Physiologie appliquée à l'entraînement - Cours 3 PDF

L’entraînement physique 1. Principes de l’entraînement physique 1.1 La terminologie ◼ La force musculaire : la charge maximale développée par un ◼ Nombre de répétitions pour un po...

L’entraînement physique 1. Principes de l’entraînement physique 1.1 La terminologie ◼ La force musculaire : la charge maximale développée par un ◼ Nombre de répétitions pour un pourcentage d’1-RM donné. muscle ou un groupe musculaire est désigné sous la forme de ◼ Amélioration de l’endurance musculaire par l’amélioration de la force : force maximale et adaptations métaboliques ◼ 1-RM ou répétition maximale : définie par la charge que l’individu ◼ La puissance aérobie : représente le débit d’énergie produit est capable de soulever ou tirer qu’une seule fois. par le métabolisme cellulaire en présence d’oxygène : ◼ D’autres mesures de la force musculaire statique ou dynamique ◼ Dépend de la disponibilité et de l’utilisation de l’oxygène. sont possibles. Ex = Isocinétisme ◼ Puissance maximale aérobie (PMA) = la capacité maximale de ◼ Les gains de force musculaire suggèrent des changements dans la resynthèse de l’ATP par voie aérobie et représente la puissance structure et le contrôle nerveux du muscle. qui permet d’atteindre la VO2max. ◼ La puissance musculaire : définie comme la résultante ◼ La puissance anaérobie : représente le débit d’énergie fonctionnelle de la force et de la vitesse. produit par le métabolisme cellulaire en l’absence d’oxygène ◼ Puissance = F x V ; F = charge et V = distance/temps ◼ Capacité maximale du système anaérobie (ATP-PCr et ◼ Joue un rôle clé dans la plupart des disciplines sportives glycolytique) à produire de l’ATP ◼ Amélioration de la puissance par le développement de la force ou de la vitesse. Ou par des exercices spécifiques comme la pliométrie. ◼ L’endurance musculaire : capacité du muscle à répéter de nombreuses contractions, ou à maintenir longuement des contractions statiques :  1.2. Les principes fondamentaux de l’entraînement Chaque individu à une capacité d’adaptation à Individualisation l’entraînement différente Tout programme d’entraînement doit prendre en compte Individualisation les besoins spécifiques et les capacités des individus Les adaptations à l’exercice et à l’entraînement doivent Spécificité être spécifiques selon l’activité ; Sollicitation des systèmes physiologiques essentiels à la réalisation de la performance dans une discipline. Périodicité Spécificité L’amélioration des qualités physiques (endurance, force, Entraînement Réversibilité vitesse etc…) grâce à l’entraînement n’est pas éternelle. L’absence d’entraînement ou de sollicitation d’une qualité physique amènera une régression des gains obtenus. Surcharge : Soulever des charges supérieures à Progressivité d’habitude ; Progressivité : La résistance proposée doit être progressivement augmentée Progressivité Réversibilité Planification des entraînements sous forme de cycle Périodicité progressif à la fois en terme d’intensité, de volume et de spécificité.  1.3. Planification des programmes d’entraînement en musculation (recommandations) Exercice à réaliser Spécifique à l’activité ; Groupes musculaires à travailler. Réaliser les exercices avec les plus L’ordre des exercices grands groupes musculaires en priorité Dépend du niveau du pratiquant et Recommandations Objectifs Le nombre de série des objectifs La récupération (séries ou rep) Dépend des objectifs de la séance (endurance, force, puissance, hypertrophie) L’intensité (charge)  1.3. Planification des programmes d’entraînement en musculation (Méthodes) Entrainement Séance Contraction Isométrique Dynamique (CON et musculaire EXC) Charges Charges Méthodes libres et variables Isocinétique Pliométrique machines ❖ La charge soulevée ❖ Adaptation de la ❖ Maintien de la vitesse ❖ Sollicitation de la demeure inchangée résistance en fonction d’exécution du composite élastique et tout le long du des points faibles et mouvement quelle que contractile muscle mouvement. forts du mouvement soit la force appliquée.  