,-1 , Mémoire Etude comparative des résu1tats obtenus par trois méthodes différentes de renforcement musculaire Ann. Kinésithér., 1977,4,351-361 A. DE PRINS * Il est hélas trop rare qu'un kinésithérapeute ait l'audace de s'attacher à valider ce qui lui est enseigné; parmi les cours les plus traditionnels figurent ceux qui traitent du renforcement musculaire, et rares sont les enseignants qui peuvent moduler ce qu'ils qffirment en fonction de ce qu'ils ont expérimenté; c'est pourquoi nous devons saluer le travail sérieux et utile de notre confrère belge. Il nous montre de plus qu'un travail ((scientifique )) ne fait pas appel nécessairement à du matériel complexe et coûteux: la rigueur, une hypothèse de travail, l'honnêteté dans le dépouillement des résultats suffisent. Les méthodes qui ont été expérimentées pour ce travail sont différentes par les mécanismes physiologiques qu'elles utilisent afin d'atteindre un but commun, c'est-à-dire: solliciter le maximum d'unités motrices afin d'engendrer les processus circulatoires, métaboliques et nerveux, permettant l'augmentation de la force musculaire. Avant de parler de notre expérimentation proprement dite, envisageons dans les grandes lignes les bases physiologiques de la musculation en général et des trois méthodes expérimentées. En ce qui concerne les bases physiologiques de la musculation, on ne connaît pas encore, à l'heure actuelle, les mécanismes physiologiques qui interviennent pour augmenter la force musculaire sous l'effet de l'entraînement. Mais ce que l'on sait, c'est que l'hypoxie ne semble pas jouer un grand rôle. En effet, lorsqu'un entraînement est réalisé alors que la circulation est bloquée au niveau du muscle concerné, on n'observe pas une amélioration plus importante que lorsque l'entraînement est réalisé avec une circulation normale. * Kinésithérapeute. Bte 20. 233. avenue Van-Overbecke. 1080 Bruxelles (Belgique). Cette conférence a été présentée au Séminaire Euro-Africain sur la « Place du Physiothérapeute rééducation des traumatisés de la route », 9-13 mai 1977, à Sousse (Tunisie). dans la 351 Ce que l'on sait aussi, c'est que le neurone exercerait une action trophique essentielle dans le métabolisme et la synthèse des protéines au niveau du muscle, En effet, la teneur en azote est plus importante pour des muscles atrophiés par immobilisation avec innervation normale, que dans des muscles immobilisés par dénervation, D'autre part, la stimulation d'un muscle dénervé ne détermine pas l'hypertrophie qui survient normalement chez les muscles soumis à l'entraînement. Ce que l'on sait aussi, c'est que la diminution des inhibitions et l'augmentation des facilitations d'origine supra-spinale et proprioceptive qu'engendre l'entraînement, font que le nombre d'unités motrices recrutées est plus important et que la masse musculaire participe plus complètement à la contraction, déterminant ainsi un accroissement de la force développée, Ce que l'on sait aussi, c'est que l'action probable de l'entraînement sur le système nerveux central permet l'amélioration de la coordination des mouvements et une augmentation du nombre des unités motrices qui peuvent entrer simultanément en contraction. Enfin, ce que l'on sait encore, c'est que le psychisme influence grandement l'augmentation de la force sous l'effet de l'entraînement et ce, de deux manières: 1° Par la motivation et l'aptitude du sujet à supporter les sensations désagréables qui naissent au niveau de son muscle lors de l'effort; celles-ci varient d'un sujet à l'autre, d'un jour à l'autre et d'un moment de la journée à l'autre. 2° Dans des circonstances particulières, telles que: danger, émotions, cris, commandements ... l'inhibition et la facilitation en provenancce des centres supra-spinaux et des sensations proprioceptives, diminuent et augmentent respectivement, de sorte qu'un plus grand nombre d'unités motrices peuvent participer à la contraction musculaire volontaire. Avant d'en terminer avec les bases physiologiques de la musculation en général, quelques mots sur l'influence de l'entraînement sur la forme et la constitution des organes locomoteurs. Il faut savoir que l'exercice peut amener: 1° De nouvelles travées osseuses à se former lorsque des contraintes mécaniques inhabituelles interviennent et imposent à l'organisme de résister à des forces d'orientation nouvelle. 