires en différents
types de cellules mais aussi des tissus et des organes.
Ce terme de développement comprend deux mécanismes biologiques : La croissance, la maturation
sont constamment en interaction pendant les deux premières décades de notre vie.
La croissance fait référence à l’augmentation des dimensions corporelles (masse corporelle,
musculaire, masse grasse, taille…).
Ex: Le volume et la masse cardiaque suivent un pattern de croissance qui est comparable à celui de la
masse corporelle. Les fonctions associées vont-elles s’accroitre avec la taille de l’individu.
Certains segments corporels croissent à des moments différents ce qui entraine des changements
dans la croissance corporelle.
Organogénèse : elle correspond à la genèse des organes, des membres et des viscères
Morphogenèse : processus qui consiste à créer des formes. Elle met en place les organes qui sont
responsables de la structure des êtres vivants et conduit à la diversification de la structure
(histogenèse) et des fonctions cellulaires (organogenèse).
Différenciation : une cellule unique engendre de nombreux types de cellules, organisés dans l’espace
selon un plan précis. Le génome de la cellule initiale détermine l’organisme final et dirige la
différenciation des cellules au cours du développement. Les cellules différenciées possèdent le
même génome que la cellule initiale (œuf) mais ce sont des gènes différents qui sont exprimés dans
une lignée et dans une autre.
Maturation : c’est l’ensemble des changements que présente un individu au long de son enfance et
de son adolescence depuis sa conception jusqu’à l’âge adulte ou cet ensemble atteint sa maturité. La
maturation varie selon le système corporel impliqué. Ainsi les études qui concernent l’enfant se sont
surtout focalisées sur la maturation osseuse, sexuelle et somatique. La maturation doit être étudiée
selon deux concepts : le timing qui fait référence à l’apparition d’un évènement lié à une maturation
spécifique (ex : poils pubiens) et le tempo qui fait référence à une vitesse de progression de la
maturation (A quelle vitesse lente ou rapide l’enfant va passer du stade initial de sa maturation
sexuelle au stade final). Timing et tempo varient considérablement selon les individus.
Le pattern de l’AP : l’AP habituelle des enfants depuis l’enfance à l’adolescence, a un impact capital
sur la santé à court et moyen terme (Strong & Coll. 2005 dans le journal de pédiatrie).
Biddle & Coll. 2004 ont également insisté sur une meilleure compréhension de l’AP chez les jeunes.
Ainsi pour établir le lien entre AP, santé et maladie ils se prononcèrent pour une évaluation plus
précise de l’AP et une détermination plus objective des patterns d’AP des enfants. On sait que la
nature des AP chez les enfants est intermittente, elle se caractérise par de brusque changement entre
des périodes de repos et des périodes d’AP intenses qui rendent très difficile l’observation et la
quantification de l’AP en termes d’intensité et de durée.
Chez les enfants pré-pubères, les AP moyennes d’intensité légère et modérée étaient de 6s, et 95%
des AP intenses élevées durent moins de 15s. Chez les enfants, aucun temps d’AP continu n’excède
10min, la moyenne de période d’AP est de 20s. (Bailey & Coll.1995)
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2007, Baquert & Coll. ont reporté des résultats identiques avec une nouvelle technologie.
Une étude canadienne avait déjà montré que la course, le saut, le vélo ou la marche et les jeux de
balles dominent dès les premières années de notre vie.
La période de croissance est la période la plus longue.
Le temps passé dans une activité modérée n’est que faiblement corrélé aux performances motrices
dites fondamentales (Fisher & Coll. 2005)
Le type d’AP et le contexte change de l’enfance à l’adolescence : à la puberté (10à14ans) les patterns
moteurs développés pendant l’enfance sont intégrés, coordonnés dans des mouvements plus
complexes et spécialisés dans une variété d’AP individuelle, collective ou sportive. L’AP devient plus
structuré et moins spontanée. A l’adolescence il s’agit d’objectiver sur les comportements.
La croissance inclus également les 9 mois de la vie utérine ainsi, elle intègre la période où on assiste à
un accroissement de la taille totale et à un accroissement de certains segments corporels.
Ces accroissement font être sous l’influence de 3 grands protocoles :
- l’hyperplasie : correspond à une augmentation du nombre de cellule (aspect quantitatif)
- l’hypertrophie : correspond à une augmentation de la taille des cellules (aspect qualitatif)
- augmentation des substances intercellulaires : phénomène d’accrétion
Ces protocoles traduisent la croissance à différents niveaux d’exploration
0 > petite enfance > 1 > enfance > 12 > adolescence > 18 > adulte > 70 > 3 ième âge
Des questions se posent sur un plan législatif : droit à l’embryon et droit à l’euthanasie.
Age biologique : part de l’observation des différents stades de la maturation osseuse et sexuelle. Il
permet d’exprimer l’âge squelettique ou l’âge du pic de la croissance. Il est donc évident que l’âge
biologique puisse différer de plusieurs années de l’âge dit chronologique.
La biologie ne se suffit à elle-même et dépend de différents facteurs environnementaux qu’il est
nécessaire de prendre en compte.
Age chronologique : l’âge d’un sujet depuis sa date de naissance
Problème des prématurés : le terme théorique d’une grossesse est de 283jours à partir de la date des
dernières règles. Un enfant est dit à terme lorsqu’il nait entre 37semaines d’aménorrhée révolues et
41 semaines plus 6 jours. Un enfant est donc dit prématuré s’il nait avant 37 semaines d’aménorrhée.
La grande prématurité désigne une naissance survenant avant 33 semaines et la très grande
prématurité correspond aux naissances survenant avant 28 semaines. En France, conformément aux
recommandations de l’OMS, toutes les naissances survenant au-delà de 22 semaines sont déclarées.
Aucune donnée n’est disponible sur le devenir à long terme des prématurés nés entre 33 et 36
semaines…
On parle de petits poids de naissance lorsqu’il est inférieur à 2500g, de très petits poids de naissance
s’il est inférieur à 1500g et d’extrême petits poids de naissance s’il est inférieur à 1000g.
L’exercice est un type spécifique d’activité physique : structurée, planifiée, répétitive pour augmenter
ou maintenir la condition physique.
L’activité physique constitue tout mouvement corporel produit par les muscles squelettiques et qui
se traduit par une dépense d’énergie >> concept métabolique.
Condition physique : qualité physique relative à la santé ou à la performance, non synonyme d’AP
Santé OMS : « état de complet bien-être physique, mental et social et non pas seulement l’absence
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de maladie ou d’infirmité ». Constitue tout mouvement corporel produit par les muscles
squelettiques et qui se traduit par une dépense d’énergie.
Santé : (définition OMS) c’est un état de complet bien être physique, mental et social. Qui ne consiste
pas seulement à une absence de maladie ou d’infirmité.
=> Film visionné : homo sapiens, une nouvelle histoire de l’homme
adaptation au milieu moteur de l’évolution ou logique interne
évolution persistante de l’homme
l’hypothèse de la savane est remise en question mais comment et pourquoi l’homme s’est-il
redressé ?
Même si l’environnement à un rôle dans l’évolution, il n’est pas suffisant pour l’expliquer.
Dynamique globale qui suit l’évolution
>> impact de l’interne vers l’externe !
La flexion du sphénoïde est une déterminante de l’évolution du sapiens.
2. Organisation : notion de programme
Son approche n’est pas simple (complexité croissante) mais quelques phénomènes communs à tous
les vertébrés permettent de dégager des lois élémentaires qui vont éclairer le programme considéré
normal de l’espèce, celui de l’individu par conséquent celui des cellules (programme cellulaire) qui
vont donc prendre place au sein de l’embryon humain. L’organisation se décline en 3 parties : Espèce,
individu, cellule
L’homo sapiens a conservé des caractères archaïques au sein de nombreuses nouveautés qui nous
caractérisent en tant qu’espèce humaine.
L’ontogénèse, phénomène étudiant l’embryologie, correspond à toutes les transformations par
lesquelles va passer l’individu dans son développement depuis le stade œuf jusqu’au stade de l’être
achevé (naissance). Ce n’est donc qu’une courte récapitulation de la phylogénèse. Pour le cas de
l’embryon humain on dénombre 3 mois de multiplications, de migrations mais aussi de
différenciation cellulaire pour récapituler 500 millions d’années d’évolutions.
(chercher Mme Polony)
La période d’organisation de l’être humain a été divisé en 23 stades appelés stades de Carnegie,
fondés sur l’examen de 600 spécimens d’embryon reconstruis à l’institut Carnegie de W. Ces stades
représentent le développement et la croissance des embryons pour définir une anomalie.
- l’axe nerveux : Pendant la première semaine de développement, les cellules de la ligne dorsale vont
s’enfoncer, progresser vers l’avant pour former la chorde nommée notochorde. Cette structure va
aider le positionnement de la gouttière neurale qui deviendra plus tard le tube neural. Ensuite cette
chorde dégénère, ces cellules vont disparaitre sauf en certains points notamment pour devenir
disques intervertébraux. A la fin de la 4ième semaine, le tube neural se ferme et va induire la formation
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du squelette vertébral qui protégera ce tube nerveux (future moelle épinière). A la fin de la 5 ième
semaine, le système nerveux en présence possède 3 vésicules en particulier le prosencéphale
deviendra le télencéphale en donnant de part et d’autre la ligne médiane les hémisphères cérébraux.
Jusqu’à la fin du 4ième mois, les neurones vont se multiplier à partir de ce tube neural et vont ensuite
migrer le long de guides qui ont été préétablis par des cellules de la glie en direction de l’écorce
cérébrale qu’ils vont former. Cette notion de guidage est induite en nous au niveau génétique. Au
5ième mois, les organes, les sens … sont en places donc en pleine organogénèse.
- l’axe des crêtes neurales : Nicole Le Douarin démontre, sur les chimères caille-poulets, l’importance
de ces formations de part et d’autre du tube neural. Les crêtes neurales sont à l’origine de la plupart
de nos organes : les méninges, le système nerveux autonome, parasympathique, sympathique, les
glandes surrénales, médullosurrénale…
- l’axe face et cou : à la fin de la 8ième semaine, les structures responsables de l’achèvement de la face
et du cou ont accomplies l’essentiel de leur programme. Les ébauches oculaires nées très
latéralement se rapprochent de la ligne médiane. On remarque également une ébauche du pavillon
de l’oreille qui remonte progressivement pour prendre sa place définitive. L’audition n’est pas encore
là mais tout est préparer pour que la fonction future soit opérationnelle.
- l’axe des membres : leurs ébauches sont sous la forme de bourgeon dès la 5 ième semaine de
développement. Une semaine plus tard, on distingue déjà des matrices cartilagineuses qui vont
préfigurés les os des membres, les doigts des orteils sont séparés, les articulations se créent et les 3
segments de chaque membre apparaissent à la 8 ième semaine.
- l’axe du pole caudal : De la 4ième à la 7ième semaine, une ligne primitive se divise en deux grandes
parties : canal ano-rectal pour la partie supérieur et le sinus-urogénital pour la partie antérieure.
Même si ce sinus urogénital est achevé à la 8ième semaine, le sexe du fœtus n’est pas encore
discernable sur le plan phénotypique. Les organes génitaux seront définitivement sexualisés qu’à la
fin du 7ième mois de développement (moment où les testicules ont fini leur descente dans le scrotum).
- l’axe des organes : Au début du 2ième mois les viscères sont à l’état d’ébauche, ils ont atteint leur
plein développement à la fin du 2ième mois à l’exception de l’appareil génital, urinaire et des
hémisphères cérébraux.
- l’axe du cœur : sous la forme d’un simple tube, le cœur s’anime de battements dès le 22 ième jour inutéro. En un mois, il parcourt à la formation d’un cœur cloisonné avec déjà le positionnement de gros
vaisseaux. Les ultimes modifications vont intervenir au moment de la naissance lorsque l’hématose
de l’enfant devra être assurée par les poumons après la section du cordon ombilical. L’hématose se
traduit au moment de la naissance comme un inversement de la circulation sanguine : l’enfant
deviens autonome dès la section du cordon et les lois sont faites.
-l’axe du tube digestif et des annexes : A 8 semaines la langue est formée, pour préparer une
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mécanique fonctionnelle, un réflexe de sussions. L’œsophage et l’estomac ont pris leur place
définitive, par conséquent le fœtus avale le liquide amniotique que les riens commencent déjà à
sécréter. L’intestin s’allonge considérablement, le rectum se sépare de la vessie et de l’urètre. Le foie
à la 3ième semaine est formé et se développe et représente à 10semaines le 10 ième du poids du fœtus.
>> Cette logique d’évolution ne peut pas être changée. Dans le cas contraire on parlera d’anomalie
voir de monstruosité.
PBLM : bébé éprouvette => Aller au-delà de l’anomalie.
Le programme de la cellule
Le vocabulaire doit intégrer des substances dites inductrices qui permet de transmettre d’une cellule
à une autre des messages morphogénétiques qui vont être d’une importance centrale au cœur de la
cellule. Bien sûr l’époque actuelle, avec l’affinement des moyens d’investigations en biochimie,
immunologie… permettent d’apporter plus de clarté sur le comportement de la cellule embryonnaire.
Le maître mot de l’embryologie c’est la reconnaissance cellulaire. Les cellules embryonnaires voisines
communiquent au niveau de leurs membranes en des points nommés, jonction gap cad des jonctions
communicantes. Ces jonctions se situent en un lieu données et se réalisent en un temps donné. On y
trouve de nombreux tunnels pour laisser traverser des molécules ce qui représente autant
d’échanges temporaires que de signaux. A chaque moment un signal est donné, on est sur une
communication adéquate, il n’y a pas de temps perdu.
La multiplication des cellules
Ex : le lézard axolotl. (Modifie son comportement respiratoire et son mode de vie à cause d’une
infiltration stimulant ses hormones.)
Les données nouvelles, ont été apportées par des techniques de cultures cellulaires qui sont
soumises à l’action de facteur de croissance. Il existe plusieurs facteurs de croissance très largement
identifiés tel que le NGF (facteur de croissance nerveux), FGF (FC des fibres conjonctives), les IGF (FC
à l’insuline) … qui stimulent plusieurs tissus cellulaires  facteurs stimulateurs.
La migration cellulaire
certaines cellules migrantes sont douées de mouvements actifs : la migration fait appel à la notion de
chemin, plus ou moins long : une cellule du système nerveux autonome du gros intestin devra
franchir sans encombre la distance qui sépare les crêtes neurales jusqu’à la portion de ce tube
digestif.
La cellule doit donc atteindre une cible pour laquelle elle est programmée afin d’acquérir sa
différenciation. La cellule a donc un seul chemin, unique.
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Le zygote, une seule cellule, à partir de cette unique cellule, on est capable en très de peu de temps
de construire un être autonome pour la fonction organique.
