Processus du développement des muscles

Introduction

Un muscle - qu'est-ce que c'est?

On sait bien qu'il faut faire du sport pour faire saillir ses muscles. A force de se contracter, ils vont finir par prendre du volume. Comment ?

Un muscle, c'est un groupement de faisceaux, formés eux-mêmes d'un ensemble de fibres musculaires, serrées les unes contre les autres. Les fibres, ce sont de longues cellules, qui peuvent atteindre plusieurs dizaines de centimètres dans les grands muscles du dos ou des jambes.

A l'intérieur de ces fibres, des protéines organisées en filaments, les myofibrilles, donnent au pouvoir le muscle de se contracter puis de se détendre. Ces filaments sont de deux sortes (actine et myosine), et disposés de façon alternée.

Lors d'une contraction, ces filaments d'actine et de myosine glissent les uns contre les autres puis s'accrochent entre eux : le muscle se raccourcit et s'épaissit. Plus la contraction est forte, plus le nombre d'accrochages entre les filaments est grand, et plus l'énergie nécessaire est importante. Lors de la détente, actine et myosine se séparent et retrouvent leur configuration initiale.

Alors, comment se fait-il qu'un muscle beaucoup sollicité grossisse ? La musculation ne multiplie pas le nombre de fibres musculaires. En effet, les muscles sont constitués d'un nombre donné de fibres. C'est le volume des fibres qui change : surentraînées, elles s'épaississent grâce à l'accroissement du diamètre et de la longueur des myofibrilles. En effet, les fibres musculaires peuvent accélérer leur taux de synthèse des protéines (actine et myosine). Cette augmentation peut être considérable, notamment chez les culturistes : un entraînement vigoureux permet de doubler ou de tripler la taille d'un muscle.

Le tissu musculaire est un tissu mou, et est l'un des quatre tissus fondamentaux présents chez les animaux (avec le tissu conjonctif, le tissu nerveux et le tissu épithélial). Il existe trois types de tissu musculaire et nous nous intéressons au muscle squelettique ou « muscle volontaire » est ancré par des tendons (ou par une aponévrose à quelques endroits) à l'os et permet des mouvements volontaires tels que la locomotion et le maintien de la posture.

Il est composé de différentes cellules, les fibres musculaires striées squelettiques (FMSS) extrafusales aussi nommé le rhabdomyocyte (très longue cellule formée par syncytium), les fibres intrafusales (constituant les fuseaux neuromusculaires) et les cellules satellites (permettant la réparation des fibres).

Les fibres extrafusales du muscle squelettique (volontaire) sont divisées en deux grands types : fibre à contraction lente et rapide :
Type I, contraction lente, est densément reliée à des capillaires sanguins, très riche en mitochondries et en myoglobine (donne au tissu sa coloration rouge). Elle utilise donc beaucoup d'oxygène pour ses activités aérobiques (béta-oxydation ou cycle de Krebs). Les fibres lentes se contractent pendant longtemps mais avec peu d'intensité (souvent présentes en grande quantité dans les muscles posturaux).

Type II, contraction rapide, à trois majeurs sous types (IIa, IIx, et IIb) qui varient en vitesse de contraction et en force générée. Ces fibres se contractent rapidement et intensément mais fatiguent très rapidement, notamment à cause de leur activité anaérobique. Elles constituent la majorité de la force musculaire et ont un potentiel de développement accru. Les types IIb sont anaérobiques, utilisent majoritairement la glycolyse, et apparaissent « blanches » car moins denses en mitochondries et myoglobine. Dans les animaux de petites tailles (rat, poulet) c'est la principale fibre musculaire expliquant la couleur pâle de leur chair (viande blanche).

L'inactivité a l'effet opposé. Non sollicitées, comme lorsqu'une personne est confinée au lit, les fibres musculaires peuvent s'atrophier de 20 % en deux semaines seulement. Il ne suffit donc pas de se "fabriquer" de beaux abdos, il faut ensuite s'entraîner pour les garder !

Le rôle des hormones dans le sport

Lorsque l'on parle des hormones en musculation, beaucoup pensent immédiatement aux hormones à effet anabolisant et catabolisant. Les hormones à effet catabolisant décomposent la fibre musculaire por la préparer à être reconstruite plus fort par les hormones à effet anabolisant. Les deux types d'hormones sont produits par notre coprs de manière naturelle et leur production s'adaptent à des activités exercées par des sportifs.

Les hormones à effet anabolisant incluent: l'estrogène, le testostérone, l'insuline, l'hormone de croissance, alors que les hormones à effet catabolique incluent: l'adrénaline, le cortisol, le glucagon, le cytokine.

Activités de simulation

  1. Téléchargez le fichier depuis le serveur et ouvrez-le dans NetLogo
  2. Etudiez l'interface et déterminez les facteurs principaux de construction de la masse musculaire qui peuvent être simulés. Comment comprenez-vous ces facteurs?
  3. Démarrez la simulation avec les réglages par défaut et observez les changements des courbes suivantes: la courbe de développement de la masse musculaire et la courbe de production des hormones à effets anabolique et catabolique. Quelles conclusions pourriez-vous en tirer?
  4. Recommencez la simulation avec les mêmes réglages. Le carré à droite contient des cercles rouges qui représentent les fibres musculaires. Vous pouvez y observer que le fond change contamment. Qu'à votre avis signifient-ils les changements de couleurs du fond du vert au jaune?
  5. Diminuez la vitesse du modèle et observez les courbes sinusoïdales des hormones à effets anabolique et catabolique. A quel moment (temps), pensez-vous, correspodent-ils les pics des sinusoïdes?
  6. Réglez les données qui correspondent à votre manière de vous entraîner. Que pouvez-vous observer dans le modèle? A quel moment (temps) aurez-vous le pic de la prise de masse musculaire?
    Rappelez-vous que le modèle présume une nutrition saine et conditionnée à la prise de masse musculaire (40% de protéine; 30% de lipide; 30% de glucide) et une quantité de liquide consommée <2l par jour.
  7. Après avoir observé les facteurs qui influencent la prise de masse musculaire, quelles améliorations pourriez-vous proposer à votre régime d'entraînement?

Evaluation

Vériviez si vous avez bien répondu aux questions dans l'activité de simulation

  1. Les facteurs représentés dans le modèle sont : le poids (lift); l'intensité (intensity); les jours de repos entre les entraînements (days-between-workouts); le pourcentage des fibres à contraction lente et rapide (%-slow-twitch-fibers).
  2. Les courbes des hormones représentent une production des hormones à taux différent aux différents moments (time). La courbe de la prise de masse musculaire semble avoir les mêmes contoures que la courbe de production de l'hormone à effet catabolisant.
  3. Les couleurs signifient différentes quantités de production des hormones. D'abord, le corps produit plus d'hormone à effet anabolisant, ce qui se manifeste par la couleur verte dans le carré. Ensuite, la tendance change et le corps produit plus d'hormone à effet catabolisant, ce qui se manifeste par la couleur jaune.
  4. Les pics correspondent à la production intense des hormones lors des entraînements.