2° Des cartilages articulaires légèrement plus épais et plus compressibles; ce qui accroît les possibilités de compensation des mauvaises adaptations éventuelles des surfaces articulaires; d'autre part, la taille des surfaces de contact s'accroît; ce qui diminue la pression par unité de surface lorsque s'exerce une contrainte mécanique à ce niveau. 3° Hypertrophie des substances intercellulaires du tissu conjonctif; 352 ce qui augmente le volume des ligaments et tendons, engendrant ainsi une augmentation de la résistance à la traction. 4° Hypertrophie des muscles par épaississement des fibres musculaires et par augmentation de la masse totale en protéines musculaires au détriment de la teneur en graisses du muscle. 5° Des modifications biochimiques au niveau du muscle; en l'occurrence le système enzymatique est fortement affecté; ce phénomène serait en partie responsable de l'augmentation de la puissance musculaire que l'on observe sous l'effet de l'entraînement. 6° Des modifications importantes du système circulatoire local. Tout d'abord, le nombre de capillaires dans le muscle est augmenté dans un rapport de 1 à 20, ce qui diminue l'épaisseur du tissu qui se trouve autour de chaque capillaire et augmente leurs surfaces d'échanges, entraînant ainsi une diminution de la PC02 et des métabolites, et une augmentation de la P02 dans le liquide interstitiel. L'arbre artériel se développe également, sans doute grâce à l'ouverture de vaisseaux collatéraux potentiels. En résumé on peut donc dire que la musculation est un phénomène complexe et peu compris dans lequel l'accroissement de l'efficacité musculaire n'est dû qu'en partie aux changements du tissu musculaire luimême, tandis que le réajustement des fonctions mentales, la coordination des centres nerveux, l'adaptation des processus circulatoires et métaboliques jouent un rôle prédominant. Maintenant que nous avons vu les bases physiologiques de la musculation en général, envisageons les bases théoriques des trois méthodes de musculation que nous avons expérimentées. 1. La méthode au banc de Colson A proprement parler, il n'existe pas de méthode de Colson, mais un banc de Colson destiné à la musculation du quadriceps; ce banc peut être facilement remplacé par une table de mécanothérapie placée dans la cage de Rocher. La position adoptée pour ce travail est pratiquement identique à celle adoptée par De Lorme et Watkins. Le sujet est assis les bras croisés, une cale sous la cuisse; la dernière poulie du circuit est placée de manière que la direction de la force de résistance matérialisée par le brin de l'élirigue qui vient s'attacher au pied soit perpendiculaire à la jambe à mobiliser dans sa position de départ. Dans cette méthode, le nombre de répétitions est généralement élevé (nous avons arbitrairement choisi 100 fois le mouvement); les charges sont habituellement faibles (nous avons choisi 20 % de la RM, en considérant qu'il s'agissait là d'une charge faible et en se basant sur les travaux d'Hettinger qui nous apprennent que de telles charges permettent un 353 travail musculaire sans blocage circulatoire), enfin, la vitesse d'exécution est souvent moyenne (nous avons choisi 1,5 s pour la contraction concentrique, 1,5 s pour la contraction excentrique, une fraction de seconde pour le temps de repos). Cette technique est considérée comme avantageuse du fait que la résistance qui a son plein effet en position de départ, se met à décroître graduellement au cours de l'extension du genou tandis que le muscle quadriceps se raccourcit et que sa force diminue. En résumé on peut donc dire que c'est une méthode qui, par le nombre des répétitions, provoque une fatigue locale et sollicite progressivement un maximum d'unités motrices. 