1.3. Planification des programmes d’entraînement en musculation (Méthodes) Entrainement Séance Contraction Isométrique Dynamique (CON et musculaire EXC) Charges Charges Méthodes libres et variables Isocinétique Pliométrique machines ❖ La charge soulevée ❖ Adaptation de la ❖ Maintien de la vitesse ❖ Sollicitation de la demeure inchangée résistance en fonction d’exécution du composite élastique et tout le long du des points faibles et mouvement quelle que contractile muscle mouvement. forts du mouvement soit la force appliquée.  1.3. Planification des programmes d’entraînement en musculation (Méthodes) Entrainement Séance Contraction Isométrique Dynamique (CON et musculaire EXC) Charges Charges Méthodes libres et variables Isocinétique Pliométrique machines ❖ La charge soulevée ❖ Adaptation de la ❖ Maintien de la vitesse ❖ Sollicitation de la demeure inchangée résistance en fonction d’exécution du composite élastique et tout le long du des points faibles et mouvement quelle que contractile muscle mouvement. forts du mouvement soit la force appliquée.  1.3. Planification des programmes d’entraînement en musculation (Méthodes) Entrainement Séance Contraction Isométrique Dynamique (CON et musculaire EXC) Charges Charges Méthodes libres et variables Isocinétique Pliométrique machines ❖ La charge soulevée ❖ Adaptation de la ❖ Maintien de la vitesse ❖ Sollicitation de la demeure inchangée résistance en fonction d’exécution du composite élastique et tout le long du des points faibles et mouvement quelle que contractile muscle mouvement. forts du mouvement soit la force appliquée.  1.3. Planification des programmes d’entraînement en musculation (Méthodes) Entrainement Séance Contraction Isométrique Dynamique (CON et musculaire EXC) Charges Charges Méthodes libres et variables Isocinétique Pliométrique machines ❖ La charge soulevée ❖ Adaptation de la ❖ Maintien de la vitesse ❖ Sollicitation de la demeure inchangée résistance en fonction d’exécution du composite élastique et tout le long du des points faibles et mouvement quelle que contractile muscle mouvement. forts du mouvement soit la force appliquée. 1.3. Planification des programmes d’entraînement en musculation (Méthodes) Excentrique Core training Développement de 30% de force max Exercices visant à renforcer les muscles supplémentaire comparé à la contraction posturaux fonctionnels responsable du concentrique. maintien de la colonne vertébrale. Intérêt d’associer des exercices Renforcement du transverse abdominal, excentriques et concentriques pour avoir oblique interne et externe, érecteur de la un meilleur gain de force et de volume colonne, psoas iliaque, biceps fémoral, musculaire adducteur, grand fessier et droit abdominal Intérêt dans la rééducation et dans la performance sportive. Méthode d’entraînement = yoga, Pilate, Tai-chi, Medecin ball  1.4. Planification des programmes d’entraînement aérobie et anaérobie Voie métabolique Sprints Puissance ATP-PCr Anaérobie Voie Sprint long et métabolique Programme Méthodes demi-fond glycolytique d’entraînement d’entraînement Voie Puissance Discipline de métabolique Aérobie fond oxydative  1.4. Planification des programmes d’entraînement aérobie et anaérobie (Méthodes) Au début, l’objectif était Prévenir les de d’encourager les gens maladies à faire de l’exercice pour prévenir les maladies au lieu de les traiter Par ces bienfaits physiologiques et Nous pouvons retrouver psychologiques, ce type d’entrainement est Recommander pour tous Fitness Tous types d’exercices des exercices de force, endurance, souplesse. recommandé pour tout âge et tout niveau Bienfaits physiologiques : augmentation de la Résultats + masse maigre et diminution de la masse grasse ; Bienfaits psychologiques : satisfaction, plaisir, motivation 1.4. Planification des programmes d’entraînement aérobie et anaérobie (Méthodes) Entrainement intermittent Intensité et