Fibras musculares, ¿cómo se las estimulan?

Fibres musculaires, comment les stimuler ?

Pour analyser le mécanisme d’induction des fibres musculaires et, par conséquent, de l’hypertrophie, nous devons comprendre certains principes.

Une étude des années 80 sur les fibres musculaires et l’hypertrophie, qui fait encore autorité aujourd’hui, suggère que l’hypertrophie musculaire induite par l’entraînement avec des poids (ou l’entraînement en résistance) peut être régulée par différents mécanismes selon le volume et l’intensité de l’exercice.

Il est également indiqué que cela dépend de la répartition du travail entre les fibres musculaires : celles à contraction rapide, celles à contraction lente et différentes incidences dans certaines zones des fibres (1).

Fibres musculaires : types

En général, il est admis dans le monde entier qu’il existe deux types différents de fibres musculaires : les fibres musculaires à contraction lente (type I) et celles à contraction rapide (type II). À partir de là, les fibres musculaires à contraction rapide peuvent être subdivisées en types IIa et IIb.

La fibre musculaire de type I

  • Les fibres musculaires de type I ont la vitesse de contraction la plus faible, la plus petite aire de section transversale, la plus forte capacité oxydative (aérobie) et la plus faible capacité glycolytique (anaérobie).
  • Elles se contractent lentement et sont capables de maintenir une contraction à rythme constant pendant de longues périodes sans fatigue.
  • Ces fibres de type I sont principalement sollicitées dans les activités d’endurance : course de fond, natation et cyclisme.

La fibre musculaire de type II

  • Les fibres musculaires de type IIb ont la vitesse de contraction la plus élevée, la plus grande aire de section transversale, la plus faible capacité oxydative et la plus forte capacité glycolytique.
  • Elles sont idéales pour les efforts courts et rapides et sont sollicitées dans des activités comme le sprint, le powerlifting et la musculation (pour certains exercices).
  • Les fibres de type IIa sont intermédiaires et leurs propriétés se situent entre celles des types I et IIb.

Fibres musculaires : différences entre les types I et II

Les fibres musculaires de type I diffèrent de celles de type IIb pour de nombreuses raisons ; idéalement, vous pouvez les considérer comme opposées. Les fibres de type I sont destinées aux activités de longue durée, tandis que celles de type IIb sont destinées aux efforts courts et rapides.

  • Les fibres de type I sont hautement oxydatives et ont moins tendance à s’hypertrophier ; elles sont appelées fibres rouges en raison de leur importante vascularisation.
  • Les fibres de type IIb sont très glycolytiques et ont tendance à s’hypertrophier davantage que les fibres de type I ; elles sont peu vascularisées, ce qui leur donne une apparence claire et leur vaut le nom de fibres blanches.

Fibres musculaires : recrutement

Comment votre corps recrute-t-il les fibres musculaires ?; Eh bien, même les petits groupes musculaires de votre corps comptent plus de 100 000 fibres musculaires.

Un motoneurone stimule la contraction de vos muscles : il transporte les influx (messages) de votre cerveau et de votre moelle épinière vers vos muscles. Un motoneurone contrôle entre 2 et 2000 fibres musculaires.

Le motoneurone et les fibres qu’il stimule sont appelés unité motrice, et chaque unité motrice contient principalement des muscles de son propre type. De plus, l’unité motrice décharge à une fréquence qui favorise les fibres qu’elle stimule.

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En quelques mots,

  • Un motoneurone à contraction lente fera se contracter les muscles lentement,
  • Une unité de contraction rapide s’activera rapidement.

Plus la décharge est rapide, plus elle produit d’énergie ; ainsi, si l’activité est légère, les fibres musculaires de type I seront principalement stimulées, mais lorsqu’elle devient trop intense, les fibres musculaires de type IIa seront sollicitées. Enfin, pour les mouvements d’intensité maximale, les fibres de type IIb seront recrutées.