2. La méthode De Lorme et Watkins Cette méthode est basée sur le fait que des charges lourdes solliciteraient tout le potentiel de puissance du muscle. En effet, pour que toutes les fibres d'un muscle participent à une contraction, il faut que l'excitation soit supérieure à tous les seuils d'excitabilité des différentes unités motrices de ce muscle. Il en résulte que lorsque la force de contraction cesse de s'accroître, on atteint le stimulus maximum et la réponse maximum, chaque fibre répondant à la loi du tout ou rien par sa contraction maximale. La mise en œuvre de toutes ces unités motrices nécessite l'usage de résistances importantes à la contraction du muscle; un tel type de contractions implique un nombre minimum de répétitions. De Lorme dit: « un maximum de dix fois le mouvement ». Il a fait le choix de ce nombre pour deux raisons: tout d'abord il donne une série suffisamment importante en durée et en intensité; ensuite, il permet de maintenir une concentration volontaire du sujet sur son travail. Ce type de travail engendre un blocage circulatoire qui entraîne la saturation du muscle en déchets; cette saturation est extériorisée par une fatigue locale et momentanée. Loin d'être nuisible, cette fatigue serait, selon les auteurs de la méthode, nécessaire afin d'accroître la force musculaire car elle force l'organisme à s'adapter au travail qui est habituellement exigé de lui. Les modalités de cette méthode telles que nous les avons appliquées dans notre expérimentation sont les suivantes: - la position du sujet: il était assis sur une table, les bras croisés, adossé à un plan vertical, une sangle maintenant le bassin sur la table, une cale sous la cuisse; - la séance de musculation comprenait trois séries de dix mouvements avec respectivement 2/5, 3/5 et 4/5 de la RM; - la vitesse d'exécution était de 3 secondes pour la contraction concentrique, 3 secondes pour la contraction statique, 3 secondes pour la 354 contraction excentrique, le temps de repos était égal au temps de travail, soit 9 secondes; - l'application des charges se faisait à l'aide de crochets que l'on attachait à la botte fixée au pied de la jambe à mobiliser. 3. la méthode de Kabat Cette méthode contrairement aux deux méthodes analytiques que nous venons de voir, est globale et utilise des mouvements spiroïdes et diagonaux, ainsi que des moyens de facilitation proprioceptifs. Pourquoi des mouvements globaux en spirale et diagonale? Parce que Kabat a constaté que dans la vie courante les gestes ne sont presque jamais analytiques et qu'ils sont généralement spiroïdes et en diagonale. De plus, les fibres musculaires sont enroulées en spirale et agissent souvent synergiquement. Pourquoi des moyens de facilitation proprioceptifs? Afin de solliciter un maximum d'unités motrices par augmentation de l'excitabilité des moto-neurones et par diminution des inhibitions auxquelles ils sont soumis. Au cours de notre expérimentation nous avons eu recours aux moyens de facilitation suivants: 1° la résistance maximum: Elle engendre une augmentation de l'excitation afférante du système nerveux central par des impulsions provenant de sensations profondes dues à la tension des muscles, ligaments et capsules articulaires. Cette résistance est appliquée avec les mains de manière à être dosée dans toute l'amplitude du schéma de mouvement. 20 l'étirement: Il provoque une réponse plus grande du muscle du fait des propriétés élastiques du muscle et du fait que l'étirement fait naître au niveau des fuseaux neuro-musculaires un potentiel d'action; ce dernier est transmis par l'intermédiaire des fibres afférantes qui font synapse avec les moto-neurones de la corne antérieure qui vont aller exciter les fibres extra-fusoriales du muscle strié; qui font également synapse avec les neurones intercalaires qui eux-mêmes font synapse directement ou par l'intermédiaire d'autres interneurones avec des moto-neurones de la corne antérieure innervant les muscles antagonistes; ce qui inhibe ces neurones et relâche les muscles qu'ils innervent. 