Grâce à la thérapie cellulaire, c’est plus la fonction qui créée l’organe, ici c’est la cible qui permet de
définir la fonction première (le lieu définit la fonction).
Le devenir cellulaire
C’est la phase de spécialisation cellulaire = l’aspect fonctionnel devient définitif.
3. Croissance humaine et exercice : croissance et développement (régulations
neuroendocriniennes)
La croissance de l’organisme résulte de la combinaison de phénomène de multiplication cellulaire et
de croissance globale. En effet, il peut y avoir croissance sans division de cellule notamment pour le
cas de cellules dites permanentes (cellules nerveuses), inversement, il peut y avoir aussi des
mécanismes de multiplications cellulaires sans croissances en volume et en poids (début de
l’embryogénèse). Par conséquent, pour répondre à cette question de croissance, il convient de
préciser à quel niveau d’organisation est étudiée la croissance : à l’échelle des organites, des cellules,
des tissus, organes, organismes et même espaces…
Croissance prénatale :
Depuis l’œuf jusqu’à l’état achevé (naissance)

-
Croissance post-natale :
Petite enfance (2-3 premières années)
Enfance (2-3 ans – adolescence)
Adolescence (vers 10-15 ans)
La croissance staturale humaine résulte du développement du squelette jusqu’à l’âge adulte, elle
dépend donc de l’activité des cartilages de conjugaisons qui se forment dans un environnement en
permanence renouvelé. L’activité de ces cartilages va permettre de préparer la formation du tissus
osseux ce qui conduit à l’allongement des pièces squelettiques. La disparition de ces cartilages
remplacés par du tissus osseux définitifs marque la fin de la croissance.
On a des marqueurs primordiaux qui vont desseller des retards ou des précocités de croissance.
Intérêt pour le développement dans l’espoir de régénérer des cellules, des organes :
-cellule de la moelle osseuse
- sang fœtal
La morphologie : la première esquisse de notre morphologie se dessine au cours de notre
développement embryonnaire. Le développement du squelette est assuré par :
-les points ossification (à partir de membranes fibreuses de cartilage)
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- la croissance des os en longueur (à partir des cartilages de conjugaison)
- la croissance en diamètre et épaisseur
Comment à partir du bourgeon cellulaire naitra un membre ? La recherche continue à identifier les
gènes architectes qui président à la formation des membres, des organes, et des viscères.
La croissance
au cours de la croissance en même temps que nos os s’allongent, un profond modelage de leur forme
s’effectue, c’est la maturation osseuse. De la naissance à la fin de la croissance, les pédiatres par
l’examen radiologique de la main et du poignet peuvent suivre la maturation du squelette et évaluer
"l'âge osseux". Petits ou grands, notre taille dépend pour une grande part de l'hérédité. Mais nos
comportements (alimentation, activité physique) modèlent aussi notre charpente osseuse.
La croissance du squelette dépend de trois grands facteurs :
- le facteur de l’intégrité des cartilages de conjugaison
- la présence des hormones et des facteurs de croissance
- un état nutritionnel dit satisfaisant qui permet une réponse cellulaire normale aux hormones
Différences très nettes des vitesses de croissance des différentes parties du corps (ex : les membres
inférieurs grandissent plus vite que le tronc): l’effet des hormones sexuelles est représenté par
l’apparition brutale des scolioses vertébrales.
Précocité de l’apparition des premières règles en France : alimentation trop riche
Stades de Tanner (1962) : précise l’âge de la maturation sexuelle.
Une croissance dite normale implique donc l’intégrité du squelette et notamment celle du cartilage
de conjugaison.
La masse et l'architecture osseuse sont conditionnées par le remodelage osseux, c’est-à-dire l'action
conjuguée dans le temps et dans l'espace des ostéoblastes et des ostéoclastes. Cinq groupes de
facteurs agissent pour modifier l'activité des cellules osseuses:
- Génétique : la qualité des protéines de la matrice osseuse fabriquée par les ostéoblastes détermine
en grande partie la résistance mécanique (par exemple, une altération du gène COL-1 aboutit à
l’ostéogenèse imparfaite).
- Nutritionnels : les apports calciques et protéiques vont conditionner l’acquisition u pic de masse
osseuse après la puberté, ils sont aussi très important chez le sujet âgé.
- Hormonaux : de nombreuses hormones agissent sur le métabolisme phosphocalcique de façon à
maintenir constante la calcémie et la phosphorémie. L’hormone parathyroïdienne, la calcitonine, les
hormones sexuelles, thyroïdienne, les corticostéroïdes…. Interfèrent avec le remodelage osseux et
tout déséquilibre hormonal à un retentissement sur le remodelage.
- Mécaniques : le tissu osseux, depuis l’échelon moléculaire jusqu’à l’échelon anatomique, est
conditionné par les contraintes mécaniques. Elles sont représentées par la force de gravité mais aussi
par les tensions musculaires qui exercent sur les pièces squelettiques.
- Micro-environnement : on oublie trop souvent que le tissu osseux n’a pas uniquement un rôle
biomécanique et un rôle dans l’homéostasie du calcium, il est aussi le tissu hôte de la moelle
hématopoïétique. Dans la moelle, l’activité mitotique est très importante impliquant de multiples
lignées, des hormones spécifiques, ainsi que des réseaux imbriqués de cytokines qui régissent la
différenciation, la prolifération et la maturation des différentes lignées sanguines. Les cellules
osseuses remodèlent l’os trabéculaire en étant en contact des cellules hématopoïétiques ; elles
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utilisent pour les différenciations et leurs activités, des cytokines qui peuvent interférer avec celles
utilisées par les cellules médullaires.
Facteurs agissant sur le remodelage osseux, la masse et l’architecture osseuse
Remodelage osseux
Résorption: les précurseurs des ostéoblastes stimulés libèrent des substances d’activation des
ostéoclastes. Ces derniers induisent une résorption de la matrice osseuse et des minéraux; une
lacune apparaît.
Préparation: les cellules mononucléaires préparent la surface osseuse pour une nouvelle synthèse par
les ostéoblastes.
Synthèse: les ostéoblastes synthétisent une matrice organique remplaçant l’os résorbé et remplissant
les lacunes.
Phase de latence: la surface osseuse est recouverte de cellules plates. Après une longue phase de
latence, les processus de remodelage recommencent.
Toutes anomalies constitutionnelles ou génétiques de ce cartilage conduisent à une situation de
résistance aux hormones avec un retard de croissance le plus souvent sévère et variable.
Chaque hormone agit donc sur des segments du squelette qui lui sont le plus sensible en fonction de
l’âge de l’enfant sachant que l’ossification des segments osseux progresse à des vitesses variables.
Nutrition et hormone sont étroitement liées, en effet la croissance dépend de la nutrition de l’enfant.
Hormone de la croissance et de la maturation :
Hormone de croissance:
- hormone de croissance (GH)
- IGF-1 (somatomédine C)
Hormone sexuelle :
- testostérone
- Progestérone
- Œstrogène
- Hormones thyroïdiennes (T4)
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Fractures de fatigue : réparation lente.
Définition remise en cause par la présence d’une ostéopénie voire d’une ostéoporose chez la femme
sportive.
Par ordre de fréquence, les membres inférieurs représentent + de 98 % des localisations. Le tibia
étant l’os le + menacé dans 50 % des cas, puis le tarse et les métatarses. Les sports les plus
incriminés : athlétisme, gymnastique, la danse etc…. Les localisations au niveau des membres
supérieurs sont beaucoup plus rares, les sports à risque sont : les sports de lancer, le tennis et les
sports de porter comme la gymnastique, l’haltérophilie etc…
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4. Maturation et exercice : maturation osseuse, musculaire, sexuelle,
cérébrale…
Maturus.
a) Réponse métabolique
Les mécanismes centraux par lesquels les exercices physiques influencent la croissance sont difficiles
à contrôler puisque la synthèse des hormones répond à un rythme cyclique de fonctionnement. Il
existe des périodes de stimulations avec des périodes de dépense élevée et des périodes qui vont
favoriser la diminution énergétique. Il existe des rythmes circadiens sous forme de cycle (12h de nuit
12h de jour) cycles circadiens, la logique temporelle est ancrée en nous, nous n’avons pas besoin
d’outil pour mesurer le temps) pour l’insuline (IGF permettent de secréter l’hormone de croissance
GH afin de produire les transformations correspondantes) mais aussi pour les facteurs de croissance :
tous ces contrôles, font que les processus de croissance associés ou non à une pratique physique
sportive sont complexes. En effet, ils vont être influencé par le type de nutrition c’est la raison pour
laquelle l’influence de l’EP intense est aussi difficile à séparer du protocole naturel de la croissance.
De manière similaire, il sera difficile de distinguer les effets physiologiques propres à la croissance, de
ceux provoqués par l’entrainement, ou bien inversement, ces changements provoqués par
l’entrainement peuvent être imputés à des changements normaux de la croissance notamment
pendant les étapes pré-pubertaires et pubertaires. La capacité anaérobie est réduite chez les enfants
par rapport aux adultes : ceci est dû à la plus grande concentration de mitochondrie et à la capacité
oxydative des cellules musculaires, ainsi il n’existe pratiquement pas de réponse anaérobie à
l’exercice pour l’enfant. L’AP libère l’hormone de croissance qui elle permet la libération d’IGF dans le
muscle. Cette augmentation des IGF n’est cependant pas produite exclusivement que par la GH mais
plutôt de manière directe par exercice physique.
Par conséquent, dès le début d’un exercice commence l’activité aérobie pour l’enfant, la capacité
anaérobie se développe surtout pendant la puberté, ceci est due à l’augmentation de la masse
musculaire. L’entrainement intense a donc peu d’effet sur le développement de la capacité anaérobie
pendant les âges pubertaires. La capacité aérobie se développe donc progressivement jusqu’à l’âge
de la puberté. Dès 1991, MALINA et BOUCHARD, indiquent à partir de plusieurs études sur
l’entrainement à capacités aérobie que cette dernière était difficile à entrainer avant l’âge de 10ans.
Aux âges pubertaires, les résultats ne sont pas concordants, ceci est dû probablement, aux
caractéristiques des enfants qui forment des échantillons et également à la variabilité d’âge
chronologique pour le quel se produit le pic de croissance pubertaire si bien que, les effets de
l’entrainement vont être masqué par le processus naturel, normal de la croissance.
La participation à des compétitions sportives et un entrainement intense ne parait pas avoir un effet
sur la taille, les longueurs et les proportions corporelles ni encore sur la vitesse de croissance. Par
contre, il est certain, que certains sports favorisent les personnes petites notamment dans le patinage
et la gym. Le volley et le basket sont plus représentatifs des personnes grandes. Mais il y a trop peu
d’étude longitudinale sur la croissance staturale des sportifs comparés à celle des non sportifs. Il est
aussi certain, que les différences de poids et de taille apparaissent entre sportif et non sportif dans
des études transversales mais pour le cas de la taille, ces différences sont dues aux facteurs de
sélections plus qu’à des différences provoqués par l’entrainement lui-même. Il existe une réduction
du potentiel de croissance chez certains sportifs soumis à une entrainement intensif (on pense
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notamment aux zones de croissances épiphizères qui se trouvent fragilisés  articulaires). Le poids
corporel va être affecté par la pratique sportive, elle agit sur la quantité de graisse corporel. En ce qui
concerne la forme du tronc, les enfants sportifs ont tendance à présenter une tendance à une forme
trapézoïdale (fille et garçon).
(grand = basket = génotype)
b) Masse musculaire
Pendant la puberté se produit une augmentation intense de cette masse, plus accentuée chez les
garçons que chez les filles, ce qui rend difficile l’analyse de cette influence que va avoir la pratique
sportive sur la masse musculaire pendant cette croissance.
c) Masse osseuse
L’exercice physique favorise la minéralisation de l’os et donc de la masse osseuse. EP peut à l’inverse
conduire à une déminéralisation osseuse notamment dans la pratique des sports asymétriques (ex :
Nadal avec un côté gauche hypertrophié). On observe une plus forte minéralisation du bras
dominant. Une autre étude (fin années 1970) a montré que la desnité osseuse du fémur est plus
élevée chez les garçons pratiquants que chez les non pratiquants du même sexe. Il est également vrai
que l’exercice physique intense une déminéralisation osseuse aux âges post-pubertaires.
Cette déminéralisation dépend de plusieurs critères : si l’entrainement est associé à des déséquilibres
alimentaires. (ex : le régime alimentaire des judokas).
La ménarche c’est la première apparition des règles souvent liée à une maturation osseuse. Chez une
fille lambda on constate une stabilisation de la taille. Chez la SHN il peut s’installer deux ans avant
d’avoir un cycle menstruel régulier.
 « la triade de la sportive ».
1. Trouble de l’alimentation
2. Aménorrhée
3. Ostéoporose
Bigorexie = accroc au sport.
L’exception est aussi une règle, comme l’extinction.
d) Changement de maturation
Caractères sexuels secondaires. = renvoi au diapo, stades de Tanner. Les changements que
l’entrainement va produire dans l’accélération de la croissance pubertaire sont en correspondance
avec les variations de la maturation osseuse et de la maturation sexuelle. Les études réalisées chez
des garçons mettent l’accent sur des pratiques de sport d’équipe. Ces garçons présentent une
maturité avancée vis-à-vis des non sportifs du même sexe. Cependant on observe aussi ce processus
12
dans des sports individuels. L’athlétisme et la natation. Au contraire dans des activités comme la gym,
la danse, le patinage… toutes les activités dites à catégories de poids, on observe chez les filles un net
retard vis-à-vis du mode de maturation d’osseuse comparée à la population non sportive.
Conclusion : L’AP ne provoque la maturation squelettique. La sélection peut être un facteur de
confusion qui laisse supposer qu’une maturité précoce existe alors qu’en fait elle n’est pas présente
(=génotype). (« c’est le sport qui a fait que je suis rester petit »= faux).
L’effet réel de l’exercice physique intense sur la croissance est difficile à établir (Cf. méthodo).
Il est difficile de grouper des enfants en sportifs et non sportifs car la majorité des enfants réalisent
une AP relativement intense, activité requise pour une croissance adéquate. La meilleure façon
d’analyser l’influence de l’APS sur la croissance est de la faire via les méthodes longitudinales ou se
compare ainsi les modes de croissance des enfants à AP normale avec ceux qui pratiquent un sport
régulier. Ces études sont peu nombreuses et il n’est pas possible d’établir des conclusions définitives
seulement à partir d’études transversales. Enfin, les enfants qui présentent les structures les plus
adéquates, obtiennent les meilleurs résultats et seront ainsi motivés à continuer dans la compétition.
A contrario, les enfants qui ne présentent pas ses aptitudes, se retirent du système de la pratique
sportive. L’échec fait qu’on abandonne : il faut trouver les moyens motivationnels pour maintenir le
lien.
