3 – Etirements et performances sportives
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Etirements musculaires: Principes physiologiques et biomécaniques Effets sur la performance sportive Giuseppe Rabita Laboratoire de Biomécanique et Physiologie PLAN 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Définitions Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle 2 – Types d'étirements 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Etirements : pratique régulière et performance 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Définitions La force totale produite par le muscle squelettique résulte de la sommation des forces passives et actives. En passif La force passive augmente de manière exponentielle à partir d'une longueur proche de L0 En actif La force active (interactions protéines contractiles actine-myosine) est maximale à une longueur proche de la longueur de repos du muscle. Elle décroît au fur et à mesure que le muscle est allongé ou raccourci (relation force-longueur parabolique). 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Définitions Longueur initiale (Li) : longueur à partir de laquelle l'étirement passif offre une résistance Longueur de repos (L0): longueur du muscle passif soumis à aucune force externe Longueur maximale (Lmax): longueur du muscle pour laquelle la résistance passive est maximale Ö paramètre utilisé pour définir la souplesse (flexibility) Ö Chez l'homme, Lmax correspond à l'amplitude articulaire passive maximale, lorsque celle-ci n'est pas restreinte par une limitation osseuse Extensibilité passive : longueur sur laquelle le muscle peut-être étiré en offrant une résistance passive (Lmax - Li). 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Définitions Extensibilité RPmax Li L0 Lmax 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Définitions Raideur passive : Rapport entre la variation de force (résistance) passive (ΔF, en N) et la variation de longueur (ΔL, en m) Ö NB : Inverse = Compliance : ΔL/ΔF, en m/N Ö Chez l'homme, la raideur angulaire passive est mesurée par le rapport entre le couple passif (ΔC, en Nm) et la variation d'angle articulaire (Δθ, en rad) 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Définitions Extensibilité RPmax Raideur passive Li L0 Lmax 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Définitions Raideur passive : Rapport entre la variation de force (résistance) passive (ΔF, en N) et la variation de longueur (ΔL, en m) Ö NB : Inverse = Compliance : ΔL/ΔF, en m/N Ö Chez l'homme, la raideur angulaire passive est mesurée par le rapport entre le couple passif (ΔC, en Nm) et la variation d'angle articulaire (Δθ, en rad) Relaxation viscoelastique : %age de Ô de la résistance passive durant la phase statique (ou de maintien) de l'étirement. Ö mesurée immédiatement à la fin de la phase dynamique 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Définitions Diminution du pic de résistance Δ couple résistant 90-100° A Δ couple résistant 0-10° Δ Angle 90100° B Δ Angle 010° Temps 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle L'unité musculo-tendineuse mouvements volontaires est l'unité fonctionnelle responsable des Shorten 1987 En passif, la relation force-longueur de l'unité musculo-tendineuse est principalement caractérisée par le muscle : Ö les caractéristiques d'extensibilité du tendon sont minimales comparées à celles du muscle. Ö de par sa position "en série", la raideur du tendon est davantage impliquée dans le mouvement lorsque le muscle est activé 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle 1 - Tension de repos filamentaire En passif, une certaine proportion de liens entre les molécules d'actine et de myosine persistent … même à l'état de repos Ö explique une partie de la résistance musculaire passive Ö interviennent davantage au début de l'étirement Ö dépendent des contractions antérieures et de la position du muscle préalablement à l'étirement 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle 2 – Eléments du cytosquelette Les filaments non-contractiles du sarcomère : principaux responsable de la résistance passive Ö protéine titine Structure : composée de 2 parties : 1 partie extensible, une partie plus rigide Fonction : ramener le sarcomère dans sa position de