Sciensport© - Force maximale : page 4.2/6

Les mécanismes musculaires

Poursuivons maintenant avec les mécanismes musculaires qui expliquent le mieux l'augmentation de force musculaire suite à un entraînement spécifique.
Pour bien comprendre ce qui se passe au niveau du muscle au cours d'un entraînement de force, il nous faut faire un rappel sur les constituants présents dans celui-ci. Généralement, on utilise un modèle dit "à trois composantes" (initialement proposé par Hill, 1957 et modifiés depuis par de nombreux auteurs) pour identifier ces différents constituants et comprendre le rôle joué par chacun d'entre eux.

Modèle à trois composantes

Ce modèle est illustré par la figure ci-dessous.

Il est divisé en 3 parties : la composante contractile (CC), la composante élastique parallèle (CEP) et la composante série (CES). La composante contractile se subdivise en 2 éléments : une composante visqueuse et un générateur de force. Chacune de ces parties a été introduite dans ce modèle pour essayer de rendre compte d'une façon la plus large possible du comportement du muscle au cours des différentes sollicitations qui lui sont imposées.
Les deux éléments de la CC permettent de modéliser l'action des protéines contractiles (myosine et actine) et le fait que l'étirement du muscle ne se fasse pas à la façon d'un élastique parfait. La CES rend compte du comportement au cours d'un étirement au repos (relation force longueur) ou pendant l'exercie physique (cycle étirement-détente).
On peut compléter à souhait le précédent modèle et ajouter des symboles de ressort pour tous les éléments musculaires qui pourraient entrer dans l'une des deux composantes élastiques, tel que l'illustre la figure ci-dessous.

Une fois que l'on sait que le muscle possède différentes composantes pouvant réagir différemment à l'entraînement, il convient d'identifier les formes de travail musculaire responsables de ces adaptations.

Actions sur la composante contractile

Pour agir sur la composante contractile, on peut utiliser plusieurs méthodes selon que l'on veut ou non augmenter le volume musculaire :

La méthode des efforts répétés va entraîner un accroissement de la force maximale par augmentation du contenu en protéines contractiles du muscle. En effet, plus le nombre de ponts formés entre l'actine et la myosine est important, plus la tension développée par le muscle est importante. Par conséquent, en augmentant la quantité de protéines contractiles dans chaque fibre musculaire, on accroît par-là même la force maximale.
Pour que ce mécanisme se produise, il faut que les tensions sur les fibres musculaires soient suffisamment élevées. En effet, on a observé qu'un muscle maintenu au repos en position allongée s'atrophie moins rapidement qu'un muscle qui est en position raccourcie. C'est donc bien le stress mécanique qui est le signal à l'origine de l'accroissement en protéines synthétisées dans le muscle, par la division de cellules appelées "cellules satellites" sous le contrôle de gènes particuliers qui codent cette synthèse.

La méthode des efforts maximaux utilise moins de répétitions. Elle entraîne donc une synthèse protidique moins importante. Par contre, lors d'un travail isométrique, elle permet une stimulation de la quasi intégralité des UMs entraînant ainsi une augmentation de la force tant des fibres lentes que des fibres rapides.
Dans la méthode des efforts dynamique utilisant des charges sous maximales (30-40% de Fmax) mobilisée à vitesse maximale, ce sont les petites UMs (donc principalement celles de type I) qui sont le plus touchées par l'augmentation de force, mais dans des proportions moins importantes que dans le travail isométrique.

Actions sur la composante élastique

Une action sur cette composante entraîne une augmentation de la force maximale non pas de façon directe mais indirecte. Pour comprendre pourquoi, il faut rappeler quelques notions sur la relation entre l'élasticité (compliance) et la force musculaire.
Lors d'un étirement du muscle passif, la tension enregistrée à son niveau est uniquement due aux éléments conjontifs disposés en série. Lorsque l'on s' entraîne avec des tensions dépassant la force maximale volontaire ou force isométrique maximale, on crée des tensions qui sollicitent principalement ces éléments. Il s'ensuit une augmentation de leur raideur par accroissement de la production de protéine de collagène, comme cela est illustré ci-dessous (d'après Pousson et coll. 1990).

Par cette action sur la composante élastique série, l'adaptation du muscle à l'exercie excentrique permet une transmission plus rapide de la force aux pièces osseuses et donc une augmentation plus rapide de la montée de force au moment de la contraction. Tout se passe comme si les ressorts à chaque extrémités du muscle étaient rigidifiés et que la partie contractile tirait directement sur chacun des os.
Cette augmentation de raideur a pu être également observée au cours d'un entraînement basé sur un travail isométrique et un travail pliométrique. Par contre, il a été noté l'effet inverse, c'est-à-dire une diminution de raideur (ou augmentation de compliance), avec un entraînement de type concentrique (Poulain et Pertuzonn, 1988).