On peut conclure que la pratique sportive n’influence pas de manière définitive le processus de
croissance des enfants et en général la croissance somatique, la maturation n’est jamais altérée par la
pratique sportive en dehors de toute pathologie médicale.
e) Effets sur la ménarche
En comparant des groupes de sportives et non sportives ; on observe que les filles sportives ont un
âge à la ménarche plus tardif que celles qui n’ont pas d’entrainement (environ 12 mois de différence).
Conclusion : différences entre sportives et non sportives pas évidentes ; il faut prendre en compte le
type de sport pratiqué. Les années d’entrainement qui précédent la maturation sexuelle. Un poids
d’environ 48kg associé à un % de graisse supérieur à 17% serait nécessaire pour que puisse se
produire la ménarche.
Conclusion générale : les différences morphologiques peuvent être le reflet de différences génétiques
du processus de maturation. En effet, des filles avec de meilleurs résultats dans plusieurs APS sont de
morphologie déterminée, à maturation lente. Si bien que les groupes de sportives d’élite juvéniles
correspondrait à celles ayant une maturité tardive et donc un ménarche tardif. De plus, les jeunes
filles à maturation tardive serait prédisposé socialement à la pratique sportive. Alors que celles qui
présentent une maturation précoce abandonnerait plus vite la pratique.
13
Conclusion du cours
L’effet réel de l’exercice intense sur la croissance est difficile à établir.
Parce que les résultats obtenus peuvent être influencées par la méthodologie (transversale,
longitudinale).
Il est donc difficile de grouper les enfants en sportifs ou non sportifs.
Les enfants pratiquent une activité physique souvent intense (la majorité) = facteur de croissance
adéquate.
Difficulté pour établir le concept réel de pratiques sportives. Correspondant à un niveau d’activité,
d’une moyenne d’âge pour un enfant ou un adolescent en croissance.
Ainsi avec les difficultés déjà mentionnées, on peut conclure que la pratique sportive n’influence pas
de façon définitive le processus de croissance des enfants, des ados et en général elle n’influence pas
non plus la croissance somatique et la maturation. D’autre part, les bénéfices de la pratique sportive
peuvent être nombreux mais doivent être regarder non pas à l’échelle du collectif mais à l’échelle
individuelle pour chaque sujet pratiquant.
14
Nutrition : Principes généraux ;
Particularités liées à la croissance et à la pratique sportive
Cours Harrant
On s’intéressera à l’adulte, l’enfant et l’adolescent, ainsi qu’aux adaptations qui sont liées au
processus de croissance. => Applicable à l’ensemble de la population. Les aliments doivent pouvoir
subvenir à l’ensemble de nos besoins et à chacune de nos cellules.
 Aliments : Nous consommons depuis notre prime enfance, des aliments qui ont une
composante chimique qui fait référence à leur structure chimique. De base, ils ont une origine
naturelle. (sauf ajouts) De ce point de vu, les aliments ont une composition complexe constituée
d’éléments digestibles ou non. Il n’existe pas d’aliment dont la composition permet de couvrir
d’ensemble de nos besoins nutritionnels. C’est l’association des aliments entre eux qui permet la
couverture des besoins de nos cellules. Ces aliments ont également une composante symbolique
voire émotionnelle. Il va falloir prendre en compte les habitudes alimentaires, les gouts, l’aspect
socio-économique, culturel, religieux qui vont moduler les habitudes alimentaires du sujet.
 Nutriments : Un aliment ayant une composition complexe devra dans l’organisme subir le
processus/phénomène de digestion au niveau du tube digestif qui va décomposer l’aliment en
molécules plus petites, simples, assimilables (absorbables par l’intestin vers le sang) : les nutriments.
Nos cellules vont ensuite les utiliser.
Il ne faut pas confondre l’aliment et le nutriment qui sera un élément constitutif d’un aliment. Les
aliments sont constitués de nutriments qui sont le résultat de la digestion des aliments. Les aliments
contiennent en proportion variable plusieurs types de nutriments (sauf un aliment : le sucre de table
qui contient le saccharose).
Le sucre est un aliment. Le muscle oxyde du glucose à l’exercice et non du sucre !! Le sucre qui est du
saccharose doit être hydrolysé (glucose + fructose => 2 monosaccharides). ATTENTION A
DIFFÉRENCIER DANS LES COPIES. +++
Les nutriments sont classés en deux catégories :
➔ Nutriments énergétiques (au niveau cellulaire, c’est l’oxydation de ces nutriments qui
permettra à la cellule de produire de l’ATP, de couvrir les besoins énergétiques de l’organisme) :
Macronutriments
◦ Lipides,
◦ Glucides,
◦ Protides
15
➔ Nutriments non énergétiques (leur dégradation ne produit pas d’énergie mais ils sont
indispensables au fonctionnement de l’organisme ; n’apportent pas de calories).
◦ Eau (le plus important/indispensable)
◦ Micronutriments : vitamines, sels minéraux, oligo-éléments.
◦ Fibres végétales
On parle de ration alimentaire journalière (ou quotidienne) qui doit être :
➔ Équilibrée : les apports alimentaires doivent couvrir les besoins de l’organisme. Cet équilibre
entre besoin et apport sera à la fois quantitatif (aspect énergétique) et qualitatif (répartition
des nutriments).
➔ Diversifiée
➔ Variée
Besoins de l’organisme
Apports alimentaires
Pour tous, cette alimentation est un facteur de santé.
Elle permet de couvrir les besoins nutritionnels.
➔ Chez l’adulte, les besoins sont uniquement des besoins d’entretien de l’organisme (la
croissance étant terminée).
➔ Chez l’enfant et l’adolescent, l’alimentation doit répondre à la fois aux besoins d’entretien et
de croissance (= assurer croissance et développement de l’organisme). Ces besoins de croissance
correspondent aux processus de synthèse et de stockage en particulier sous formes de protéines et
de lipides dans les tissus nouvellement construits. Ceci justifie des apports alimentaires spécifiques et
différents par rapport à l’adulte.
16
Malgré tout, les besoins nutritionnels chez l’enfant et les apports nutritionnels conseillés qui en
découlent sont difficiles à déterminer car :
a. Variabilité de la vitesse de croissance selon l’âge.
Cette vitesse de croissance est très rapide durant les trois premières années puis
stabilisation de la vitesse de croissance entre 4 et 10 ans puis à nouveau accélération
de la vitesse de croissance à la puberté.
b. Grande variabilité de l’âge de déclenchement de la puberté.
Cette période de puberté est comprise largement de 9 à 18 ans et permet de
rassembler les jeunes qui ont une puberté précoce et tardive. Chez la fille puberté de
9 à 14 ans et chez le garçon de 11 à 16 ans.
La puberté et l’adolescence sont des périodes de synthèse intense et de croissance très rapide de
l’organisme. Pendant cette période, l’enfant va acquérir 15% de sa taille adulte, 50% de son poids
définitif et 40% de sa masse osseuse. Cf. courbe de croissance page 5, 6 & 7 du polycopié.
Elle permet d’éviter les déficiences d’apports (micronutriments => souvent, touche vitamines et
minéraux néanmoins, pas seulement eux concernés.).
Elle permet d’éviter les risques de surcharge pondérale. (= excès alimentaire)
 Pour les sportifs, cette alimentation (liquide ou solide) équilibrée, variée, diversifiée, permet en
plus de couvrir les besoins spécifiques liés à la pratique de l’activité sportive et de maintenir le
poids de forme (= poids ou le sujet est au meilleur de sa performance). Cette alimentation est
également pour lui un des facteurs de la performance et permet d’éviter certaines contreperformances et blessures et d’éviter des comportements alimentaires à risque pour la santé du
sportif : troubles du comportement alimentaire du sportif (sports à catégorie de poids, sports à forte
composante esthétique (gymnastique (RS), danse etc.), haltérophilie, culturisme etc.).
Sportif : sujet qui pratique plus de 7, 8h d’activité sportive par semaine quel que soit l’âge.
Chez l’enfant : on peut distinguer 3 catégories :
➔ moins de 2h d’activité physique hebdomadaire : il est sédentaire.
➔ Activité normale : entre 2 et 6h par semaine
➔ Sportif : plus de 7h. Le suivi médical et nutritionnel est très important car une alimentation
inadaptée peut avoir des conséquences graves.
17
Apports nutritionnels conseillés
Ils sont regroupés dans un ouvrage de référence (2001) complété par des recommandations
régulièrement en fonction de nos connaissances (= actualisation) pour les spécialistes de la
diététique.
Définition : Les apports nutritionnels conseillés sont définis comme les quantités moyennes de
chacun des nutriments à fournir par personne et par jour pour satisfaire les besoins d’un groupe
d’individus et favoriser un bon état de nutrition. Ils correspondent à un état de nos connaissances à
un moment donné, il ne faut pas les considérer comme des normes imposées à tous. En effet, ces
apports nutritionnels conseillés sont des repères qui permettent un bon état de nutrition pour un
groupe d’individu en limitant autant que possible les risques de déficience ou de surcharge et de
déséquilibre alimentaire.
Quantités de nutriments que l’on conseille de consommer.
1) Apports nutritionnels énergétiques
a. Aspect quantitatif : apport énergétique total.
Cet apport énergétique total, il faut l’adapter aux dépenses énergétiques, il est différent chez
l’enfant et chez l’adulte.
Chez l’adulte, quel que soit son activité, la balance énergétique (apports/dépenses) doit être
équilibrée. (Schéma page 2 polycopié) => Bilan énergétique = 0
18
Dépense énergétique (DE) : Il existe différents types de DE.
1. Dépense énergétique de repos (DER), il s’agit des dépenses énergétiques incompressibles de
l’organisme qui correspond à la quantité d’énergie utilisée pour assurer les fonctions vitales de
l’organisme. C’est une dépense obligatoire, c’est la somme des dépenses énergétiques des différents
organes. Sa part est variable selon la dépense énergétique totale. => Ne disparaît que lorsque l’on
meurt, présente même pendant les phases de sommeil.
2. Activité dynamique spécifique des aliments (ADS), après chaque prise alimentaire, il y a une
dépense de chaleur. C’est l’énergie/la chaleur dépensée par l’organisme après chaque prise
alimentaire pour l’absorption intestinale, l’absorption et le stockage des aliments.
3. Thermorégulation : dépenses qui correspondent l’énergie dépensée par l’organisme pour
augmenter (thermogénèse) ou diminuer (thermolyse) la température centrale afin de maintenir une
température corporelle proche des 37°C.
4. Travail musculaire : l’activité physique (contraction musculaire) est le principal facteur de
variation de la dépense énergétique des individus. On sait que tout exercice musculaire nécessite une
augmentation importante de l’énergie chimique (ATP) apportée aux muscles participant à l’exercice.
La dépense énergétique peut être multipliée par 20 avec la pratique d’une activité physique ; cette
dépense est très variable selon le type, la durée et l’intensité.
Cette balance énergétique équilibrée est favorable à la stabilité de poids, et au maintien de la
composition corporelle.
 L’adaptation varie en fonction des individus : sexe, âge, poids, taille et de l’activité physique du
sujet (type, intensité, durée etc.).
NB : Les apports énergétiques totaux : les calories protidiques, lipidiques et glucidiques ne
représentent pas les mêmes parts des calories totales.
Chez l’enfant et l’adolescent, l’organisme est en croissance (processus de synthèse et stockage dans
les tissus nouvellement construits), les dépenses énergétiques liées à la croissance représentent 1 à
3% de la dépense énergétique journalière.
De ce fait, la balance énergétique doit être positive :
 Apports Énergétiques > Dépenses Énergétiques afin de permettre une croissance satisfaisante.
Un développement de l’obésité chez l’enfant peut être assimilé à un développement excessif du tissu
adipeux qui est normalement synthétisé durant la croissance ceci en raison d’un bilan énergétique
largement excédentaire à long terme.
19
 L’adaptation de ces apports énergétiques varie en fonction des individus : en fonction de l’âge
physiologique (et non pas biologique en raison du déclenchement de la puberté), du sexe, du poids
et l’activité physique de l’enfant (type, durée et intensité).
Apports énergétiques conseillés : page 6 polycopié, tableau.
Unité internationale d’énergie : kilojoule (kJ). 1kcal = 4,185 kJ
b)
Aspect qualitatif : nutriments énergétiques ou macronutriments
Facteurs de conversion en énergie des nutriments.
Nutrimen
ts
Glucides
Lipides
Protides
Alcool
Kcal/
g
4
9
4
7
Kj/
g
17
38
17
30
L’alcool n’est pas un nutriment (on n’a pas de besoin en éthanol), il a un effet toxique sur le système
nerveux central, il peut entrainer des atteintes du foie (cirrhose hépatique alcoolique), de l’estomac,
du pancréas, des ulcères. La consommation excessive augmente les risques de cancer (bouche,
estomac), cet alcool se transforme en lipide, l’énergie alcoolique n’est pas directement mise à
disposition du muscle pour l’énergie musculaire.
Sujet qui a besoin de 2700 kcal par jour et qui consomme qu’un seul aliment : la chocolatine (290kcal),
avec 9 chocolatines il couvre ses besoins de la journée. Il ne couvre pas ses apports en protides,
micronutriments, eau. Il doit y avoir une bonne couverture de ces apports caloriques.
1) Apport Protidique
Composés biologiques contenant de l’azote (perte irréductible d’azote).
 c’est ce qui différencie les protides des lipides et glucides qui n’en contiennent pas.
20
Protéines alimentaires qui sont constituées d’un enchaînement des acides animés (AA) qui sont
utilisés au niveau cellulaire. (AA = base des protides, le plus petit protide existant) Lorsque nous
consommons des protéines, à l’issu de leur digestion intestinale, il y a libération des acides aminés
constitutifs au niveau intestinal qui sont absorbés puis utilisés par les cellules pour la synthèse des
protéines endogènes (= protéines de l’organisme). Presque tout ce que nous consommons contient
des protéines.
Exemple d’aliments sans protéines : Huile (100% lipides) ; Glucides (100% glucides)
C’est un nutriment énergétique (4kcal/g) mais réellement dans la cellule, les protides ont un rôle
énergétique mineur sur tout l’ensemble de l’ATP de l’organisme (5 à 10% de la synthèse d’ATP). Par
contre, ces protéines ont deux rôles essentiels : structural pour les tissus (muscles etc.) et
fonctionnel (hormones, enzymes, de transport (albumine etc.) …).
Rôle énergétique mineur : avantage. Si l’oxydation des acides aminés augmente, c’est au détriment
des protéines de structure (musculaires par exemple). Il est avantageux que l’oxydation des acides
aminés ne participe pas à plus de 10% à la synthèse d’ATP.
Ces protéines alimentaires sont constituées d’acides aminés (animal ou végétal) et on en dénombre
une vingtaine de différents.
