Muscle et fatigue

Muscle et fatigue
VERGNE Morgan
Définition de la fatigue musculaire

Définition fatigue musculaire :

Incapacité à maintenir un niveau de force ou la puissance prédéterminé durant des
contractions soutenues ou répétées

Analyse de la puissance musculaire plus pertinente que celle de la force
comme critère de fatigue, car implique à la fois le maintien de la force et de
la vitesse.

Fatigue = diminution du nombre de ponts d'actine-myosine  diminution de la
force
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Fatigue centrale

Liée à des altérations au niveau du système nerveux central et des voies
nerveuses.

Due à une diminution de l'activation nerveuse, qui implique une activation
sous-optimale du muscle

Caractéristiques : baisse de la vitesse de conduction des influx nerveux

Type de fatigue observé lors de contractions soutenues mais n'interviendrait
pas dans le cas d’exercices de type intermittent (Duchateau et Hainaut 1985).
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Fatigue périphérique

Facteurs peuvent se situent au niveau de trois mécanismes différents :

insuffisance de substrats énergétique pour une fourniture optimale d'ATP aux ponts
d'actine-myosine, ou aux autres réactions parallèles telles que les pompes Na+/K+,
ou la recaptation du Ca²+ dans les réticulum sarcoplasmiques,

inhibition de l'un de ces processus par les produits finaux des réactions de
production d'énergie,

altération du couplage excitation-contraction à différents niveaux, depuis le
potentiel d'action de surface, jusqu'à la libération de Ca²+ par les réticulum
sarcoplasmiques.
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Fatigue musculaire

Facteur impliqué dans le mécanisme de la fatigue :
l'équilibre énergétique au niveau cellulaire.

Il est admis (Edwards 1991) :

perturbation de

que la force diminue lorsque la demande d'énergie (hydrolyse de l'ATP) excède le
taux de resynthèse d'ATP

que les métabolites produits lors de la contraction (ADP, AMP, Pi, …) ont une
influence sur la production de force. Influence soit directe sur le matériel
contractile par inhibition de l'excitation ou de la contraction (Donaldson et
Hermansen, 1978, Hibberd et al. 1985, Cooke et Pate, 1990), soit indirecte par
l'inhibition des voies biochimiques de fourniture d'énergie, telle que la glycolyse
anaérobie (Hultman et Sjohölm, 1983).
Perturbation de l'équilibre énergétique, n’est pas la cause unique de la
fatigue, des facteurs métaboliques et non métaboliques interviennent
également
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Facteurs de la fatigue
Facteurs métaboliques

Corrélation entre les niveaux de
force
et
l’altération
des
métabolites
intracellulaires
(notamment Pi), pendant et après
une
contraction
maximale
volontaire de 2 à 4 minutes (Baker
et al. 1993, Wilson et al. 1988), ce
qui suggère que la réduction de
force peut provenir d'inhibitions du
processus de contraction par des
métabolites intracellulaires.
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Facteurs non métaboliques

Lors de protocoles de 15 à 20 min :
temps de récupération de la force
plus long

Facteurs non métaboliques causent
la fatigue pendant la contraction
de longue durée.

Ces facteurs impliqueraient des
perturbations
au
niveau
du
couplage excitation-contraction,
Fatigue et acidose

La participation importante du métabolisme anaérobie lactique, ainsi que
l’élévation de la lactatémie et la baisse du pH qui en résultent, induisent
l'apparition de la fatigue et affectent la performance

La diminution de puissance enregistrée lors de ce type d'effort est souvent
associée à une lactatémie élevée

L'accumulation d'acide lactique dans le muscle entraîne des perturbations qui
contribuent à l'apparition de la fatigue musculaire
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Hypothèses

Les ions H+ seraient responsables d'une diminution du temps de relaxation
(RT) et d'une diminution de la tension musculaire développée (Sahlin, 1983),
probablement par l'effet direct de H+ sur le processus de contraction au
niveau de :

L'activité de la myosine-ATPase (Donaldson et Hermansen, 1978),

Des sites de liaison du calcium sur la troponine (Hermansen, 1981),

De la libération du calcium par les réticulum sarcoplasmiques (Nakamura et
Schwartz, 1972).
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Concentration de lactate sanguin

[LaS] est généralement utilisée comme indice reflétant l’évolution des
paramètres de la performance musculaire et de la fatigue, mais également
des processus énergétiques et métaboliques impliqués au cours d’exercices
intenses.

[LaS] résulte d'un équilibre entre la diffusion du lactate musculaire vers la
circulation et son élimination, cette concentration étant dépendante de
l’intensité de l’exercice, donc de la production au niveau musculaire et du
temps de récupération donc de son élimination
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Fatigue et type de fibres

L'intensité et la durée de l'effort détermine le recrutement des fibres (spatial
et temporel) et conditionne l'apparition plus ou moins précoce de la fatigue.

Force maximale d'un muscle = recrutement des FT et des fibres lentes (ST)
(Belanger et Mc Comas, 1981), indépendamment de la puissance et de la
vitesse développée (Green, 1986).

Pour Sargeant, (1994), les deux types de fibres contribuent au développement
de la puissance, à condition que la vitesse de raccourcissement maximale des
fibres les plus lentes ne soit pas dépassée.
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Fatigue et type de fibres

On observe un plus grande diminution de la force chez les sujets présentant
une composition élevée en fibres FT, à la suite de contractions répétées
(Tesch, 1980, Colliander et al. 1988), et d'une restauration moins importante
de la force durant la récupération entre les séries (Colliander et al. 1988).

En condition d’acidose, les fibres FT sont plus sensibles à la diminution du pH
et subissent une plus grande réduction de force, que les fibres ST (Donaldson
(1983)).
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