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" La force musculaire : considérations physiologiques et biomécaniques »

Nicolas Place

Maître d'Enseignement et de Recherche, Institut des Sciences du

Sport, Université de Lausanne

Mardi 20 septembre 2016

Introduction

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BIOMECANIQUE

Organismes vivants Branche de la physique -

Etudie les forces (cinétique) et

le mouvement (cinématique) Application des principes mécaniques pour l'étude des organismes vivants

Mardi 20 septembre 2016

Introduction

3 www.sportsmedicinemalta.com

Qu'est

ce qui est nécessaire dans toutes ces situations ?

Production de force!

Mardi 20 septembre 2016

Records du monde haltérophilie (2002...)

Mardi 20 septembre 2016

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Introduction

5

Comment cette force est

elle générée ?

Mardi 20 septembre 2016

Introduction

6 •Le muscle: anatomie, production de force, techniques d"investigation, types de fibre

•Facteurs musculaires influençant la force

•Relations de la mécanique musculaire

Mardi 20 septembre 2016

Introduction

Le muscle strié

squelettique

Le muscle

7 •+ de 600

• 40% masse corporelle plus

grand organe du corps humain

•Moteurs internes du corps humain

responsables des mouvements du système squelettique

Mardi 20 septembre 2016

Le muscle squelettique

Structure du muscle: vue globale

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Muscle

Faisceau

Fibre (cellule) musculaire

Myofibrille

Sarcomère

Epimysium Périmysium

Myosine

Actine

Noyau

Endomysium

Sarcolemme

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Le muscle

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La fibre musculaire - myofilaments

•Myosine et actine •Bandes claires et sombres donnent l"aspect strié au muscle •Sarcomère = unité de base fonctionnelle du muscle •Raccourcissement max d"une myofibrille = somme des raccourcissements des sarcomères

Mardi 20 septembre 2016

Le muscle

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La fibre musculaire - sarcomère

Mardi 20 septembre 2016

Le muscle

Théorie des filaments glissants

•Travaux de Hugh (structure musculaire) et Andrew (transmission nerveuse) Huxley dans les 50"s 11 •Observation des changements des longueurs de bandes au niveau du sarcomère contracté Hypothèse des filaments glissants en 1954, qui deviendra plus tard la " théorie des filaments glissants »

Huxley H J. Biophys. Biochem. Cytol. 1957

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Le muscle

Théorie des filaments glissants

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Contraction = raccourcissement

Bande I raccourcie

Bande H disparait car

chevauchement

Changement de configuration du sarcomère

Hugh Huxley, 1954

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Le muscle

Théorie des filaments glissants

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Source: UCSD

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Le muscle

Contraction d'une fibre intacte isolée

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Contractions tétaniques 70 hz

Mardi 20 septembre 2016

Le muscle

Fonction neuromusculaire

Peripheral component Central component

Motor cortex

activation

Descending drive to

the Mn

Motor unit

activation Neuromuscular propagation

E-C coupling

Metabolic substrate availability Intracellular milieu

Contractile apparatus

Muscle blood flow

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Le muscle

Couplage excitation-contraction

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Mardi 20 septembre 2016

Le muscle

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Couplage excitation-contraction

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Le muscle

• Stimulation transcutanée

• Electromyographie de surface (EMG)

RF VL VM

Investigation de la fonction neuromusculaire

Mardi 20 septembre 2016

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Le muscle

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Investiguer la composante périphérique

Stimulation simple réponse électrique (onde M ou M wave, réponse "motrice») et réponse mécanique (secousse musculaire = 'twitch') 10 ms 5 mV

Onde M (potentiel d'action

musculaire résultant)

Excitabilité neuromusculaire

200 ms

35 N.m

Secousse musculaire

Couplage E-C Couplage E-C

Mardi 20 septembre 2016

Le muscle

20 Niveau d'activation max volontaire (VAL) (%) = [1 - (secousse surimposée / secousse potentialisée)] x 100

Allen et al. Muscle Nerve 1995

1

2 3 4 5 6

Time (s)

0

50 100 150 200 250 300 350 400

0

MVC Torque (N.m)

Stimulation

Force maximale

volontaire

Unités motrices non recrutées ou

déchargeant à des fréquences sous- max. (Belanger & McComas, 1981)

Investiguer la composante centrale

Dans sa globalité: twitch interpolation technique

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Le muscle

Différents types de fibre musculaire

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Le muscle

Différents types de fibre musculaire

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Le muscle

Unité motrice et type de fibres

Type IIx

Type IIa Type I

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Le muscle

•La plupart des muscles contiennent des fibres de type I et de type II

•La distribution relative dépend de la génétique, de la fonction du muscle et du statut d"entraînement

•Les sprinters ont plus de fibres de type II

Activité physique & type de fibre

• Sportifs d"endurance: + de type I • Peu de changement avec entraînement (< 10%?) • Perte des fibres de type II avec le vieillissement

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Le muscle

Activité physique & type de fibre

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Le muscle

Recrutement spatial & intensité d'exercice

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Le muscle

Facteurs influençant la force

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•Le muscle: anatomie, production de force, techniquesquotesdbs_dbs50.pdfusesText_50

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