En nutrition, parmi ces 20 acides aminés, 8 ne sont pas synthétisables (donc dit « indispensables »)
par l’organisme. Ils sont donc indispensables et doivent être obligatoirement apportés par
l’alimentation (aspect qualitatif de l’apport protéique).
 Apport quantitatif
Chez l’adulte, couverture des besoins énergétiques en pourcentages (%) des apports énergétiques
totaux (AET) :
➔ chez le sujet non sportif, les calories protidiques ; 10 à 12% de l’AET
➔ chez le sportif : 12 à 15% de l’AET.
La masse protéique de l’organisme est renouvelée en permanence. Notre organisme à des pertes
d’azotes quotidiennes, une partie de l’azote contenue dans les acides aminés sont éliminées (par les
urines). Ceci entraine une obligation en apport azoté suffisant pour subvenir aux besoins de
l’organisme.
Pour avoir un bilan azoté équilibré, l’apport quantitatif conseillé en g/kg/jour.
➔ chez l’adulte non sportif : 0,8g/kg/jour de protides
➔ chez l’adulte sportif de loisir (2 à 3 fois par semaine) : 1,0 à 1,2 g/kg/jour.
➔ chez l’adulte très entrainé (1h à 2h, 4 à 5 fois par semaine minimum) : 1,2 à 1,5 g/kg/jour.
21
Chez l’enfant et l’adolescent sportif :
Les besoins en protéines sont nécessaires pour recouvrir les besoins en maintenance plus les besoins
en croissance. Le bilan azoté doit être positif, donc le besoin en protéine sera fonction de son âge, de
son sexe, de son poids. Besoins et apports, tableau 1 : page 8 polycopié.
➔
➔
➔
➔
chez l’enfant et l’ado non sportif de 6 à 11 ans : 0,87 g/kg/jour
puis diminution progressive à partir de 11 ans
jusqu’à 18 ans : 0,8 g/kg/jour
chez l’enfant et l’adolescent sportif : 1,1g/kg/jour.
 Apport qualitatif
La qualité des protéines ingérées est importante pour satisfaire les besoins en acides aminés de
l’organisme, en particulier les besoins en acides aminés indispensables. Les protéines sont présentes
dans de nombreux aliments en quantité très variable et leur qualité ou valeur nutritionnelle varie
d’un aliment à l’autre.
La valeur nutritionnelle d’une protéine dépend de deux facteurs :
➔ sa valeur biologique : dépend de son aptitude à équilibrer le bilan azoté. Cette aptitude tient
compte de sa composition en acides aminés ; en particulier celle en acides aminés
indispensables.
➔ sa digestibilité : qui se mesure par le coefficient d’utilisation digestive d’une protéine
(rapport entre l’azote absorbé et l’azote ingéré).
En se basant sur ces deux paramètres, on peut distinguer les protéines d’origine animales et
végétales qui n’ont pas les mêmes caractéristiques.
Protéines d’origines animales (viandes, poissons, fruits de mer, œufs, produits laitiers) : très
digestibles (supérieure à 95%), leur composition en acides aminés est adaptée à nos besoins (par
rapport aux protéines végétales).
Protéines d’origines végétales (soja légumineuse, légumes secs dans les féculents, céréales et leur
dérivé dans les féculents) : moins bonne digestibilité (80%), composition déséquilibrée en acides
aminés indispensables. Dans les végétaux, il y a en fonction des aliments des AA manquants ou très
faibles parmi les AA indispensables, on parle d’AA limitant.
Si on ne se basait uniquement sur les protéines animales, en continu, en particulier dans les viandes ;
il n’y a pas 100% de protéines, mais aussi des lipides. La consommation exclusive en quantité trop
importante apporterait un apport protidique trop important.
Couverture du besoin protéique : Rapport protéine animale/ protéine végétale= 1 à 1,1.
22
Les besoins en protéines sont largement couverts par une alimentation équilibrée et variée si l’apport
énergétique total est suffisant. L’apport protéique excessif est injustifié chez l’adulte comme chez
l’enfant et l‘adolescent.
Chez l’enfant ou l’adolescent sportif, même de haut niveau, il est totalement déconseillé de donner
des protéines ou des acides animés sous d’autre forme que les aliments courants. En effet, de
nombreux sujets rajoutent des protéines sous forme de poudre chez les adultes sportifs.
2) Apport lipidique
 Apport quantitatif
Les lipides jouent un rôle majeur dans le stockage de l’énergie et sa fourniture pour les cellules. Rôle
énergétique important des lipides.
Couverture des besoins énergétiques en % de l’AET :
➔ chez le non sportif : 35 à 40% de l’AET.
➔ Chez le sportif : 30 à 35% de l’AET. En dessous, on n’arriverait pas à couvrir les besoins
qualitatifs en acides gras.
Outre leur rôle énergétique, les lipides ont d’autres rôles :
➔ ils participent à la structure des membranes cellulaires : phospholipides (glycérol +
groupement phosphate).
➔ Rôle de précurseur d’hormones : en particulier le groupe des hormones stéroïdiennes qui
sont synthétisées à partir du cholestérol.
➔ Stockés sous formes de triglycérides (glycérol plus 3 acides gras stockés dans le tissus
adipeux, l’hydrolyse de ces triglycérides libère des acides gras pour produire de l’ATP).
➔ Les lipides peuvent être vecteurs de vitamines liposolubles (A, D, E, K). Lorsque nous
consommons des aliments délipidés, nous ne consommons pas les vitamines associées aux
matières grasses (ex du lait écrémé).
Ces lipides sont constitués d’acides gras. 2 grandes catégories de lipides : triglycérides,
phospholipides ou cholestérol. Quand on parle de lipides alimentaires, on parle de triglycérides
alimentaires.
Triglycérides (forme de stockage des lipides) = AG + glycérol.
Cholestérol et phospholipides sont essentiels à la structure des membranes.
Apport quantitatif en g/kg/jour :
Chez le sportif ou le non sportif : lipides = 1,0 à 1,5 g/kg/jour.
23
 Apport qualitatif
La qualité des lipides est fonction de la structure des acides gras constitutifs des lipides.
Les acides gras : chaîne d’atomes de carbone avec à chaque extrémité CH3 et COOH. Entre les deux,
enchaînement de carbones où sont fixés des hydrogènes. C’est le nombre d’atome de carbones
compris entre 4 et 22 pour les acides gras (toujours un nombre pair d’atomes de carbones). Ces
acides gras sont placés en fonction de la longueur de leur chaîne carbonée et en fonction de leur
double liaison éventuellement présente entre leurs atomes de carbones.
Page 9
AG saturés (AGS) : lorsqu’il n’y a que des liaisons simples entre les atomes de carbones, pas de
double liaison
AG insaturés (AGI) : qui présentent au minimum une double liaison entre les atomes de carbone. La
double liaison est placée sur un carbone donné x : l’acide gras s’appelle n-x.
➔ AG mono insaturés (AGMI) : 1 double liaison
➔ AG polyinsaturés (AGPI) : plusieurs doubles liaisons.
➔ Plusieurs familles
a. familles n-7 (première double liaison sur le carbone 7), n-9
b. familles n-6 : acide linoléique et ses dérivés.
c. Familles n-3 : acide alpha-linolénique et ses dérivés.
Les acides gras n-6 et n-3 sont des AG essentiels car non synthétisés par l’organisme. Ils doivent
obligatoirement être apportés par les aliments. Aucun acide gras essentiel ne peut être remplacé par
un autre. Ils ont des rôles importants : indispensables à la croissance normale et les fonctions
physiologiques de tous les tissus. Ces AG essentiels sont constitutifs des phospholipides
membranaires et permettent le bon fonctionnement de nos membranes. Ils sont nécessaires au
développement cérébral, à la maturation des fonctions neurosensorielles (surtout AG n-3).
Apports nutritionnels conseillés en Acides gras en % de l’apport énergétique
total
Lipides
% AET
AGS
12
Acide oléique (AGMI majeur : huile d’olive)
15-20
Acide linoléique
4
Acide alpha-linolénique
1
Autres acides gras
2
24
Origine et qualité des graisses alimentaires :
➔ graisses d’origine animale (graisse de canard, beurre, crème fraiche) : riches en AGS et en
cholestérol, facteur de risque de développement des maladies cardiovasculaires. Il est conseillé de
limiter leur consommation.
➔ Graisses d’origine végétale (huile principalement) : riches en AGI, on a tendance à privilégier
leur consommation. Mais les huiles ont une composition variable en fonction de leur origine. Il n’y a
donc pas d’huile « idéale », il faut donc diversifier leurs types.
Tableaux p 10, 11 : composition en acides gras des matières grasses.
Des matières grasses d’origine végétale (végétaline, huile de palme ou de copra, huiles végétales) =
100% de lipides avec 80 à 90% AGS.
Les huiles de noix et de noisettes sont des huiles fragiles qui s’oxydent facilement.
Sur ces graisses alimentaires, on a des graisses dites visibles qu’on ajoute aux préparations culinaires.
Il y a des graisses cachées, présentes à l’état naturel dans les aliments ou ajoutées lors de leur
fabrication (viennoiseries, fromages).
D’un point de vue pratique, sur un produit industriel apparaît la composition nutritionnelle pour 100
g de produit. Une préparation industrielle est considérée comme grasse si elle comporte plus de 10%
de lipides soit 10g de lipides pour 100g de produit : c’est un aliment hyper lipidique.
3) Apport glucidique
Les glucides ont un rôle dans la synthèse des acides nucléiques (= noyau ADN et ARN désoxyribose et
ribose sont des glucides) puisqu’ils participent à leur structure. Il y a des glycoprotéines, protéines qui
contiennent des glucides dans leur structure.
 Apport quantitatif
Les glucides ont un rôle essentiellement énergétique. Malgré la grande diversité des glucides, seuls
trois glucides sont absorbés en quantité notable par l’intestin : il s’agit de glucose, fructose et
galactose (monosaccharides) issus de la digestion intestinale des glucides alimentaires qui se
retrouvent dans les cellules hépatiques où le fructose et galactose vont être synthétisés en glucose.
Ce glucose, indispensable à toutes nos cellules (nerveuses) est le substrat énergétique majeur de
l’organisme.
Couverture des besoins énergétiques en % de l’AET :
➔ non sportif : 50 à 55% de l’AET
➔ sportif : 55 à 60% de l’AET
Apport quantitatif en g/kg/j :
➔ non sportif : 4 à 5 g/kg/j
➔ sportif : 5 à 7 g/kg/j
25
 Apport qualitatif
Le glucide est présent dans tous les produits végétaux ; en fonction de leur structure chimique, on
distingue des glucides complexes et simples.
➔ Complexes : amidon, polysaccharide, forme de stockage de glucose chez les végétaux
principalement présent dans les féculents qui sont des aliments adaptés à nos besoins car
riches en amidon et apportent les protéines végétales, minéraux, vitamines et des fibres
alimentaires.
➔ Simple : fructose (fruit), lactose (glucose + galactose), saccharose… monosaccharides ou
disaccharides. Origine : apportés par les fruits et les légumes ou sous forme de produits
sucrés.
Sur l’apport total en glucides :
➔ 80% devraient être des glucides complexes
➔ 20% des glucides simples (presque que des fruits et légumes).
Groupe des produits sucrés < 10% AET (cet apport ne doit pas être dépassé dans la journée).
Sucres visibles : en poudre ou en morceaux, ajoutés aux préparations culinaires.
Sucres cachés : ajoutés lors de la fabrication de certains aliments (gâteaux, desserts lactés,
confiseries, chocolat, glace, boissons sucrées, sauces, barres chocolatées, viennoiseries …)
2) Apports nutritionnels non énergétiques
a) Apport hydrique
Besoins hydriques : quantité d’eau nécessaire pour compenser les pertes.
➔ eau de boisson  2/3 du besoin en eau.
➔ Eau des aliments 1/3 du besoin en eau. (Ce dernier ne sera couvert que si l’on a une
consommation suffisante en aliments riches en eau tels que les fruits et les légumes.)
Besoin minimum : 1mL/kcal de ration/jour (kcal par dépense énergétique)
Les pertes en eau sont très variables et peuvent parfois être très importantes. Les apports en eau
doivent être quotidiennement adaptés aux pertes.
Le rendement mécanique de l’exercice étant d’autant plus faible que le sujet est petit, la production
de chaleur métabolique par kilo est plus élevée. La perte de chaleur se fait par production de sueur
qui va être évacuée (en lien avec la surface corporelle du sujet).
26
Chez l’enfant et l’adolescent :
Le rapport surface corporelle sur masse corporelle chez l’enfant est supérieure chez l’enfant/l’adulte.
Surface corporelle / Masse corporelle : Enfant > Adulte
La perte ou le gain de chaleur chez l’enfant est supérieur à l‘adulte.
Il faut tenir compte du fait que ces variations de température corporelle chez l’enfant peuvent être
plus importantes, il faut donc prendre des précautions quant à l’exercice physique (à chaleur
extrême) et forcer à s’hydrater suffisamment.
Facteurs pouvant influencer (modifier : augmenter ou diminuer) cette perte en eau :
➔ Température de l’air ambiant.
➔ Intensité et durée de l’exercice. Plus l’exercice est intense et long, plus la perte d’eau sera
importante.
➔ Lieu de pratique : Attention aux pratiques sportives en salle où l’évacuation de la sueur peut
être plus difficile. (ventilation de la salle peut être insuffisante, température ambiante de la
salle ok, mais la ventilation est primordiale) exemple : piscine.
➔ L’humidité de l’air : (= degré hygrométrique) Le passage de l’eau liquide à l’eau vapeur
consomme des calories thermiques et donc entraine une perte de chaleur. Le refroidissement
de l’organisme se fait par évaporation de chaleur et de sueur. Plus l’air est humide, plus il va
faire chaud, plus la perte en eau sera importante. Quand l’air est humide, la sueur a du mal à
s’évacuer, de ce fait, pour se refroidir l’organisme produit des quantités plus importantes de
sueur ce qui augmente la déshydratation du sujet.
➔ Plus l’altitude est élevée, plus la perte en eau augmente par l’augmentation du débit
ventilatoire notamment au cours de l’expiration.
Pourcentage d’oxygène ici : 20%, en haut 21%, la pression totale diminue donc la pression
partielle de chacun des gaz diminue aussi. Or, la ventilation (entrée et sortie de l’air au niveau
des voies aériennes) se fait selon un phénomène physique fonction du gradient de pression
des gaz (de la pression la plus haute à la plus basse). En haut on hyper ventile ce qui
augmente les pertes en eau dues à la ventilation.
➔ Le mode d’habillement : privilégier les vêtements transpirants et favorisant l’évaporation de
la sueur. Exit les vêtements imperméables.
(Coup de chaleur = stade ultime de la déshydratation (hôpital).
On démarre par le syndrome de déshydratation.)
27
Chez le sportif, qu’il soit jeune ou adulte, les apports en eau doivent être augmentés et adaptés
quotidiennement aux pertes.