Distance de Répétitions et durée de travail travail séries 1. Durée donnée (ex : utilisation du Utilisation de distances spécifiques à la meilleur temps au 100m) discipline sportive (ex : foot, sprint, 1. ATP-PCr = 95-100% basket ≠ demi-fond ou fond) 2. Glycolytique = 80-95% Rien n’empêche de réaliser de plus 3. Oxydatif = 70-80% voir inférieur grandes distances selon l’objectif du 2. % FCmax même principe cycle et de la séance  1.4. Planification des programmes d’entraînement aérobie et anaérobie (Méthodes) Entrainement intermittent Durée de Forme de Fréquence récupération récupération d’entraînement 1. Si utilisation de la FC : la FC doit être 1. Complète ou incomplète : tout dépend 1. Dépend du niveau de pratique de comprise entre 130 et 150 bpm. de l’objectif de la séance l’athlète 2. Si utilisation d’une durée cela dépend de 2. Active ou passive : en marchant ou en 2. Dépend de l’objectif du cycle (ex : si la filière énergétique visée et de l’objectif étant en activité à faible intensité l’objectif est l’amélioration de la VO2max de la séance. toutes les séances ne vont pas être de la même intensité) 3. Généralement entre 2 à 4x/sem  1.4. Planification des programmes d’entraînement aérobie et anaérobie (Méthodes) ◼ L’entraînement continu Alternance des intensités de travail Réaliser une seule répétition sans intervalle de repos Entraînement continu à Développement du Entraînement continu à basse intensité = 60%- système oxydatif et haute intensité = 85-95% 75% Fcmax (=50-75% glycolytique FCmax VO2max) Spécialistes de longues distances = 160km à 320km par semaine  1.4. Planification des programmes d’entraînement aérobie et anaérobie (Méthodes) Entraînement par intervalle à haute intensité (HIIT) Réalisation des séances Effort supra-maximale ou Effort intermittent Effort court intense et l’intérieur, extérieur ou proche maximale (Exercice/Récupération) récupération courte sport co (PDC, banc, haltères) Amélioration significative de la VO2max ; Augmentation dans la même proportion que l’entraînement continu d’intensité modérée. Astorino et coll. 2017  1.4. Planification des programmes d’entraînement aérobie et anaérobie (Méthodes) Entraînement par intervalle à haute intensité (HIIT) Réalisation des séances Effort supra-maximale ou Effort intermittent Effort court intense et l’intérieur, extérieur ou proche maximale (Exercice/Récupération) récupération courte sport co (PDC, banc, haltères) Amélioration significative de la VO2max ; Augmentation dans la même proportion que l’entraînement continu d’intensité modérée. Astorino et coll. 2017  1.4. Planification des programmes d’entraînement aérobie et anaérobie (Méthodes) Entraînement par intervalle à haute intensité (HIIT) Réalisation des séances Effort supra-maximale ou Effort intermittent Effort court intense et l’intérieur, extérieur ou proche maximale (Exercice/Récupération) récupération courte sport co (PDC, banc, haltères) Amélioration significative de la VO2max ; Augmentation dans la même proportion que l’entraînement continu d’intensité modérée. Astorino et coll. 2017 1.4. Planification des programmes d’entraînement aérobie et anaérobie (Méthodes) HIIT Gibala et coll. 2013 Iaia et coll. 2008 Gibala et Jones (2013) Remplacement de 15% Réduction de 50% de du temps d’entraînement Recommandation l’entraînement classique en HIIT Amélioration de la Athlète spécialiste Amélioration de la VO2max et de 4% du d’endurance = 75% puissance pic et du temps sur 1500m et endurance continu basse contre la montre 5000m intensité + 10-15% HIIT 2. Adaptations à l’entraînement de force Hypertrophie Facteur musculaire Hyperplasie Gains de force musculaire Recrutement et Facteur nerveux synchronisation des unités motrices 2. Adaptations à l’entraînement de force Facteurs nerveux Synchronisation et recrutement d’unités du recrutement des de la conduction L’inhibition autogène motrices unités motrices nerveuse supplémentaires Entraînement en force = L’augmentation de la Système