3 Dl'irradiation: Il s'agit d'un débordement d'énergie qui se propage de la racine du membre vers son extrémité (des stabilisateurs, vers les moteurs). 40 la répétition des contractions: Elle consiste à demander au sujet des contractions statiques qui interrompent l'exécution du mouvement à différents niveaux. 50 la stimulation verbale: Lors d'un commandement l'inhibition 355 diminuerait et la facilitation s'accroîtrait, permettant ainsi à la masse musculaire de participer plus complètement à la contraction. Chaque séance de musculation par la méthode Kabat comprenait cinq fois le schéma flexion, abduction, rotation interne de hanche avec extension du genou et cinq fois le schéma flexion, adduction, rotation externe de hanche avec extension du genou. L'exécution de ces deux schémas a été interrompue chaque fois par trois contractions statiques réalisées à des degrés différents d'amplitude en extension du genou. DONNÉES EXPÉRIMENTALES: Pour notre expérimentation nous avons formé quatre groupes composés de 10 sujets sains, tous étudiants en kinésithérapie et où la répartition selon le sexe était égale. La musculation a été réalisée pendant une période de trois mois à raison de trois séances par semaine. Les conditions expérimentales ont été les suivantes: - Nous avons personnellement réalisé tous les tests qui ont servi de base à ce travail; - les positions des sujets au cours des tests ont toujours été les mêmes et les compensations ont été évitées; - les conditions extérieures d'expérimentation ont toujours été les mêmes; - les séances de musculation ont été au nombre de trois par semaine; - nous avons mesuré le périmètre de la cuisse 15 cm au-dessus de la rotule, le genou plié, la cuisse en appui, le quadriceps relâché, et ce, lors des tests de départ et terminaux; - pour les trois groupes musclés, nous avons soumis uniquement la jambe dominante à la musculation; - toujours en ce qui concerne les groupes soumis à l'exercice, les tests qui ont servi à la comparaison des résultats ont été effectués pour les quadriceps soumis et non soumis à l'exercice avant le début du travail et 6 mois plus tard, chaque fois au moyen du test initial de De Lorme et Watkins (c'est-à-dire addition d'une charge de 500 g à chaque mouvement jusqu'à survenance de l'échec), tandis qu'après le 1er, le 2e et le 3e mois de musculation, les résultats ont été obtenus par le test d'évolution de De Lorme et Watkins (c'est-à-dire usage de 3 séries de 3 mouvements avec respectivement 2/5, 3/5 et 4/5 de la RM, puis un mouvement avec 5/5 de la RM et enfin addition d'une chàrge de 500 g à chaque mouvement jusqu'à survenance de l'échec). L'échec, pour les 2 tests dont nous venons de parler, est déterminé par l'impossibilité d'atteindre l'extension complète du genou et ce, malgré 3 essais. Pour le groupe témoin on a fait un test de départ à l'aide du test initial 356 de De Lorme et Watkins, puis sans avoir soumis les membres inférieurs à aucun travail de musculation, on a effectué le test terminal à l'aide du test d'évolution de De Lorme et Watkins. A partir de ces tests, nous avons pu faire les observations suivantes: (observations qui n'ont hélas pas de valeur statistique étant donné le nombre peu élevé de sujets, mais qui ont le mérite d'avoir été faites avec toute la rigueur scientifique voulue). de la charge Voyons d'abord (fig. 1) la progression en pourcentage initiale pour le côté soumis à l'exercice et pour le côté non soumis dans les 4 groupes: Leur examen nous montre qu'après 1 mois de musculation c'est la méthode De Lorme et Watkins qui donne les résultats les plus importants avec 134,5 %, suivie de fort près par la méthode au banc de Colson avec 132,6 %, tandis que la méthode Kabat est en retrait avec 120,1 %; et ce, pour le côté qui travaille. Du côté non soumis à l'exercice on constate qu'après 1 mois les résultats sont pratiquement les mêmes dans la méthode De Lorme et Watkins et dans la méthode au banc de Colson avec respectivement 131,7 % et 131,8 % tandis que la méthode Kabat n'atteint Kabat nous a beaucoup que 127,5 %, Après ce 1 sr mois la méthode surpris; en ettet comme vous pouvez le constater les résultats du côté non soumis à l'exercice sont plus importants que ceux obtenus du côté où les sujets travaillent. De LORME et COLSON KABAT WATKINS 200 200 190 180 200t Charge , en % 173,8 170 "172,1 '1 '! 