C’est la raison pour laquelle les fibres de type I sont appelées fibres à seuil bas et les fibres rapides de type IIb, fibres à seuil élevé. Pour voir ces fibres, vous pouvez les observer au microscope.

Elles sont à seuil bas parce qu’elles sont les premières fibres musculaires recrutées, et à seuil élevé parce qu’elles ne sont recrutées que dans les situations les plus intenses… votre corps active toujours ses fibres musculaires de cette manière…

Pour mieux comprendre le fonctionnement des choses, nous disposons d’une vidéo réalisée par notre entraîneur professionnel Rober Castellano lors d’un séminaire organisé à Cadix

Fibres musculaires : comment augmentent-elles ?

La question la plus pertinente ici est la suivante : qu’est-ce qui détermine si une fibre musculaire augmente en longueur ou en diamètre ?… analysons cela…

Après l’entraînement de force, les muscles dans leur ensemble augmentent de volume et donc aussi de masse. Chez l’être humain, cela se produit en grande partie grâce à une augmentation du volume des fibres musculaires individuelles, plutôt qu’à une augmentation du nombre de fibres.

Les fibres individuelles peuvent augmenter de volume en augmentant leur longueur ou leur diamètre.

  • Les augmentations de longueur se produisent par l’ajout de nouveaux sarcomères en série, qui sont probablement ajoutés à l’extrémité des fibres existantes.
  • Les augmentations de diamètre se produisent par l’ajout de myofibrilles en parallèle.

Les modifications de la forme et de la structure du muscle s’adaptent à ces augmentations de volume, mais… qu’est-ce qui stimule une fibre musculaire à augmenter de diamètre ou de longueur ?…

Hypertrophie due à la tension mécanique

Outre les mécanismes de lésion musculaire et le stress métabolique, l’hypertrophie se produit également sous l’effet de la tension mécanique, qui doit être générée par les propres fibres musculaires.

Voici une section du sarcomère qui vous aidera à comprendre les éléments liés à la tension mécanique.

Lorsque la tension mécanique subie par une fibre musculaire est principalement produite par les éléments passifs (les parties structurelles de la fibre, y compris la gigantesque molécule appelée titine), la fibre semble augmenter de volume principalement en augmentant de longueur, par l’ajout de sarcomères en série.

Cet effet peut être stimulé par la titine, qui détecte l’étirement qui lui est imposé, puisque la fibre se déforme longitudinalement.

En revanche, lorsque la tension mécanique subie par la fibre musculaire est principalement produite par les éléments actifs (les ponts actine-myosine), la fibre semble augmenter de volume principalement en augmentant de diamètre, par l’ajout de myofibrilles en parallèle.

Cet effet pourrait être stimulé par le renflement vers l’extérieur des fibres musculaires qui se produit lorsque des ponts actine-myosine se forment, déformant la fibre musculaire dans une direction transversale.

Le graphique suivant montre la relation entre la tension active et passive d’une section musculaire, car les muscles agonistes et antagonistes sont ceux qui travaillent à un moment donné, aussi bien pour se contracter que pour s’allonger.

La contribution de la force passive et active à la tension mécanique globale est déterminée par la longueur du muscle, le mode de contraction et la vitesse d’allongement.

La longueur du muscle

L’entraînement de force au moyen d’exercices sollicitant de plus grandes amplitudes de mouvement (ROM) augmente la proportion de tension mécanique provenant des éléments passifs, car les éléments structurels s’étirent après que les fibres ont atteint une certaine longueur.

Contrairement aux idées reçues, l’entraînement de force exclusivement concentrique avec une amplitude complète ou partielle entraîne une hypertrophie similaire si la même quantité de travail est effectuée dans les deux programmes d’entraînement (2).

Cependant, le type d’hypertrophie est légèrement différent après chaque type d’entraînement de la force:

  • L’entraînement avec une amplitude de mouvement complète provoque principalement une hypertrophie en augmentant la longueur du faisceau.
  • L’entraînement avec une amplitude de mouvement partielle entraîne principalement une augmentation de la surface transversale des fibres musculaires.