nerveux central Def = mécanismes changements de stimulation nerveuse du ➔ fibres musculaires inhibiteurs du système connexions entre les motoneurone alpha peut Electromyographie = neuromusculaire (organe motoneurones et la augmenter la fréquence évaluation de la tendineux de Golgi) vont moelle épinière des stimulations commande nerveuse empêcher la production nerveuses = sommation de force musculaire trop temporelle ou rate importante. Les unités motrices coding peuvent agir de manière Entraînement en musculation synchrone = diminution des inhibitions  2. Adaptations à l’entraînement de force Facteur musculaire Hyperplasie Hypertrophie Hypertrophie Hypertrophie transitoire chronique Augmentation du Augmentation de la nombre de fibres taille des fibres musculaire musculaires existantes Augmentation du volume musculaire qui résulte essentiellement d’un filtrat liquidien dans les espaces interstitiel et intramusculaire du muscle  2. Adaptations à l’entraînement de force Les 3 critères d’un programme en hypertrophie Tension Dommage Stress mécanique musculaire métabolique La tension va Amener un Le stress être produite par dommage métabolique se une force et un musculaire ➔ manifeste à la étirement ; DOMS (Phase suite d’un La tension va excentrique) exercice qui induire une Attention à une repose sur la adaptation récupération glycolyse nerveuse sans optimale pour ne anaérobie pour la produire pas amener production d’ATP, Suchomel, T. J., Nimphius, S., Bellon, C. R., & Stone, M. H. (2018). The obligatoirement l’athlète vers la ce qui entraine Importance of Muscular Strength : Training Considerations. Sports une hypertrophie blessure. l’accumulation Medicine, 48(4), 765-785. musculaire ultérieure de métabolite. Schoenfeld BJ. The Mechanisms of Muscle Hypertrophy and Their Application to Resistance Training. The Journal of Strength & Conditioning Research. oct 2010;24(10):2857.  2. Adaptations à l’entraînement de force du nombre de myofibrilles Principaux acteurs de l’hypertrophie musculaire : Formation supplémentaire de pont d’acto-myosine du nombre de = plus de force lors de contraction maximale filament d’actine Hypertrophie et de myosine Pas de modification de la taille des myofibrilles des fibres musculaire du volume sarcoplasmique du tissu conjonctif  2. Adaptations à l’entraînement de force Correspond de 5 à 10% du volume musculaire Hyperplasie des Entraînement de Muscle fiber hypertrophy, hyperplasia, and capillary density in fibres musculaire force intense college men after resistance training G. E. McCall, W. C. Byrnes, A. Dickinson, P. M. Pattany, and S. J. Fleck Journal of Applied Physiology 1996 81:5, 2004-2012 Possible mais pour certains sujets et dans des conditions particulières  2. Adaptations à l’entraînement de force (Hormones) Le système endocrinien relâche des hormones pendant et après la production de force musculaire. Certaines hormones du corps (testostérone, hormone de croissance, facteur de croissance comme l’insuiline) stimule la synthèse de protéines musculaire. Le renforcement musculaire augmente la concentrations d’hormone anabolique dans la sang pendant l’exercice et approximativement 1h après. Les réponses hormonaux sont plus importantes quand un volume est important (3-4 x 8-12reps pour chaque exercice), l’intensité est haute (>80%), une courte récupération (1-2min) et sur des grands groupes musculaires (Squat, DL, BP, Clean, etc…) ATTENTION : une mauvaise prescription de CE peut promouvoir l’augmentation chronique de cortisol. La réponse hormonale à l’exercice est corrélée à la quantité de stress métabolique donc plus haut est le stress métabolique plus haute est la réponse hormonale. 