'i 150 140 P 150 150 // 138,8.1'i 130L / 120 / 11 / 1615 '1 160 120,1 f/:27.5"-"'" --..--- ._. _111,5 .. 2 témoin 3 '1 '1 fi '1 '1 '1 fi 100tz..-.-'-' -'2 , ----- ' 134,5,t ...../"1402 '1 1/ -·_·-Groupe 1~;'7 135,4 -7 _111,5 Quadriceps non soumis à l'exercice 100 1115 ~.--.---.~ :> 2 Temps en mois ---Quadriceps soumis à l''exercice FIG. 1. - Groupe mixte. Résultats après un mois ..La méthode préconisée par De Lorme et Watkins donne les résultats les meilleurs .. Après le deuxième mois c'est la méthode au banc de Colson qui donne les résultats les plus élevés des deux côtés; tandis que les résultats les moins importants sont obtenus pour les deux côtés avec la méthode de Kabat. 357 Enfin après le troisième mois les résultats sont pratiquement identiques dans la méthode au banc de Colson et dans la méthode De Lorme et Watkins avec respectivement 179,8 % et 179,2 %, tandis 'que la méthode Kabat est légèrement en retrait avec .173,8 %; et ce pour le côté soumis à l'exercice. Pour le côté non soumis à l'exercice on constate qu'après 3 mois c'est la méthode de Kabat qui donne les résultats les plus importants avec 172,1 %, tandis que les deux autres méthodes donnent des résultats semblables, soit 161,5 %. Si l'on compare les résultats en fonction du sexe, on peut voir que les filles obtiennent les résultats les plus importants dans la méthode de Kabat (fig.2). Tandis que les garçons obtiennent au cours des deux premiers mois les résultats les plus importants dans la méthode au banc de Colson et dans la méthode De Lorme et Watkins après le 3e mois (fig. 3). DL et COLSON KABAT 190 / 180 170 / 160 / / /192,7 / /17S,5 166,8 ..• :.--....162,1 150 155 150 '/149,4 149.8'~ .•.. 132,1,/ / //123,5 / ~1()~~1 100 133,%;/ /128.8 '-::ï'-' 1 _,_1115 2 ' -' -' -~ '/ / 120~ / .' 148~ /~;;147,4 ' ••... 140~ 159- 143Il'--;:;~46,2 1497 / 130~ \t{ 200 200L Charge en % If 1. 2 3 '1 1115 --' ~ 3 Temps en mOIs FIG. 2. - Les sujets féminins semblent plus réceptifs à /'entrarnement par la méthode de Kabat. Si on compare les résultats obtenus par les deux sexes (fig.4), on constate que pour le côté soumis à l'exercice, les garçons obtiennent des résultats supérieurs à ceux obtenus par les filles dans les méthodes De Lorme et Watkins et au banc de Colson; tandis que les filles ont des résultats plus importants que les garçons dans la méthode Kabat, alors que du côté non soumis à l'exercice les filles ont des résultats supérieurs aux garçons dans les trois méthodes (fig.5) sauf au cours du 2e mois où les garçons obtiennent des résultats supérieurs aux filles dans la méthode De Lorme et Watkins. Quand on regarde la progression du quadriceps soumis à l'exercice par rapport à l'autre côté, on constate qu'elle est plus importante au cours des trois mois dans la méthode de Kabat. 358 118,3 -' / /1/ / -' // / V V_._111,5 / Vr23. QLetW ///r.1 200 KABAT cm SON Charge en % 1 /131,4 /150 /134,1 _._111,5 150 1 Temps en mois / 135 170 196,1/ /"'3 / ..•100 160,8 144,1 A43 __ .,1138,7 ,172,8 =l FI G. 3. - Les sujets masculins obtiennent - à long terme - les meilleurs résultats grâce à la musculation type De Lorme et Watkins. 200t 100 l 200 Charge en KABAT % 196.1 COLSON / // // 170,4/ / // 150L / 144,1;, / / / / DL 9t W .•..• 166,8 ./.'A' 150 / // Figure 200• -.-"',- 2 3 100 Il:-. ---7' .- ..-. 1 1 4 3 Temps en mois KABAT 200 190 2 j COLSON 200t Charge en % DL et W 200 192,7 180 00 ,~ 1 160 150 / 160,8 1497 , / ?145,4 / / / 1 140 130 /' 107,9 .•.// ••••••• Figure 5 -::~.--. 150 1 / :i 144,4 147,4 - 138,7 134,1,0-:/ 1288 /;/, '/ _._111,5 ç' 1)00. / 150 132,1~( 131,4 VI' '/118 ,3,f _._111,5 23 149,7 // ./ /143 // 100 .