Oral TPE

L’EFFET DE L’APESANTEUR
Problématique : En quoi l’entrainement physique d’un individu influe-t-elle sur la
performance musculaire en situation d’apesanteur puis sur son état au retour sur Terre ?
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I- Introduction
Tous nos gestes sont soumis à la force de pesanteur terrestre ainsi que notre corps et
nos muscles. Lorsque nous pratiquons le sport et que nous nous musclons, nous
exerçons notre corps à résister aux forces extérieures tel que la pression de l’air mais
surtout la pesanteur terrestre. Nos muscles nous servent donc à résister aux forces
qui nous sont soumises tel que le poids de notre corps qui est fonction de notre
masse par rapport à l’attirance terrestre. Mais si toutes les forces qui nous étaient
soumises disparaissaient comment réagirai nos muscles ?
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II- L’apesanteur, des effets multiples
• A) Fibres musculaires
En apesanteur on remarque une augmentation de la fatigabilité musculaire. Dans les
muscles eux-mêmes on observe une conversion des fibres de types I, lentes et
responsable de la posture et de l’endurance en fibre de types II, plus rapide et
explosive. Une expérience c’est concentrée sur les muscles extenseurs utilisés pour
support de la posture et l'activité locomotrice. Ces muscles subissent une réduction
dans leur masse s'associant avec la perte du nombre total de protéines et de fibres.
Le résultat est qu'entre 25 et 46% de la masse musculaire peut-être perdu chez les
muscles antigravitationnels comme le soléaire, qui est composé en grande partie des
fibres musculaires de types I. Le processus d'atrophie est donc dû à une réduction
dans le diamètre des fibres affectées desquels chaque muscle est composé. Cela
montre que les fibres lentes sont plus sensibles que celles qui sont rapides.
• B) Expression des gènes et protéines
On observe également une modification des protéines dès les premières seconde de
l’entrée en apesanteur, cela est dû aux gènes qui cessent de s’exprimer ou qui vont
s’exprimer différemment en apesanteur, par exemple la protéine MLC2 qui renforce
la force de contraction grâce à un apport en phosphore se retrouve déphosphorisé
dans l’espace, diminuant ainsi notre force de contraction, cela est dû au gène qui
code la protéine de MLC2 qui est modifier. On remarque aussi des anomalies de la
fonction neuromusculaires (transmission nerveuse au niveau des fibres musculaires),
la transmission du message devient plus faible.
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III- Un entrainement physique régulier
Contrairement à ce que l’on pense les astronautes ne subissent pas d’entrainement
particulier afin de préparer leur voyage, la seule condition est qu’ils doivent se
maintenir en bonne forme. Leur sélection se fait entre le compromis de leurs
qualifications et celle de leur forme physique. Les sports les plus pratiqués afin de
maintenir la forme sont la course à pied et la natation. On peut donc en déduire que
l’entrainement physique au sol n’influera pas sur la performance physique en
apesanteur.
Ce n’est qu’une fois dans l’espace que l’entrainement physique devient important, en
effet les astronautes doivent s’entretenir physiquement de 1h30 à 2h par jour. Leur
entrainement va surtout consister à réduire l’impact de l’atrophie musculaire sur les
muscles de postures et les muscles antigravitationnels tel que les quadriceps et les
muscles des mollets.
• A) Atrophie musculaire
Malgré tout cet entrainement une étude menée en 2010 par l’IFS (International
Foundation for Science) pendant 6 mois montre que la perte musculaire dû à
l’apesanteur est inévitable, en effet l’étude montre un perte du volume musculaire
de 10 à 16% pour le mollet et de 4 à 7% pour la cuisse, cet étude met aussi en
évidence la perte de force musculaire, notamment aux niveau du genou ou on
observe une perte de 10 à 24% et à la cheville de 4 à 22%, tout cela en ayant subi un
entrainement physique quotidien. Une autre étude faites également par l’IFS en 2009
montre une perte de la force musculaire du mollet allant jusqu’à 32%.
• B) Méthodes d’entrainements
Etude NASA :
Les chercheurs de la biopsy ont pris des mesures du volume des muscles des
membres avant et après être allé sur la Station Spatial International. Cela a permis au
scientifique d'élaborer des programmes d'exercices visant à garder les muscles à leur
pic de performances pendant toute la durée de la mission car ceux déjà existant ne
sont pas suffisants. Ce que propose la NASA sont des exercices beaucoup plus poussé
appelés : Advanced Resistive Exercise Device (ARED).
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V- Conclusion
Au retour sur Terre, les astronautes sont assujettis aux conséquences de leur voyage.
Ils développent une grande sensibilité à la fatigue et aux traumatismes et possèdent
une forte diminution de leur coordination musculaire. Tout l’exercice pratiqué dans
l’espace est uniquement effectué pour la diminution de ces conséquences et la
conservation de la posture debout qui n’existait plus dans l’espace.
Afin de limiter l’atrophie musculaire, une théorie a été mise en place, elle fait
référence à de nombreux films de sciences fictions, il s’agit de la gravité artificielle.
Contrairement à ce que l’on peut voir dans ces films cette gravité artificielle ne sera
pas créer grâce à un champ magnétique mais plutôt grâce à la force centrifuge, en
effet cette force serai créer à l’aide d’une structure tournoyant sur elle-même
attirant les objets sur sa surface extérieur. On pourrait donc recréer une gravité
relativement égale à celle présente sur Terre. Entre autre cette technique permettra
de ne plus être assujettis au problème lié à l’apesanteur. Mais cela reste uniquement
une théorie et seulement quelques expérience ont été mené, de plus d’autre force
s’exercerai comme la force de Coriolis qui donnerai des migraines et des nausées à
ceux présent sur le surface de la structure.