Conseils pratiques concernant l’hydratation et l’exercice pour garantir un apport hydrique régulier :
➔ boire pendant mais aussi après l’exercice. En fin d’exercice, le sportif sera forcément en déficit
hydrique.
➔ Il ne faut pas se fier à la sensation de soif : à l’exercice, ce n’est pas un critère fiable du niveau
de déshydratation ni de l’efficacité de la réhydratation. Au repos, la sensation de soif permet
de compenser est plus en lien avec le niveau de déshydratation. A l’exercice, elle apparaît à
retardement et la déshydratation est déjà en train de généraliser (2% de perte de la masse
corporelle totale = 20% de perte de performance).
Boire régulièrement sans attendre la sensation de soif.
Pendant les séances d’entraînement :
➔
➔
➔
➔
➔
aménager des temps pour s’abreuver.
Avoir à disposition des boissons en quantité suffisante.
Prises d’eau fractionnées, toutes les 15 à 20 minutes.
Volume : 100 (environ un peu moins qu’un yaourt) à 200 mL/prise
Boire dès 15 ou 20 premières minutes d’exercice.
Comment évaluer nos pertes en eau ?
➔ suivi du poids corporel : bon indicateur de l’importance des pertes en eau. Peser avant et
après l’exercice et compenser. (sur une journée, pas sur la semaine (car sur une semaine, pas
que perte en eau).
Surtout chez l’enfant : calculer la perte en poids en % de la masse corporelle totale
b)
Aspects en micronutriments
 Sels minéraux et oligo éléments.
Éléments d’origine minérale éliminés de manière régulière par l’organisme ; ces pertes de minéraux
doivent être compensées par des apports alimentaires correspondant. Aucun élément minéral ne
peut en remplacer un autre.
Les sels minéraux sont présents en quantité notable dans l’organisme, ils sont :
Sels minéraux présents dans l’organisme
calcium
phosphore magnesium
sodium
potassium chlore
3 minéraux qualifiés d’électrolytes
Fer (faible)
zinc
cuivre
bolt
cobalt
Manganese
iode
28
Poly page 12.
 Sodium (Na)
 Ion extracellulaire prépondérant, son rôle est essentiel dans l’équilibre hydro électrolytique entre
les différents liquides de l’organisme. Il est indispensable à la transmission des influx dans les tissus
nerveux et musculaires.
 Présent dans le sel de cuisine : lorsqu’on consomme 1g de sel, on consomme 400mg de sodium.
Une consommation excessive de sel favorise à long terme le développement d’une hypertension
artérielle. Un apport de sodium dépassant les besoins ne présente aucun avantage nutritionnel, il est
justifié de ne pas avoir d’apport excessif en sodium.
Il ne faut pas dépasser un apport en sel (NaCl – Chlorure de Sodium) de 5 à 8 g / jour.
Tous les aliments contiennent du sodium mais c’est le sel de cuisine qui est la source principale de
nos apports en sodium.
On consomme le sodium sous forme de sel de table et par la présence de chlorure de sodium dans
l’alimentation industrielle (charcuteries, fromages, conserves, plats cuisinés, viandes et poissons
fumés etc.).
 Le potassium (K)
Cation (K+) présent dans les liquides intra cellulaires. Participe aux échanges d’eau entre les cellules
et indispensable à la transmissions des influx nerveux dans les tissus nerveux et musculaires.
Chez les sujets pratiquants une activité sportive régulière, les pertes de potassium par la sueur sont
faibles, une alimentation équilibrée et variée permet de couvrir les besoins.
Le potassium est largement répandu dans la plupart des aliments avec des teneurs plus ou moins
importantes.
Aliments riches en potassium : légumes secs, oléagineux, fruits et légumes (agrumes), les céréales (en
particulier complètes), les viandes et certains poissons.
 Le calcium (Ca)
Il est très présent dans l’organisme, nous avons de 1000 à 1200g de Ca dans l’organisme. C’est le
plus représenté.
99% sont localisés dans les os et les dents, indispensables à leur constitution et à leur entretien. Il
assure la rigidité et la solidité du squelette et des dents.
1% du calcium extra osseux intervient (entre autre) dans la contraction musculaire la conduction
nerveuse et l’activation de nombreux systèmes enzymatiques.
29
 Calcium et croissance :
Chez l’enfant et l’adolescent, un apport alimentaire suffisant en calcium est nécessaire pour
permettre d’une part une minéralisation optimale du squelette (durant la période de puberté, l’ado
acquiert 40% de sa masse osseuse.) D’autre part, pour augmenter la densité minérale osseuse et
atteindre, en fin de croissance, le pic de masse minérale osseuse. (= densité minérale osseuse
maximale atteinte lorsque la croissance staturale (= augmentation en taille) de l’enfant est achevée.)
Pour pouvoir atteindre cela, nécessite la conjonction de plusieurs facteurs :
➔ Apports en calcium de 1200mg/j que l’enfant soit sportif ou non.
➔ Apport en magnésium suffisant (de 280 à 410 mg/jour).
➔ Apport en vitamine D suffisant (5 micro grammes par jour) : elle favorise l’absorption
intestinale de ce calcium et son utilisation au niveau osseux. Des études ont montré qu’on est
capable de synthétiser la Vitamine D à partir du cholestérol au niveau des cellules de la peau
et sous les UV du soleil. Si des adolescents passent de nombreuses heures en salle, la
synthèse de Vitamine D va être réduite par rapport à des adolescents qui pratiquent à
l’extérieur.
➔ Activité physique régulière.
Les aliments riches en calcium :
 Rapport Ca/P >=1 chez l’enfant et l’ado.
Page 12 polycopié : « teneur en calcium ».
 Le phosphore (P)
Il intervient et indispensable dans l’entretien des os et des dents avec le calcium, dans le
métabolisme énergétique, il contribue au maintien de l’équilibre acide-base. (deuxième élément le
plus représenté, environ 700 g)
Ce phosphore est présent en quantité notable dans presque tous les aliments. Les aliments riches
en protéines et/ou riches en calcium, sont également riches en phosphore.
Les aliments les plus riches en phosphore sont les produits laitiers, les viandes, les poissons (+
crustacés et mollusques), jaune d’œuf.
 Le Magnésium (Mg)
Il intervient dans de nombreux métabolismes dont le métabolisme énergétique.
Concernant le sujet sportif, on a tendance à augmenter les apports en magnésium naturellement par
l’augmentation des apports alimentaires.
Aliments riches en magnésium : Fruits secs, oléagineux, céréales complètes, soja, légumes secs,
certaines eaux minérales.
30
Page 13 du polycopié
 Le Fer (Fe)
Le fer est un constituant de l’hémoglobine (sang, globules rouges) et de la myoglobine (muscles).
L’oxygène se fixant sur le fer, il est essentiel dans le transport de l’oxygène.
Dans les aliments, on distingue deux types de fer :
➔ Fer héminique, fer porté par l’hémoglobine et la myoglobine et donc présent dans les chairs
animales et absorbé de façon optimale par l’intestin.
➔ Fer non héminique, présent dans les chairs animales (en petite quantité), seule forme de fer
dans les végétaux et les produits laitiers. Le problème est qu’il est 3 fois moins bien absorbé
par l’intestin que le fer héminique.
Déficit en fer chez les sportifs est dû à des apports alimentaires déficitaires en fer.
Aliments les plus riches : les abats, viandes rouges, légumes secs.
Page 13 du polycopié
 Zinc (Zn)
Entre dans la constitution de nombreux systèmes enzymatiques. Participe à de nombreux
métabolismes cellulaires : synthèse des protéines. Il joue un rôle d’anti oxydant cellulaire : il
intervient dans la protection de l’oxydation des acides gras des membranes cellulaires.
Les aliments les plus riches en zinc : abats (= foie cœur, rognons), viandes, poissons, volailles, légumes
secs.
Page 3 du polycopié :
Alimentation raisonnablement salée,
Diversifiée en fruits et légume,
Et comportant des laitages, des aliments riches en fer
 Couverture des besoins en sels minéraux et oligo-éléments.
 Vitamines
Page 13 du polycopié
Substances organiques indispensables à l’organisme en quantité très faible mais que l’homme ne
peut synthétiser en quantité suffisante. Elles doivent donc être fournies par l’alimentation. Elles
constituent un groupe de molécules chimiquement très hétérogènes avec des rôles très différents
donc aucune vitamine ne peut en remplacer une autre.
Rôles : elles sont impliquées dans tous les mécanismes cellulaires.
31
Page 14 et 15 du polycopié
On distingue deux grands groupes de vitamines selon leur solubilité dans les graisses (lipides) ou
dans l’eau présente dans les aliments lipidiques.
 Liposolubles : A, D, E, K
Solubles dans les lipides. Elles sont présentes dans les graisses animales et végétales.
Vitamine A (rétinol)= molécule active / Béta carotène (provitamine A)
•
La vitamine A peut être produite dans l’organisme à partir de la beta carotène issu des aliments.
Elle joue un rôle dans la vision et a un rôle de facteur de croissance puisqu’elle va intervenir dans la
différentiation cellulaire et le renouvellement des cellules, en particulier celles de la peau.
Les aliments les plus riches en Vitamine A : aliments d’origine animale (foie, jaune œuf, matières
grasses, lait et fromages, beure). Bétacarotènes : dans les aliments d’origine végétale: légumes et
fruits colorés (carottes, melon, abricots etc.)
•
Vitamine D (calciférol)
Elle peut avoir une origine alimentaire (= source exogène) mais elle fait également partie des rares
vitamines qui peuvent être synthétisées par l’organisme (= source endogène). La vitamine D est
synthétisée par les cellules de l’épiderme à partir du cholestérol sous l’action des rayons
ultraviolets du soleil. Cette synthèse cutanée constitue la principale source de la vitamine D.
Rôle : la vitamine D favorise entre autre l’absorption intestinale du calcium et du phosphore, elle
agit au niveau de l’os pour maintenir la calcémie (concentration de calcium plasmatique/dans le
sang) elle agit au niveau de l’os et en favorise la minéralisation.
Maladie de carence de la Vitamine D : rachitisme. (Enfant) / Ostéomalacie (Adulte)
Origine alimentaire (animale ou végétale) : dans le foie, les poissons (surtout gras : thon, saumon,
maquereau), jaune d’œuf, les abats (foien cœur rognons) les lipides (matières grasses) du lait, le
beurre.
•
Vitamine E (tocophérols) (Page 14 du polycopié)
C’est un puissant anti oxydant cellulaire, de ce fait, elle intervient dans la protection de l’oxydation
des acides gras des membranes cellulaires.
Aliments les plus riches :
➔ Épinards, tomates, huiles végétales, oléagineux (noisettes, noix, amandes,), germes de
céréales.
➔ D’origine animale : foie, beurre.
32
• Vitamine K (phylloquinone).
Elle a deux origines : les aliments et elle peut être synthétisée par les bactéries de la flore intestinale.
Elle intervient dans la coagulation sanguine.
Origine alimentaire : le foie, certaines huiles végétales (colza, soja, olive), certains légumes verts
(choux, épinards).
 Vitamines hydrosolubles (C et du groupe B) plutôt présentes dans les végétaux.
Elles sont plus fragiles et plus facilement perdables notamment à la cuisson.
Appauvrissement de la ration alimentaire en vitamines. L’alimentation moderne nous a amené a faire
de mauvais choix d’aliments. En effet, ce n’est pas qu’il y a moins de vitamines dans les aliments c’est
nous qui les préparons et cuisinons d’une telle manière qu’on les appauvri mais aussi c’est nous qui
ne consommons pas les bons aliments.
• Vitamine B1 (thiamine)
Rôle : Elle intervient principalement dans le métabolisme des glucides (important chez le sportif). Le
besoin en vitamine B1 est proportionnel à l’apport en glucide.
Aliments riches en VB1 : légumes secs, céréales complètes, oléagineux (noisettes, amandes, noix),
fruits secs et les abats (foie, rognons etc.).
• Vitamine B2 (riboflavine).
Rôle : Elle joue un rôle dans le catabolisme (= dégradation) des acides gras.
Aliments les plus riches : dans de nombreux aliments animaux et végétaux, en particulier dans le foie,
les rognons, viandes, poissons, légumes secs…
• Vitamine PP
Rôle : Elle est impliquée en particulier dans les réactions du métabolisme énergétique. Le besoin en V
PP est lié aux apports énergétiques puisqu’elle est liée dans les réactions du métabolisme
énergétiques.
Aliments riches : foie, rognons, viandes et poissons (Animaux) ; légumes secs (pois chiche, lentille
etc.), fruits secs et oléagineux. (Végétaux)
33
• Vitamine B5 (acide pantothénique)
Rôle : Elle est impliquée dans le catabolisme des substrats énergétiques : glucoses, acides gras, acides
aminés.
Aliments les plus riches : foie, rognons, viandes, poissons ; légumes secs, fruits secs et oléagineux.
• Vitamine B6 (pyridoxine)
Rôle : Elle intervient en particulier dans le métabolisme des acides aminés. Le besoin de la vitamine
B6 dépend des apports alimentaires en protides.
Aliments les plus riches : foie, rognons, viandes, poissons ; légumes secs et céréales (complètes ++).
• Vitamine B8 (H ou biotine).
Rôle : Elle intervient dans la synthèse des acides gras et du glucose.
Aliments les plus riches : foie, rognons, œufs ; légumes secs.
• Vitamine B9 (acide folique).
Rôle : Elle est impliquée dans la synthèse des protéines, des acides nucléiques (ADN, ARN) et de l’ATP.
Aliments les plus riches : foie ; légumes secs, certains légumes verts (à feuille verte !).
• Vitamine B12 (cobalamines).
Rôle : Elle intervient dans le métabolisme de certains acides aminés et la maturation des globules
rouges.
Aliments les plus riches : Elle est présente uniquement dans les aliments d’origine animale : foie,
rognons, viandes, poissons, œufs et produits laitiers.
• Vitamine C (acide ascorbique). (Page 13 du polycopié)
La vitamine C est la vitamine la plus fragile, sensible à la chaleur, lumière, oxygène et l’humidité. En
fonction des vitamines, cela influe sur le mode de préparation et de conservation.
Carence en vitamine C : le scorbut très rependu chez les marins.
Rôle : La vitamine C a de nombreux rôles. Elle participe aux réactions immunologiques anti
infectieuses de l’organisme par son rôle dans la production dans anticorps.
34
Elle facilite l’absorption du fer non héminique (= non fixé sur l’hémoglobine, fer d’origine végétale et
des produits laitiers) et a également une action anti oxydante (comme la Vitamine E) qui protège les
acides gras des membranes de l’oxydation et elle
Concernant la performance sportive, cette vitamine ne va pas l’améliorer si ce sportif n’a pas de
carence dans cette vitamine.
Aliments les plus riches : légumes (pomme de terre) et les fruits (agrumes et fruits exotiques), le foie
et les rognons.