--_--0 123 ;, 123 Temps en mois 359 Si l'on compare la progression au cours des différents mois, on voit que la progression est plus importante au cours du 18r mois pour les méthodes De Lorme et Watkins et au banc de Colson, et au cours du 38 mois pour la méthode de Kabat; que la progression est la plus faible au cours du 28 mois pour les méthodes De Lorme et Watkins et Kabat et au cours du 38 mois pour la méthode au banc de Colson. Vous avez sûrement constaté la légère progression du groupe témoin (11,9 %). Nous l'attribuons à trois facteurs: 1° à l'activité scolaire comprenant des activités physiques et sportives; 2° au fait que le test d'évolution de De Lorme et Watkins comprend moins de répétitions que le test initial de De Lorme et Watkins, ce qui entraîne une survenance de la fatigue plus tardive dans le test d'évolution; 3° à un facteur psychologique: en effet, le test d'évolution donne une notion de but à atteindre et à dépasser que le test initial ne présente pas. Néanmoins la progression observée dans ce groupe n'est en rien comparable à celle observée pour le côté controlatéral dans les trois groupes soumis à l'exercice. En ce qui concerne les résultats périmétriques, leur dispersion étai't tellement grande, qu'il n'a pas été possible de tirer des conclusions bien précises. Ceci peut peut-être se justifier du fait que je me suis adressé à des muscles sains. De plus nous avons vu dans la physiologie de la musculation que si les fibres musculaires augmentent leur volume, la teneur en graisses du muscle diminue et que le travail musculaire peut influencer l'importance du tissu adipeux sous-cutané. CONCLUSION Nous pouvons dire: a. que dans toutes les méthodes de musculation expérimentées, la musculation controlatérale est fort importante et qu'elle pourrait être d'un intérêt thérapeutique capital si le même phénomène se produit chez des sujets relevant de la pathologie; b. que les résultats obtenus par la méthode De Lorme et Watkins sont pratiquement identiques à ceux obtenus dans la méthode au banc de Colson; ces résultats sont plus importants et plus rapides que ceux obtenus par la méthode de Kabat. c. que la progression du quadriceps non soumis à l'exercice par rapport à celui qui travaille est plus importante dans la méthode de Kabat; d. que si l'on tient compte du sexe les filles obtiennent les résultats les meilleurs dans la méthode de Kabat; tandis que les garçons obtiennent des résultats plus importants dans la méthode au banc de Colson après le 18r et le 28 mois et dans la méthode De Lorme et Watkins après le 38 mois; 360 e. que si l'on compare les résultats des deux sexes, les garçons ont des résultats supérieurs aux filles pour le côté qui travaille dans les méthodes De Lorme et Watkins et au banc de Colson, tandis que les filles ont des résultats supérieurs aux garçons dans la méthode Kabat pour le côté du travail et dans les 3 méthodes de musculation pour le côté controlatéral; Il semble donc que les filles soient plus réceptives aux moyens de facilitation proprioceptifs que les garçons, comme tendent à le prouver leurs résultats dans la méthode de Kabat et pour le côté controlatéral. f. que pour les trois méthodes expérimentées, la périmétrie ne donne pas de résultats précis quand on s'adresse à des muscles sains. Bibliographie KABAT H., La stimulation proprioceptive dans le mouvement thérapeutique, pp. 361-78. LlBERSON W.T., Les mouvements isométriques brefs, pp. 337-59. SCHRAM DA, Exercices contre résistance, pp. 323-35. Ces trois chapitres dans « La Thérapeutique par le mouvement », Editions Cercle d'Etudes Kinésithérapiques, Paris (sans date). Tirés à part sur demande, Service de Documentation, B.P. 12, F 60260 Lamorlaye. 6 bis, rue Auguste Vitu - 75015 Paris ULTRA - SONS - IMHZ Tél. : 577.58.07 Tous traitements à l'air et sous l'eau ( Emploi facile Sécurité --------------------------, Je désire recevoir, sans engagement de ma part, une documentation gratuite U.S. Nom: 1 1 1 . 1 1 1 Adresse: Téléphone: 1 1 361