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 > 3ième 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 5ième
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 5ième 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 8ième 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 22ième jour in-
utéro. 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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