Avec une alimentation équilibrée, diversifiée et variée, on n’a aucun problème de carence dans ces
vitamines.
Pour tous sujets, même sportif, les apports vitaminiques doivent se faire par une alimentation
équilibrée et diversifiés, il n’y a donc pas besoin de se supplémenter.
c)
Apports en fibres alimentaires
Ce sont des glucides complexes (polysaccarides) présents dans les végétaux et non digérés par les
enzymes du tube digestif donc non absorbés. Les produits de dégradation sont utilisés par les
bactéries mais ont aussi un rôle trophique (= qui permet le renouvellement et développement) pour
la muqueuse intestinale.
Tous les aliments d’origine végétale non raffinés en contiennent, il y a 4 substances principales :
cellulose, hémicellulose, pectines et lignine.
Ces fibres végétales jouent des rôles directement dans les tubes digestifs :
➔ la présence de ces fibres dans notre tube digestif régularise le transit intestinal, elles vont
maîtriser la consistance des selles (un sujet qui a une alimentation avec 0 fibres serait constipé, à
l’inverse le sujet aurait la diarrhée).
➔ Ces fibres végétales (glucides) ralentissent l’absorption intestinale des glucides (étale
l’absorption intestinale du glucose).
La consommation de fibres végétale est un des facteurs de :
➔ prévention du cancer du côlon,
➔ prévention des maladies cardiovasculaires car elles peuvent favoriser l’élimination digestive
du cholestérol en diminuant son absorption intestinale.
(Page 13 du polycopié)
Aliments les plus riches : son (de blé, de riz), légumes secs, céréales complètes, légumes et fruits.
La consommation quotidienne d’au moins 5 portions par jour de végétaux permet un apport
alimentaire en fibres suffisant.
35
4. L’équilibre alimentaire
On considère qu’une ration est équilibrée si cette ration apporte en une même journée et dans des
rapports satisfaisants tous les nutriments nécessaires au fonctionnement de l’organisme. Cet
équilibre alimentaire n’est pas réalisable totalement sur une journée, mais plutôt sur une ou plusieurs
semaines.
Il y a 6 règles concernant l’équilibre alimentaire (s’appliquant à l’ensemble de la population, quel que
soit l’âge, l’activité physique).
a) équilibrer les apports et les dépenses énergétiques
 Notion de balance énergétique : stable chez l’adulte (apport = dépense = 0), positive chez l’enfant.
 équilibrer la répartition des macros nutriments.
 La couverture des calories totales par les calories glucidiques, protidiques et lipidiques (Tableau
page 3 du polycopié).
 diversifier et varier l’alimentation ; groupes alimentaires.
 On s’intéresse aux groupes d’aliments.
Tableau page 16 du polycopié : classe les aliments en fonction de leur origine et de leur composition.
Il y a 6 groupes d’aliments et les boissons.
Le groupe des viandes poissons œufs : viandes, abats, poissons œufs. Nutriments : protéines
animales, lipides, V B, Fer. (Il n’y a pas la charcuterie !!, il ne faudrait en consommer que des petites
quantités à cause de leur teneur en lipides).
 Diversité alimentaire : c’est la consommation journalière d’aliments pris ou choisis dans chacun des
différents groupes d’aliments. Tous les jours, on doit consommer un ou plusieurs aliments
représentant les différents groupes.
 Variété alimentaire : c’est la consommation journalière d’aliments différents au sein d’un même
groupe. (3 produits laitiers ou fruit dans la journée : on ne choisit pas trois fois le même !)
 privilégier les aliments à densité nutritionnelle élevée.
 La densité nutritionnelle d’un aliment exprime son contenu en micro nutriments (minéraux et
vitamines) par rapport à son contenu énergétique.
Si pour un aliment, sa teneur en micronutriments est élevée pour un apport énergétique peu
important, alors cet aliment aura une densité nutritionnelle élevée.
Les légumes et les fruits sont le groupe à la densité nutritionnelle la plus élevée sur les 6. Les produits
sucrés ont une densité nutritionnelle nulle
L’inverse de la densité nutritionnelle est la densité énergétique : elle exprime l’apport énergétique
d’un aliment rapporté à son poids ou à son volume.
L’aliment à la densité énergétique élevée est la matière grasse avec l’huile (100% de lipides).
36
 répartir les prises alimentaires dans la journée.
➔ Il est déconseillé de sauter des repas
➔ Éviter le grignotage
➔ 3 prises alimentaires par jour.
Tous les besoins nutritionnels de la journée doivent être répartis sur l’ensemble de ces prises
alimentaires :
•
•
•
•
Petit déjeuner : 20 à 25% de l’AET.
Déjeuner : 35 à 40% de l’AET
Dîner : 30 à 35% de l’AET
Collation : 10 à 15% de l’AET.
Il faut structurer les apports alimentaires dans la journée, le petit déjeuner est un repas.
Chez le sujet sportif, on peut être amené à proposer 4 à 5 prises alimentaires dans la journée qui sont
à adapter avec l’entraînement et à son organisation dans la journée.
 Structurer ses repas.
 Cela fait référence à la fois à la composition des repas et à la consommation à horaires réguliers des
repas. Le fait de structurer ses repas permet de répondre à l’ensemble des besoins de l’organisme.
Exemple de répartition journalière : page 16 du polycopié. On retrouve un ou plusieurs groupes
d’aliments dans la journée (produits laitiers).
A propos des lipides, un aliment qui contient plus de 10g de lipides pour 100g de produits est un
aliment hyper lipidique.
Tableau page 17 et jusqu’à la fin du polycopié
ERREURS ALIMENTAIRES LES PLUS COURANTES :
37
1) Apports énergétiques excessifs
2) Déséquilibre des apports en protides, lipides, glucides
 Excès de protides :
Population générale : 14% (60 à 65% d’origines animales)
 Excès de lipides
Population générale : 42% (60% d’origines animales)
Viandes ou équivalents :
Bœuf : - Bifteck grillé : 5%
- Entrecôte : 12%
Porc : - filets 4%
- côtelettes : 15%
- Échine 15%
Poulet : - Poulet roti : 6%
- Poulet + peau : 14%
Œuf :
- dur : 10%
- Au plat, brouillé : 20%
Saucisse de toulouse : 32%
Paté campagne : 30%
Rillettes : 40%
Salami : 40%
Pomme de terre : 150g
- Vapeur : 120kcal
- Vapeur + beurre : 200kcal
- Frites : 420kcal
 Excès de glucides simples :
Population générale : 44% (20% de produits sucrés)
3) Déficience d’apport en minéraux et vitamines
4) Insuffisance d’apport en fibres
5) Insuffisance d’apport en eau
38
Adaptations spécifiques de l’enfant
à l’exercice aigu et chronique
Cours P. Granier
➔ Introduction :
« L’enfant n’est pas un adulte en miniature et sa mentalité n’est pas quantitativement mais aussi
qualitativement différente de celle de l’adulte, si bien que l’enfant n’est pas seulement plus petit, il
est aussi différent ». CLAPAREDE, 1937.
En effet, des caractéristiques vont être en permanence en évolution chez l’enfant. Des travaux
scientifiques ont cherché à déterminer comment l’enfant évolue physiologiquement ?
Définition :
La croissance peut être définie par 3 items :
• augmentation des dimensions du corps :
• caractéristique de l’enfance
• complexe car il est lié à plusieurs facteurs (génétiques, biologiques et environnementaux).
Sous le contrôle de facteurs biochimiques et hormonaux qui produisent des modifications qui module
la capacité de l’individu à s’adapter e produire la performance motrice.
➔ Nature des processus de croissance et de maturation :
La croissance :
Elle est caractérisée par deux modifications à deux niveaux :
 augmentation de la taille du corps dans son ensemble
 augmentation de parties spécifiques
Pour expliquer ce processus de croissance on doit descendre à l’échelle de la cellule. Elle est liée à
des phénomènes cellulaires de trois types :
 Hyperplasie : augmentation du nombre de cellules.
 Hypertrophie : augmentation de la taille des cellules.
 Accrétion : augmentation des substances intercellulaires.
Au cours de la croissance, les processus anaboliques sont largement plus important que les processus
cataboliques (anabolisme > catabolisme).
Les processus anaboliques sont les processus qui englobent toutes les réactions de synthèse alors
que les réactions cataboliques sont des réactions de dégradation.
D’où l’importance des apports (nutrition) à donner aux individus en croissance.
La maturation :
Elle concerne l’ensemble des changements du sujet tout au long de l’enfance et de son adolescence.
On atteint progressivement un état de maturation. Les deux principales caractéristiques de la
maturation sont la maturation sexuelle et osseuse de l’individu.
39
Elle peut être étudiée sous deux aspects :
- Timing = apparition d’un événement lié à une maturation spécifique.
- Tempo = vitesse de progression de la maturation.
Ces deux processus varient considérablement selon les individus.
Ces processus de croissance et de maturation vont progressivement conduire à l’âge adulte. Ils vont
ensuite s’arrêter à l’âge adulte et vont laisser place à des processus de vieillissement.
1. Vue d’ensemble de la croissance :
Cette croissance peut être subdivisée en deux parties :
1. Croissance pré-natale : depuis la conception à la naissance de l’enfant.
2. Croissance post-natale : on distingue trois grandes périodes : petite enfance (2 premières
années de vies), enfance (2 ans  adolescence), adolescence (vers 10-15 ans).
L’adolescence intervient de façon très variable selon les individus. Elle est caractérisée par une
poussée de croissance et par une maturation sexuelle.
Rythme de croissance générale (cf diapo) : elle est très importante à suivre de la naissance à 20 ans.
On a donc 4 phases :
 augmente durant la petite enfance
 ralentie et se stabilise durant l’enfance
 augmente durant l’adolescence
 ralentissement jusqu’à l’âge adulte.
Les courbes des filles et des garçons se séparent à l’adolescence !
La puberté est caractérisée par un gain de taille rapide mais bref : le pic secondaire de croissance (12
ans pour la fille et 14 chez le garçon). La taille définitive est atteinte vers 16,5 ans chez la fille et 18
ans chez le garçon.
Durant le 20ème siècle :
 la taille moyenne a progressivement augmentée dans les pays industrialisés = avance
séculaire. En Europe, elle a augmenté de 1 cm par décennie. En France, 0,7 cm/décennie de
1900 à 1960 puis 1 à 2 cm/décennie de 1960 à 1990.
Cette avance séculaire de la taille est expliquée par une amélioration de l’alimentation et du statut
économique et social.
2. Croissance des différents tissus
a) Tissus nerveux
Tissus nerveux : augmentation très rapide durant la petite enfance, elle continue durant l’enfance et
se stabilise à l’adolescence. A l’âge adulte, elle a quasiment atteint la taille finale.
L’évolution est particulièrement importante pendant la vie fœtale. En effet, à la naissance, la tête du
nouveau né représente environ ¼ de la taille totale. Certains comportements de la mère peuvent
affecter cette taille : alcool, dogue, cigarette... qui conduisent à des déficiences mentales graves.
40
On mesure l’évolution du périmètre crânien car l’encéphale est l’organe dont la croissance est la plus
rapide durant la petite enfance et l’enfance. Il est important de la mesurer (détection d’anomalies du
développement du système nerveux).
Le développement et la maturation du système nerveux sont soumis à : l’alimentation, les relations
sociales et la sollicitation de l’environnement.
Croissance du système nerveux précoce : à l’âge de 7 ans le SNC atteint déjà 95% des dimensions qu’il
présentera à l’âge adulte.
b) Tissus lymphoïde
Il intervient pour lutter contre les infections. C’est un système de défense de l’organisme.
Sa croissance est importante au cours de l’enfance et de la période pré-pubertaire. Entre 1 et 13 ans
le tissus lymphoïde a une croissance environ * 2 / fin adolescence.
c) Système génital
Elle évolue avec des caractères sexuels primaires et secondaires.
Augmentation au cours de l’enfance et de la période pré-pubertaire. Il a une accélération pubertaire
très rapide due à la maturation sexuelle.
Courbes de croissance post-natale systémique : l’intérêt est qu’elles indiquent la nature différentielle
de la croissance post-natale. On peut donc montrer qu’il existe peut-être des sources potentielles de
variation (ex : conséquences de malnutrition, du surentrainement, etc).
Pics de croissance : affectent la motricité de l’enfant et peuvent affecter la performance. A l’inverse,
certains sports et une pratique intensive génèrent un ralentissement de la croissance et un retard de
maturation.
Pratique à haut niveau de la gym ? BRICOUT, 2003.
Des travaux révèlent que les jeunes pratiquants présentent des retards staturo-pondéraux d’environ 2
ans, un retard de la maturation sexuelle. A l’arrêt de la pratique intensive, on constate une reprise de
la croissance qui conduit à acquérir une taille normale à l’âge adulte.
D’autres travaux se sont intéressé sur un éventuel lien entre les aspects biométriques et la prédiction
de la performance.
Sélection des enfants à partir des caractéristiques biométriques des athlètes performants adultes ? Il
y a trop de modifications (morphologiques, physiologiques, psychologiques) au moment de la
puberté pour que ce critère biométrique soit le seul facteur que l’on puisse prendre en compte.
Il y a aussi les facteurs sociaux, psychologiques et environnementaux qui sont plus importants pour
prédire l’avenir de jeunes gymnastes (CLAESSENS & LEFEVRE, 1998).
➔ Principales modifications de l’organisme en cours de croissance
41
3. La composition corporelle
Elle peut être étudiée par la masse corporelle (kg). L’évolution de la masse corporelle est comparable
à celle de la taille.
Masse corporelle (kg) = Masse grasse (kg) + Masse non grasse (kg)
Deux compartiments : masse grasse (tissus adipeux) et masse non grasse (os, muscles, eau). La
masse non grasse peut être appelée masse maigre mais ce n’est pas juste.
Au cours de la croissance le rapport masse grasse et masse maigre se modifie.
Evolution de la masse grasse :
Elle est stockée à 2 niveaux :
 Sous la peau : tissus adipeux sous cutané. Sa masse peut facilement être détecté et quantifié
par la méthode des plis cutanés (triceps, biceps, sous-scapulaire, supra-iliaque).
 Autour des viscères : tissus adipeux viscéral. Souvent utilisé dans le cadre d’un suivi à
l’entraînement. On ne peut donc pas l’évaluer par la méthode des plis.
Au cours de la croissance, on a une augmentation très rapide durant la petite enfance puis se stabilise
entre 2 et 5-6 ans (idem garçon/fille). Après 8-9 ans, l’augmentation est plus rapide chez les filles. A
17 ans, 25% chez les filles et 18% chez les garçons.
Evolution de la masse maigre :
Elle augmente comme la masse totale avec toutefois une différence : après la puberté elle augmente
de façon plus importante chez les garçons.