Le mode de contraction

L’entraînement de la force avec des contractions d’allongement (excentriques) augmente la proportion de tension mécanique provenant des éléments passifs, car la titine est activée dès que la fibre commence à s’allonger et commence automatiquement à contribuer à la production de force.

La titine contient deux éléments en série l’un avec l’autre (des domaines Ig et un segment PEVK), séparés par un petit segment N2A.

  • Lorsqu’ils sont étirés passivement, les domaines Ig très élastiques augmentent de longueur, ce qui ne fournit qu’une faible résistance à l’étirement.
  • Lorsqu’il est activement allongé, le N2A se lie aux myofilaments fins, ce qui limite l’ampleur de la variation de longueur de la titine pouvant être obtenue par l’allongement des domaines Ig.

Par conséquent, le segment PEVK, beaucoup plus rigide, doit s’allonger à la place (et peut également s’enrouler autour du myofilament fin), ce qui fournit une grande résistance passive à l’étirement, mais uniquement lors des contractions d’allongement actif (excentriques).

Bien qu’on ait autrefois pensé que l’entraînement de la force exclusivement excentrique pouvait produire une croissance musculaire supérieure à celle de l’entraînement de la force exclusivement concentrique ou conventionnel, il est désormais largement admis que lorsque les programmes sont ajustés en fonction du volume ou du travail, l’ampleur de l’hypertrophie observée après un entraînement de la force exclusivement excentrique et exclusivement concentrique est très similaire.

Il est important de souligner que les recherches les plus récentes montrent que, bien que l’entraînement de la force exclusivement excentrique et exclusivement concentrique produise des augmentations similaires du volume musculaire (3):

  • L’entraînement exclusivement excentrique augmente principalement la longueur du faisceau.
  • L’entraînement exclusivement concentrique augmente principalement la surface de section transversale du muscle.

La vitesse d’allongement

L’entraînement de la force avec des contractions excentriques peut impliquer différentes vitesses d’allongement et, puisque la relation force-vitesse est beaucoup plus plate lors de la phase excentrique que lors de la phase concentrique, ces vitesses d’allongement n’influencent pas substantiellement la quantité de force exercée.

Cependant, la vitesse d’allongement influence la proportion de force produite respectivement par les éléments passifs et actifs.

Les vitesses les plus élevées réduisent la proportion de tension mécanique provenant des éléments passifs, car le taux de détachement des ponts actine-myosine est plus rapide, ce qui réduit la quantité de force active produite.

D’autre part, la proportion de tension mécanique provenant des éléments passifs augmente en raison des propriétés viscoélastiques de la titine et des autres éléments structurels de la fibre musculaire qui résistent à l’allongement.

Par conséquent, selon la conclusion scientifique (4):

  • L’entraînement de force exclusivement excentrique et rapide produit de plus grandes augmentations de la longueur du faisceau que l’entraînement de force exclusivement excentrique et lent.
  • L’entraînement de force exclusivement excentrique et lent entraîne de plus grandes augmentations de la surface de section transversale du muscle.

Conclusions

Les fibres musculaires augmentent de volume en augmentant leur longueur ou leur diamètre :

  • Les augmentations de longueur se produisent par l’ajout de sarcomères en série.
  • Les augmentations de diamètre se produisent par l’ajout de myofibrilles en parallèle.

Lors de l’entraînement de force, lorsque la tension mécanique que subit une fibre est produite davantage par les éléments passifs, la fibre semble augmenter de volume principalement en augmentant sa longueur.

En revanche, lorsque la tension mécanique subie par la fibre est produite en plus grande proportion par les éléments actifs, la fibre semble augmenter de volume principalement en augmentant son diamètre.

La contribution de la force passive et active à la tension mécanique globale se traduit par des augmentations de la longueur ou du diamètre des fibres, lesquelles sont déterminées par la longueur du muscle, le mode de contraction et la vitesse d’allongement.

Références

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