2. Adaptations à l’entraînement de force (Hormones) Hansen et coll. 2001 Groupe A Groupe B Matériels et méthodes Entraînement bras Entraînement bras + jambes Résultats Augmentation de la force de Augmentation de la force de 9,0% 37,0% L’entraînement en musculation selon les populations Personnes âgées Enfants - adolescents Athlètes Avec l’âge, perte de Très controversé masse maigre = Recommandations Être spécifique à sarcopénie indiquent : la l’activité !! L’entraînement en technique, le poids de renforcement corps, volume faible. musculaire semble Être progressif dans la augmenter la force et programmation d’un la masse musculaires entraînement en de ces sujets. renforcement musculaire. 3. Adaptations à l’entraînement aérobie Adaptation à l’entraînement aérobie Système Système Système cardio- respiratoire musculaire vasculaire 3. Adaptations à l’entraînement aérobie Adaptation CARDIOVASCULAIRE à l’entraînement Les Entraînement aérobie Augmentation de la cavité dimensions ventriculaire gauche (meilleure cardiaque remplissage ventriculaire) Epaississement de la paroi ventriculaire gauche (augmentation de la force de contraction) 3. Adaptations à l’entraînement aérobie Adaptation CARDIOVASCULAIRE à l’entraînement Volume Entraînement aérobie Augmentation du volume d’éjection d’éjection systolique au repos, à systolique l’exercice sous-max et maximal Le facteur responsable est l’augmentation du volume télédiastolique qui résulte de l’augmentation du volume plasmatique et de l’allongement du temps de remplissage 3. Adaptations à l’entraînement aérobie Adaptation CARDIOVASCULAIRE à l’entraînement La fréquence Entraînement aérobie Diminution de la fréquence cardiaque cardiaque de repos Délai de récupération de la fréquence cardiaque diminue La fréquence cardiaque maximale est peu affectée 3. Adaptations à l’entraînement aérobie Adaptation CARDIOVASCULAIRE à l’entraînement Le débit Entraînement aérobie Augmentation du débit sanguin sanguin Une meilleure capillarisation L’ouverture de capillaires avec la création de nouveaux non fonctionnels au repos capillaires (recrutement capillaires) Une augmentation du Une meilleure redistribution volume sanguin total de la masse sanguine  3. Adaptations à l’entraînement aérobie Adaptation RESPIRATOIRE à l’entraînement Entraînement aérobie L’augmentation de la V02max est Peu d’effet sur la structure et la essentiellement due à fonction pulmonaire l’augmentation du débit cardiaque et du débit sanguin musculaire L’augmentation de la V02max s’accompagne d’une élévation de la ventilation pulmonaire lors d’un exercice maximale  3. Adaptations à l’entraînement aérobie Adaptation MUSCULAIRE à l’entraînement Entraînement aérobie Recrutement spécifique des fibres de Augmentation de la taille et du nombre type I avec une surface de section plus de mitochondries (= meilleure capacité grande oxydative) Augmentation de la densité capillaire (= Stimulation de l’activité des enzymes meilleure diffusion O2, CO2 et nutriments, oxydatives sous-métabolites) Augmentation du contenu musculaire en myoglobine (=meilleure transport de l’oxygène) 3. Adaptations à l’entraînement aérobie Adaptation METABOLIQUE à l’entraînement Entraînement aérobie La consommation Le seuil lactique Le quotient respiratoire d’oxygène Elévation du niveau du QR plus faible témoignant Augmentation de la seuil lactique = d’une meilleure utilisation VO2max réalisation d’exercice plus des acides gras libres Cette augmentation peut élevé pour une même être de 15 à 20% pour lactactémie. une personne sédentaire Plus le niveau de départ est faible plus les gains après un entraînement seront important  4. Adaptation à l’entraînement anaérobie Etude de Recrutement Jansson et coll. fibre IIa, IIb 1990 Musculaire de la surface de section fibre II Adaptation anaérobie ATP-PCr Métaboliques Glycolytique  4. Adaptation à l’entraînement anaérobie Adaptation Augmentation de l’activité d’un métabolique certain nombre d’enzyme clé de la glycolyse Système Système ATP-PCr Glycolytique Costill et coll. 1979 Cependant l’amélioration des L’intérêt principal de l’entraînement performances résulterait plus d’un (en sprint très courts) réside dans le gain de force musculaire que d’une développement de la force amélioration de la production d’ATP musculaire