Différence de composition corporelle entre garçon et fille au moment de la puberté s’explique par
une imprégnation hormonale différente. En effet, chez la fille on a une augmentation de la sécrétion
des œstrogènes et progestérone. Chez le garçon, on a l’augmentation de la testostérone qui est
anabolisante et permet une augmentation du développement du tissu musculaire.
Important : maintenir le rapport normal masse grasse / masse maigre ! car toute augmentation du
tissu adipeux pendant l’enfance sera difficile à éliminer plus tard. Actuellement, nous sommes dans
un rapport plutôt inquiétant. Les comportements alimentaires y sont pour beaucoup (lipides, « junk
food », « sucres cachés) => augmentation de la prévalence de l’obésité de l’enfant (1980 : 5 à 6% ;
2000 : 15%)
Surveiller l’I.M.C. !
4. La croissance et la maturation neuromusculaire
De la naissance à l’âge adulte vont se produire des modifications qui vont affecter le système
neuromusculaire à 2 niveaux :
- la jonction neuromusculaire
- le processus de myélinisation des neurones.
La transmission neuromusculaire se fait par l’intermédiaire d’un nerf moteur : le motoneurone, qui
vient innerver la fibre musculaire.
Cf. Schéma 11bis
42
La jonction neuromusculaire se constitue d’une terminaison axonale, d’une fente synaptique
et de la membrane de la cellule musculaire [voir schéma 9, 10 et 11].
Un influx nerveux est une succession de potentiel d’action. Au niveau de la terminaison axonale, on a
des vésicules qui contiennent un neuromédiateur, sous l’effet de l’arrivée du potentiel d’action, ces
vésicules vont libérer leur contenu dans la fente synaptique par un processus d’exocytose. Le
neuromédiateur va se retrouver dans la fente synaptique et va pouvoir aller se fixer au niveau de
récepteurs qui lui sont spécifiques sur la membrane de la fibre musculaire.
Le neuromédiateur de la jonction neuromusculaire est l’acétylcholine [voir schéma 12]. Lorsque
l’Acétylcholine vient se fixer sur les récepteurs de la fibre musculaire, cette liaison active des canaux
ioniques qui vont permettre l’entrée du sodium (Na+) dans la fibre musculaire.
Cette entrée de sodium va dépolariser la membrane de la fibre musculaire (le sarcolème) et
permettre ainsi la poursuite de la propagation du potentiel d’action au niveau de la fibre musculaire
[voir schéma 13]. Cette fibre musculaire présente des replis : système T ou tibulaire transverse, ils
sont très proches du réticulum sarcoplasmique. Lorsque le PA va arriver au niveau d’un système T,
étant donné que le réticulum sarcoplasmique est très proche, cela va provoquer une libération du
calcium, lequel va se fixer sur la troponine.
A la naissance, il y a une immaturité de la jonction neuromusculaire car la terminaison
axonale ne contient pas assez de vésicules d’ACh. On ne peut pas réaliser de contractions musculaires
répétitives et très rapidement, si on le fait, on observe une fatigue précoce qui va imposer un arrêt.
La maturité de cette jonction est acquise et complète à l’âge de 3 mois. Elle est donc complète quant
l’enfant va débuter une pratique sportive. Ce n’est pas cette jonction neuromusculaire qui est un
facteur limitant dans l’apprentissage moteur et la pratique d’activité physique et sportive.
La myélinisation des fibres nerveuses : la gaine de myéline a une influence sur la propagation du
potentiel d’action, qu’elle va accélérer.
2 types de neurones :
- Neurones amyélinisés : qui ne contiennent pas de gaine de myéline vitesse de propagation
lente.
- Neurones myélinisés : avec les nœuds de ranvier vitesse de propagation rapide.
La conduction est différente dans ces 2 types des neurones. Pour les neurones amyélinisés, la
propagation se fait de proche en proche. Pour les myélinisés, la propagation est saltatoire.
Ce constat établis, la myélinisation des fibres nerveuses ne s’achève qu’à la puberté. Cette différence
de myélinisation est responsable de la différence d’habileté motrice entre enfants et adultes [voir
schéma 14]. Le processus de myélinisation est donc fondamental dans le développement de la force
et de la puissance. Il est illusoire d’envisager de développer ces dernières tant que le système nerveux
n’est pas mature.
5. Le volume musculaire
Lors de la croissance, les modifications vont affecter le volume musculaire. Le développement
se caractérise par une augmentation du volume musculaire et ainsi une augmentation de la force de
contraction.
Cette augmentation de volume peut s’expliquer par 2 processus :
- l’augmentation du nombre de fibres musculaires (hyperplasie)
- l’augmentation de la taille des fibres musculaires (hypertrophie).
43
En fait, les 2 processus se succèdent : au début (durant la vie fœtale et les 3 premiers mois) cette
augmentation de volume est due à une hyperplasie. Après 3 mois, l’augmentation du volume est
uniquement liée à une hypertrophie. Jusqu’à la puberté, l’évolution de la masse musculaire est
comparable entre les filles et les garçons. Après la puberté, le volume de la masse musculaire
augmente seulement si le muscle est stimulé et cette augmentation est plus importante chez les
garçons que chez les filles [voir schéma 15].
A la naissance, le tissu musculaire représente 20% à 25% du poids corporel total, à l’âge adulte, il peut
représenter jusqu’à 40%. La masse musculaire va se développer rapidement après la puberté. La
masse musculaire adulte est atteinte à l’âge de 16/20 ans chez les filles et vers 25 ans chez les
garçons.
6. La distribution des fibres musculaires :
Les modifications observées entre la naissance et l’âge adulte vont affecter à la fois la
distribution des fibres (le type de fibres) et aussi le type de contractilité des fibres.
Rappel :
• les fibres de type I : oxydatives (aérobie), lente, rouges, résistantes à la fatigue.
• les fibres de type IIa : oxydatives et glycolytiques, plus rapides, intermédiaires.
• les fibres de type IIb : glycolytiques (anaérobie), rapides, blanches, peu résistantes à la
fatigue.
Typologie difficile à étudier car méthode d’étude traumatique (biopsie). A la naissance, il y a à
peu près 40% de fibres I, 35% de fibres IIa et 10% de fibres IIb. Le reste sont des fibres indifférenciées
(15%). Durant les 2 premières années, on assiste à une augmentation rapide de la proportion des
fibres de type I, les fibres de type II augmentent de façon moins importante et on a une diminution
des fibres indifférenciées. Cette modification des fibres musculaires est une distribution en faveur du
renforcement du métabolisme oxydatif (aérobie). Dès 8 ans, à la puberté, la distribution reste stable
avec une tendance à la conversion des fibres I en fibres II. On a donc un renforcement du
métabolisme glycolytique (anaérobie), sans variation du nombre total de fibres musculaires [voir
schéma 16].
7. Le métabolisme énergétique :
Les modifications de la naissance à l’adulte vont aussi porter sur les métabolismes énergétiques.
On a une modification des réserves de substrats énergétiques.
a) Les réserves en substrats énergétiques
A la naissance, l’ATP représente < 1mmol/kg.
A 1 an, l’ATP représente = 3mmol/kg.
A l’âge adulte, l’ATP représente = 5mmol/kg.
Au cours de la croissance, les concentrations intramusculaires en ATP vont augmenter de la naissance
à l’âge adulte.
La phosphocréatine a une évolution identique au cours de la croissance que pour les réserves d’ATP.
Elle va donc progressivement augmenter.
Le glycogène : toujours en réserve dans le foie ou dans le muscle. La capacité de stockage du
glycogène au niveau du muscle est plus faible chez l’enfant que chez l’adulte d’environ 50%.
44
b) Utilisation des substrats énergétiques
L’ATP et la phosphocréatine : à l’exercice, l’utilisation de l’ATP ne varie pas au cours de la croissance,
l’utilisation de la phosphocréatine entre 11ans½ et 15ans1/2 augmente.
Le glycogène : la vitesse d’utilisation du glycogène est plus faible chez l’enfant que chez l’adulte. Cette
utilisation est directement proportionnelle à l’âge des sujets. Cette utilisation est aussi
proportionnelle à la maturation pubertaire [voir schéma 17].
Le métabolisme aérobie : l’activité des enzymes du cycle de KREBS est 50% plus importante chez un
enfant de 11ans par rapport à un adulte [voir schéma 18], car c’est complémentaire de la
prépondérance des fibres de type I. chez l’enfant, il y a une prédisposition à un métabolisme aérobie.
Le métabolisme anaérobie : l’activité des enzymes (phosphofructokinase) de la glycolyse est 50% plus
faible chez un enfant de 11 ans par rapport à un adulte [voir schéma 19 et 20]. Cette activité est
complémentaire des stocks de glycogènes musculaires plus faible chez l’enfant que chez l’adulte. Chez
l’enfant, le mécanisme anaérobie est moins performant que chez l’adulte.
8. Le système cardio-respiratoire :
C’est un système très important qui permet de transporter l’O2 jusqu’aux muscles [voir
schéma 21 et 22].
 Le cœur :
Pendant la vie fœtale, le cœur gauche est de la même taille que le cœur droit. A la naissance et
durant la croissance, la taille du cœur gauche va évoluer, il va augmenter en taille et en épaisseur. Il
va devenir plus grand que le cœur droit. Le cœur gauche est responsable de la grande circulation
(systémique) alors que le cœur droit est responsable de la petite circulation (pulmonaire).
La taille du cœur : à la naissance, le volume cardiaque est de 40 cm 3 ; à 6 mois, 80cm 3 ; à 2 ans
160cm3 ; à l’âge adulte 600 à 800 cm3.
Cela va permettre un ajustement du débit cardiaque. Le rapport entre le volume cardiaque et le
poids corporel reste constant : 10cm3 par kg de poids corporel.
Qc (l/min) = Fc (bpm) * VES (l) avec Qc : le débit cardiaque.
Au cours de la croissance, on a une diminution de la fréquence cardiaque (FC) de 140 à la naissance
jusqu’à 60/70 à 18 ans et une augmentation du volume d’éjection systolique (VES) de 3 à 4ml à la
naissance jusqu’à 50 à 60 ml à 18 ans.
Cela entraîne une augmentation du débit cardiaque au cours de la croissance. Jusqu’à la puberté, il
n’y a pas de différence en fonction du sexe. Après les valeurs sont plus faibles chez le garçon que chez
la fille pour la FC et inversement pour le VES.
 Le sang :
C’est lui qui transporte l’oxygène des alvéoles jusqu’aux tissus. A la naissance, on possède environ
0,4 l. de sang, à l’âge adulte, 5 l. chez les garçons et 4,5 l. chez les filles.
Les globules rouges vont transporter l’O2. A la naissance, on en a 4 à 5 millions/μL de sang ; à 3 mois,
on a une légère diminution avec la disparition de l’hémoglobine fœtale et on passe à 3 millions/μL de
45
sang ; à 2 ans, on possède environ 4 millions/μL de sang ; à l’âge adulte 4,6 millions/μL de sang pour
les filles et 5,5 millions/μL de sang pour les garçons.
L’hémoglobine à la naissance est de 20g/100mL ; elle passe à 10g/100mL à 3/6 mois ; puis à l’âge
adulte, le garçon à 16g/100mL et la fille 14g/100mL.
La différence inter -sexe pour la quantité d’Hb est la résultante des cycles menstruels (perte de sang)
et la femme a moins de testostérone (c’est elle qui active la libération de l’EPO, cette dernière stimule
la synthèse de globule rouge).
 Le système respiratoire :
Il est sous la dépendance des poumons. A la naissance, les poumons pèsent entre 60 et 70g. Le poids
est multiplié par 20 à l’âge adulte.
Au niveau des alvéoles pulmonaires, (situées dans la partie inférieure des poumons) s’effectuent les
échanges gazeux. A la naissance, on a 20 millions d’alvéoles pulmonaires ; à l’âge de 8 ans, 300
millions. Ce chiffre reste stable jusqu’à l’âge adulte. A l’âge adulte, la surface alvéolaire représente
une surface de plusieurs m3 [voir schéma 24, 25 et 26]. L’oxygène pénètre dans le sang lors des
échanges alvéolo-capillaires.
Les volumes pulmonaires augmentent au cours de la croissance : volume courant (VC), volume de
réserve expiratoire (VRE) et inspiratoire (VRI) et volume résiduel (VR) [voir schéma 27 et 28].
La capacité pulmonaire est l’adition de plusieurs volumes pulmonaires.
Au cours de la croissance, les capacités pulmonaires vont augmenter. La capacité vitale (CV)
augmente, ainsi que la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) et la capacité pulmonaire totale (CPT)
[voir schéma 28 et 29].
CV = VRI + VC + VRE
CRF = VR + VRE
CPT = VRI + VC + VRE + VR
La ventilation ou débit ventilatoire (VE) : VE (l/min) = F (cycle/min) * VC (l).
Le débit ventilatoire va augmenter au cours de la croissance par augmentation du volume courant
malgré la diminution de la fréquence respiratoire. Au cours de la croissance, la fréquence respiratoire
va diminuer : à la naissance, elle est de 40 cycles par minutes ; à 6 ans, 22 cycles par minutes ; à l’âge
adulte, 17 cycles par minutes.
Chez un adulte de 60kg : VC = 600mL
F = 16/20 cycles/min
VE = 9,6 à 12L/min
Chez un enfant de 20kg : VC = 200mL
F = 30 cycles/min
VE = 6L/min
On a bien une augmentation du débit ventilatoire. Cela entraîne un débit ventilatoire de 160 à
200mL/min/kg chez l’adulte ; et chez l’enfant un débit ventilatoire de 300mL/min/kg. On parle
d’hyperventilation relative au repos chez l’enfant.
46
a) Aptitude physique aérobie et croissance
 Méthodes d’évaluation :
La détermination de la VO2max et de la PMA qui sont des critères d’aptitudes physiques. On
peut évaluer aussi à partir de 70% de la VO 2max en fonction du temps limite.
La VO2max est le débit maximal d’O2 consommé par unité de temps.
VO2max = Qcmax * (CaO2 –CVO2)max
avec Qc = VES * FC.
CaCO2 est la concentration artérielle en O2 et CvO2 la concentration veineuse en O2.
Les deux concentrations renseignent (la différence artério-veineuse) sur la quantité d’O2 utilisée par
le muscle. Plus le débit cardiaque sera élevé, plus l’apport en O 2 sera élevé au niveau des muscles.
On peut mesurer cela directement en laboratoire sur des vélos ou des tapis roulant. Cela augmente
en intensité croissante, on augmente régulièrement la charge (10W/min). Il est cependant difficile
d’obtenir un pédalage régulier, et sur le tapis, il y a des problèmes de motricité.
On fait donc des mesures indirectes sur le terrain : test de Cooper et test de Léger. Les normes des
enfants sont différentes de celles des adultes, donc les tests ne sont pas forcément justes.