référence après un étirement Implication : très impliquée dans la résistance passive, spécialement lors des étirements de grande amplitude 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle 2 – Eléments du cytosquelette Les filaments non-contractiles du sarcomère : principaux responsable de la résistance passive Ö protéine desmine fonction : interconnecter les stries Z entre elles (NB elles forment la sous-unité la plus importante des stries Z) Implication : si la desmine est également étirée lors de l'allongement des sarcomères, son architecture est transversale : son implication dans la résistance passive est supposée moindre que celle de la titine 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle 3 – Tissu conjonctif Endomysium : Ö Entoure la fibre musculaire et s'attache au sarcolemme Ö Connecté au perimysium Perimysium : Ö Entoure les faisceaux de fibres musculaires Ö Connecté à l'epimysium Epimysium : Ö Entoure le muscle 1 – Bases anatomique, physiologique et biomécanique Structures et mécanismes contribuant aux propriétés passives du muscle 3 – Tissu conjonctif Endomysium : Ö Entoure la fibre musculaire et s'attache au sarcolemme Ö Connecté au perimysium Perimysium : Ö Entoure les faisceaux de fibres musculaires Ö Connecté à l'epimysium Epimysium : Ö Entoure le muscle 9 Les 3 composants (principalement composés de fibre de collagène) participent à la résistance passive (RP) 9 C'est le perimysium contribue majoritairement à la RP extracellulaire 9 La réorganisation puis l'étirement des fibres de collagène impliqués dans l'aspect curvilinéaire de l'Ò RP 2 – Types d'étirements 3 types d'étirements 9 Etirements statiques passifs : mise en tension d'un groupe musculaire à partir d'une posture donnée avec ou sans l'aide d'une tierce personne 9 Etirements statiques actifs (PNF: Proprioceptive neuromuscular facilitation) mise en tension d'un groupe musculaire Ö précédée (agonistes; contraction – relâchement - étirement) ou Ö associée (contraction des antagonistes) à une contraction musculaire 9 Etirements dynamiques : étirement du groupe musculaire est réalisé à la fin d'un mouvement rapide 3 – Etirements et performances sportives Introduction 9 Relation entre étirements et performance présentée sur la base unique d'articles scientifiques parus dans des revues internationales indexées Ö 1 voire 2 expertises 9 De par la nature même de la méthodologie scientifique (standardisation des tests, reproductibilité, validité…) il est quasiment impossible d'établir une relation directe E – P Ö relation indirecte étirements – tests reflétant performance Pour revue Ö voir Shrier (2004) 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur Ö le couple maximal isométrique Ö le couple maximal isocinétique Ö la hauteur maximale de sauts 9 Aucune étude ne suggère que les étirements sont bénéfiques pour ces aspects de la performance 9 1 étude présente des conclusions équivoques 9 20 études montrent qu'une séance d'étirements avant l'exercice diminue la performance 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isométrique 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isométrique 9 Fowles et al. (JAP 2000) Etirement passif des fléchisseurs plantaires (13 étirements de 135s pdt 33mn) Ò Régulière de l'angle maximal de dorsiflexion (de 31 à 37°) 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isométrique 9 Fowles et al. (JAP 2000) Comparé au pré test : le CMV diminue Ö de 28% immédiatement après Ö à 9% après 1 heure Jusqu'à 15 min: La chute de force est due à Ö la détérioration de l'activation (facteurs nerveux) (feedback OTG, mécanorec.III, noci IV) Ö aux éléments contractiles (facteurs musculaires) Après 15 min: La chute de force est due à Ö aux éléments contractiles (facteurs musculaires) 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isocinétique 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isocinétique 9 Nelson et al. (2001) Etirements Etirements quadriceps pendant 15 mn Ö non assisté Ö assisté debout Ö assisté allongé Maintien : Repos : 30s 20s Couple max isocinétique Extension du genou (Cybex NORM) Rad/s 1,05 1,57 2,62 3,67 4,71 Deg/s 60 90 150 210 270 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isocinétique 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur de couple maximal isocinétique 9 Nelson et al. (2001) Résultats Le Couple maximal post étirements Rad/s Deg/s 1,05 60 Ô (7.2%) 1,57 90 Ô (4.5%) 2,62 150 3,67 210 Î 4,71 270 Conclusion L'effet négatif des étirements sur le couple max isocinétique semble limité aux mouvements accomplis à des vitesses relativement faibles Ö Aux vitesses faibles : couple max est produit lorsque le muscle est davantage étiré Ö spécificité à la vitesse reliée à la spécificité à l'angle articulaire 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur la hauteur de saut 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur la hauteur de saut Les résultats sont homogènes : Ö quel que soit le type d'étirements (passifs ou actifs, statiques ou dynamiques) Ö quel que soit le type de sauts (avec ou sans contre-mouvement) Ö quel que soit le type d'articulation étirée (hanche, genou ou cheville) Les étirements pré-exercice détériorent la performance en sauts 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur la hauteur de saut Les phénomènes physiologiques et/ou biomécaniques sous-jacents sont toutefois à définir : Ô de la raideur active peu probable Ö pas de lien entre raideur passive et tendon (kubo et al. 2001) (tendon très impliqué dans raideur active) De plus Ö Raideur active et souplesse : paramètres indépendants l'un de l'autre (Hunter et Spriggs, 2000) 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur la hauteur de saut Ô de l'activité musculaire peu probable (Cornwell et al., 2002) 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance Effets immédiats sur la performance en course à pied Sur les 5 études, Ö 1 analyse l'économie de course (EC=CE/V; ml/kg/m) Ö 4 analysent la vitesse de course (Vmax; en m/s) 9 Economie de course Ö EC Ò après une phase d'étirement (Ò de l'amplitude articulaire) Résultats à confirmer…. 9 Vitesse de course Pour 2 études : résultats équivoques (De Vries 1968; Pyke 1963) Ö peu de sujets ou résultats non significatifs Pour 2 études : résultats contradictoires Ö effets ++ pour étirements de 30s répétés 1 fois (Little et al. 2006) Ö effets - - pour étirements de 30s répétés 2 fois (Nelson et al. 2004) 3 – Etirements et performances sportives Etirements pré-exercice et performance En résumé 9 Les étirements pré-exercices détériorent la performance en force et en sauts Ö Causes probables - dommages causés lors de l'étirement au niveau des sarcomères - EMG diminuée (afférences inhibitrices) 9 Les étirements pré-exercices et performance lors de la course Ö Résultats à confirmer 3 – Etirements et performances sportives Etirements : pratique régulière et performance Effets d'une pratique régulière Ö le couple maximal isométrique Ö le couple maximal isocinétique Ö la hauteur maximale de sauts 9 7 études suggèrent que la pratique régulière d'étirements est bénéfique pour ces aspects de la performance 9 Aucune étude ne montre qu'elle détériore la performance 9 3 études conduisent à des résultats inchangés 3 – Etirements et performances sportives Etirements : pratique régulière et performance Couple maximal isométrique ou 1RM 3 – Etirements et performances sportives Etirements : pratique régulière et performance Couple maximal isocinétique 3 – Etirements et performances sportives Etirements : pratique régulière et performance 9 L'augmentation de l'amplitude articulaire observée immédiatement après les étirements est également présente à plus long terme 9Ex : Handel et al., 1997 Entraînement de 8 semaines 10mn de contraction (10s)relâchement (1-2 s) – Étirement (10-15s) 3 fois par semaines Fléchisseurs et extenseurs du genou Evaluation pré-entraînement, 4 sem, 8sem (post) Augmentation de la souplesse : 3 – Etirements et performances sportives Etirements : pratique régulière et performance 9 L'augmentation de la force maximale (à la différence des effets immédiats) est présente à moyen terme … contribution de la composante active des étirements PNF … contribution de l'hypertrophie due à l'étirement ??? 9 Handel, 1997 Changements de couple 3 – Etirements et performances sportives Etirements : pratique régulière et performance Conclusion 9 Les étirements détériorent généralement la performance lorsqu'ils sont appliqués avant la séance 9 Les étirements réguliers sont bénéfiques pour la performance