 Evolution de l’aptitude aérobie au cours de la croissance :
[Voir schéma 30] Lorsque la VO2max est exprimée en L/min, la VO2max augmente de l’enfance à l’âge
adulte. L’augmentation est identique chez le garçon que chez la fille jusqu’à 12 ans, avec la puberté,
l’augmentation est plus rapide chez le garçon.
VO2max d’une fille = 2L/min alors que VO 2max d’un garçon = 3,5L/min. cette augmentation s’explique par
l’augmentation des dimensions corporelles [voir schéma 31].
Quand on rapporte ce rapport au poids du corps, on peut comparer quelque soit la masse corporelle
de l’individu. On a chez le garçon une évolution stable de l’enfance à l’adulte alors que chez les filles,
on a une diminution à partir de la puberté. Au moment de la puberté, chez la fille, on a une
augmentation de masse grasse chez la fille, or la VO 2max ne s’applique qu’au niveau de la masse
musculaire. Chez le garçon, on a une augmentation de la masse musculaire grâce à l’augmentation de
la testostérone. Enfin, chez la fille, il y a moins de globule rouge et moins Hb donc le transport est
plus réduit chez la fille que chez le garçon. Dès 20 à 30 ans, la VO 2max diminue. Cette chute est estimée
à 10% par décennies. Dès la 2 ème décennie (20 ans) chez la femme et la 3 ème (30 ans) chez l’homme. A
80 ans, la VO2max est de 18mL/min/kg.
 La réponse cardio-vasculaire au cours de la croissance :
Le débit cardiaque : plus il est élevé, meilleur sera l’apport en O 2 [voir schéma 32]. Le débit cardiaque
augmente linéairement en fonction de l’intensité de l’exercice. Le Qc est plus faible chez l’enfant que
chez l’adulte (à intensité sous maximale). Ce résultat est lié à une taille du cœur plus petite chez
l’enfant. A la VO2max, la valeur du débit cardiaque est nettement inférieure chez l’enfant que chez
l’adulte. Cela s’explique aussi à cause de la valeur de la VO 2max plus faible chez l’enfant. Au cours de la
croissance, l’index cardiaque (= VO2/taille2) est préservé.
Le volume d’éjection systolique chez l’adulte [voir schéma 33] est nettement supérieur par rapport à
l’enfant à même VO2. Jusqu’à la puberté, il n’y a pas de différence entre garçon et fille. Au delà, le VES
des filles est inférieure au VES des garçons. La différence de VES est exclusivement due à des
différences de taille du cœur et en particulier des ventricules.
Pourquoi tant d’écart entre les VES alors que les Qc sont semblables ? En effet, pour une VO2 donnée,
les FC sont nettement plus élevée chez les enfants que chez les adultes (de 45bpm).
47
La FCmax est de 195 à 215bpm chez les enfants et les adolescents. Elle va progressivement diminuer de
0,7 à 0,8bpm par an.
FCmax = 210 – 2/3 âge.
Pour une même intensité d’exercice, la FC des filles est plus grande que la FC des garçons. Cette
adaptation est la conséquence de la taille du cœur de la fille, plus petit et du déficit de transport d’O 2
chez la fille.
La différence artério-veineuse est la différence de la CaO 2 – CvO2. La différence artério-veineuse de
l’enfant sera donc supérieure à celle de l’adulte [voir schéma 34]. Chez l’enfant, il y a une meilleure
utilisation de l’O2 au niveau des muscles que chez l’adulte.
La pression artérielle :
La pression artérielle dépend de la consommation d’O2 et elle est en fonction de la VO2.
Chez l’adulte au cours de l’exercice, la pression artérielle diastolique (PAD) reste stable et la
pression artérielle systolique (PAS) augmente. Au repos : 115/80mmHg et à l’exercice maximal :
160/80mmHg.
Chez l’enfant (petite taille corporelle, donc petite taille du cœur), la PAS est moins élevée ; au
repos : 100/80mmHg et à l’exercice maximal : 140/80mmHg.
La pression artérielle de l’enfant est inférieure à la pression artérielle de l’adulte. Cela est lié à la
relation qui existe entre la longueur des vaisseaux et la résistance périphérique à l’écoulement du
sang dans les vaisseaux. Chez l’enfant, il y a une plus faible résistance à l’écoulement car ils ont plus
de fibres élastiques dans les parois des vaisseaux sanguins.
 La réponse ventilatoire à l’exercice au cours de la croissance :
La ventilation augmente au cours de l’exercice pour obtenir une valeur maximale. C’est le débit
ventilatoire maximal noté VEmax.
50 l/min à 8 ans
70 l/min à 13 ans
90 l/min 15 ans
150 à 170 l/min chez l’adulte.
VE = Vc * F (volume courant * fréquence respiratoire)
Pour une même VE que les adultes, les enfants ont un volume courant plus petit (cage thoracique
plus petite) et une fréquence respiratoire plus grande (pour compenser).
Mais est-ce que le débit ventilatoire alvéolaire de l’enfant est aussi inférieur à celui de l’adulte ?
Pour une même VE, la ventilation alvéolaire de l’enfant est inférieure à la ventilation alvéolaire de
l’adulte. La ventilation alvéolaire est un indicateur sur la façon dont les alvéoles sont ventilées. Elle
conditionne les échanges gazeux.
Chez l’adulte : VE = Vc * F. On peut cependant obtenir le même débit ventilatoire avec des stratégies
ventilatoire différentes :
VE1 = 0,6 * 10 = 6 l/min
VE2 = 0,2 * 30 = 6 l/min
Avec le même débit ventilatoire, on n’a pas le même débit alvéolaire (VA) :
VA = VE – (VD * f) avec VD : volume de l’espace mort anatomique = 0,15L.
VA1 = 6 - (0,15 * 10) = 4,5L/min
VA2 = 6 – (0,15 * 30) = 1,5L/min
La stratégie ventilatoire la plus efficace est la première.
48
L’adulte peut utiliser différentes stratégies ventilatoires en faisant varier le Vc et la F.
Chez l’enfant, pour une même VE que les adultes, le volume courant est plus petit et la fréquence est
plus grande. Cependant, malgré un volume courant plus petit et une fréquence plus grande, les
échanges gazeux sont corrects car ils ont un plus petit espace mort anatomique.
L’augmentation du VEmax avec l’âge se fait parce que l’augmentation du volume courant max est plus
importante que la diminution de la fréquence max.
 Les facteurs limitant de la VO2max au cours de la croissance :
Les facteurs limitant de la VO2max se font au niveau :
- du transport de l’O2 (respiratoire, cardiaque).
- de l’utilisation de l’O2 (par les muscles).
Est-ce le facteur respiratoire qui limite l’amélioration de la VO 2max à l’exercice ?
Le système respiratoire : le VEmax à l’exercice qui est inférieur au VE max théorique n’est pas considéré
comme un facteur limitant de la VO2max.
Est-ce le facteur cardio vasculaire qui limite l’amélioration de la VO 2max à l’exercice ?
Le système cardio-vasculaire : le VES a atteint un plateau bien avant la VO 2max. Cette limitation est liée
à la taille du cœur qui limite le VES. La FC max diminue au cours de la croissance. A tous les âges, le
cœur est un facteur limitant majeur.
Est-ce le facteur musculaire qui limite l’amélioration de la VO 2max à l’exercice ?
Le système musculaire : pour une VO2 donnée, la différence artério-veineuse est supérieure chez
l’enfant par rapport à l’adulte. L’utilisation d’O2 par le muscle n’est pas un facteur limitant de la
VO2max au cours de la croissance.
b) Effet de l’entraînement sur l’aptitude physique aérobie lors de la croissance
Existe-t-il une adaptation physiologique à l’entraînement chez des enfants pré pubères ?
Exemple 1 : 13 semaines d’entraînement aérobie sur des filles et des garçons pré pubères. L’intensité
est supérieure à 80% de la FCmax 3 fois par semaine pendant 60 à 75min.
VO2max (ml/kg/min)
Filles
Garçons
Avant
38
47
Après
42
49
%
Amélioration
9%
4%
Le gain est plutôt faible par rapport à ce type d’entraînement qui aurait été fait sur des adultes.
Exemple 2 : Etude dans le cadre scolaire de garçons et de filles âgés de 11 à 13 ans. Exercice de 30min
à 70% de VO2max sur une durée de 6 semaines. On regarde la VO 2max avant et après l’entraînement.
On constate une augmentation de 6% mais pour 31% des élèves l’augmentation de la VO 2max est
inférieure à 3%. Il n’y a pas de différence entre garçons et filles dans cette étude.
L’ensemble des travaux explique ce faible gain par le fait que ces enfants ont déjà avant entraînement
des valeurs de VO2max plus élevées que chez l’adulte. Ils partent déjà avec des valeurs importantes.
49
Qu’en est-t-il des enfants/ adolescents qui s’entraînent de façon intense ?
Les nageurs (de 10 à 16 ans) ont une VO2max plus élevée que chez les sédentaires. Les nageurs qui
pratiquent 14 heures par semaines ont l’augmentation la plus marquée, mais uniquement à partir de
13/14 ans.
Comment se fait l’augmentation de la VO2max ?
Théoriquement, elle augmente quand le Qc augmente, ou quand la différence artério-veineuse
augmente.
Pour les garçons de 13 ans : des cyclistes qui s’entraînent depuis 2 ans (2 à 3 fois par semaine pendant
1h30 à 2h) comparé à des non sportifs (groupe contrôle).
VO2max (ml/kg/min)
VESindex (ml/m²)
Repos
Maximal
Cyclistes
60 ± 6
Contrôles
47 ± 6
59 ± 6
76 ± 6
44 ± 9
60 ± 11
On constate une augmentation de la VO2max après l’entraînement en endurance provoque une
augmentation du VESmax.
Il existe une adaptation physiologique à l’entraînement chez les enfants pré pubères.
Si l’entraînement est suffisant en volume et a une intensité importante, on a une augmentation de
la VO2max.
Chez l’adulte, après un entrainement en endurance, l’augmentation de la VO2 ma est due à
l’augmentation de la VES max et de la différence artério veineuse.
Intérêt de l’entraînement aérobie chez l’enfant ?
Chez les enfants pré pubères, il y a peu d’intérêt, car la capacité aérobie est peu modifiable et en
général ils en ont une assez bonne aptitude aérobie (45 à 50 ml/kg/min).
Chez les enfants pubères, cela dépend du niveau de la VO 2max et de la pratique sportive.
c) Aptitude physique anaérobie et croissance
➔ Évaluation de l’aptitude anaérobie
Il y a une grande différence avec l’aérobie. Cela est lié à plusieurs facteurs : il n’y a pas d’accès direct,
on mesure seulement la puissance mécanique externe et développée.
Il existe 2 épreuves de laboratoire qui permettent d’évaluer le métabolisme anaérobie : épreuve de
force/vitesse et épreuve de Wingate.
Epreuve de force/vitesse : SARGEANT et coll. (1981), VANDEWALLE (1986)
Font des tests avec des bicyclettes à poids (pédalage à partir d’une position arrêtée, le plus
rapidement possible ; incrément de charge : 2kg puis 1kg à la fin du test), des épreuves discontinues
par paliers de 6 secondes (avec récupération passive entre chaque palier, pendant 5 minutes).
On constate une relation hyperbolique entre P et F. On compare les puissances max (w/kg) entre les
sujets.
50
Le graphique représente une relation linéaire entre la force et la vitesse. F 0 est l’indice de force, V0 est
la vélocité du sujet.
Epreuve de Wingate Test : Ayalon et coll. 1974
Test sur un bicyclette à poids ; Pédalage à vitesse maximale durant 30 sec. ; Force de freinage
constante donc pas d’incrément de charge.
On détermine 3 indices : Cf. p schéma 38
o Puissance pic (Ppic) qui est la puissance maximale atteinte pendant les 5-6 premières
secondes.
o Puissance moyenne (Pmoy) qui est la puissance moyenne maintenue pendant les 30
premières secondes.
o Index de fatigue (IF) qui est l’aptitude à soutenir un fort pourcentage de P pic pendant
30 secondes.
Il est difficile d’optimiser la force freinage. Sur une durée de 30 secondes, il y a une intervention non
négligeable du métabolisme aérobie (entre 13% chez les sprinters et 28% pour les athlètes
endurants). La capacité maximale anaérobie est donc discutable.
➔ Evolution de l’aptitude anaérobie au cours de la croissance :
Cf. Schéma 39
La puissance maximale augmente au cours de la croissance. C’est lié à l’augmentation de la taille et
de la masse musculaire. On constate une différence garçon / fille à partir de la puberté. La Pmax est
atteinte à 25 ans.
Cf. Schéma 40
Même normalisée par le poids, la P max augmente toujours, ce qui est un résultat différent de celui
obtenu pour la VO2max. Un autre facteur que le poids intervient dans l’évolution de la puissance
maximale : le temps pour atteindre la puissance maximale : en fonction de l’âge et se stabilise à la
puberté. On en conclue que l’on a une amélioration des propriétés contractiles du muscle au cours
de la croissance.
Puissance = force * vélocité (vitesse)
Facteurs d’augmentation de la force
o
o
augmentation de la section du muscle
augmentation du nombre de myofibrilles
Ces deux facteurs entraînent une augmentation de la sécrétion de testostérone. Il y a une corrélation
entre la testostérone et la puissance maximale.
Facteurs d’augmentation de la vélocité (vitesse)
o
augmentation de la vitesse de contraction car :
 augmentation des fibres de type glycolytiques
 augmentation de la longueur des fibres (nombre de sarcomères en série)
 maturation de la glycolyse : induite par testostérone + GH donc
augmentation des activités des enzymes de la glycolyse.
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Conclusion générale :

Enfant et APS : l’enfant est donc prédisposé à un travail aérobie. Ils ont une importante
capacité à utiliser le métabolisme oxydatif car :
o prédominance des fibres de type I par rapport à l’adulte
o l’activité enzymatique du cycle de KREBS est plus importante chez l’enfant que chez
l’adulte,
o utilisation plus rapide des acides gras chez l’enfant
o plus grand nombre de mitochondrie (BELL et coll., 1980)

L’intérêt d’un entraînement en endurance chez l’enfant :
- améliorer le système cardiovasculaire et respiratoire de l’enfant
- la pratique la plus courante dans la préparation générale de l’enfant.

L’enfant n’est pas adapté à la résistance :
- pourtant l’activité physique spontanée de l’enfant fait appel de manière
prépondérante aux exercices brefs et intenses (jeux de courses, de balles, etc.).

L’enfant est-il adaptable à l’entraînement en résistance ? Oui, il y en a de plus en plus mais il y
a des risques pour ce type d’entraînement qui est trop traumatique pour l’enfant.
Les changements d’aptitude physique qui dépendent de l’entraînement mais aussi de facteurs
génétiques, apparaissent surtout au moment du pic de croissance pubertaire.
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