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1 Les limites du stretching pour la performance sportive. 2 ème partie : « Les

1 Les limites du stretching pour la performance sportive. 2 ème partie : « Les effets physiologiques des étirements » Gilles Cometti maître de conférences faculté des Sciences du sport - UFR STAPS Dijon BP 27877, 21078 Dijon Cedex, France 1) Les structures concernées par les étirements : Pour Proske et Morgan (1999) il est bien connu que la tension produite pendant les étirements passifs est attribuée généralement à 3 types d’éléments : - le tissu conjonctif - les éléments élastiques du sarcomère - les ponts d’actine-myosine figure 1 : les trois niveaux concernés par les étirements passifs selon Proske et Morgan (1999) 1.1) Le tissu conjonctif : Lorsqu’on provoque un étirement passif les éléments concernés par l’application de l’augmentation de l’amplitude sont dans l’ordre : - la jonction tendon – os - le tendon - la jonction muscle –tendon - la transmission latérale par les éléments élastiques - et pour finir les structures musculaires Tension passive Tissu conjonctif titine : élément élastique du sarcomère Ponts d’Actine-myosine 2 Pour Huijing (1994) le tissu conjonctif concerne le tendon et tous les éléments élastiques qui entourent le muscle. Il propose un modèle représentant les structures élastiques (fig.2). Le tissu conjonctif comprend tout ce qui entoure les fibres (partie du schéma à l’extérieur des structures « intrafibre »), les enveloppes musculaires, les aponévroses et le tendon. On note des éléments en « série » (ponts de myosine, aponévrose, tendon) et des éléments en « parallèle » (myofilaments, fibres et faisceaux, enveloppes musculaires). figure 2 : représentation modélisée de l’unité musculo-tendineuse (d’après Huijing (1994)) 1.1.1) Le tendon : Le tendon est constitué principalement de fibres de collagène (70 % de la masse du tendon). Il comporte également une petite quantité de mucopolysaccharides et d’élastine. La figure 3 montre les éléments qui constituent le tendon : le tropocollagène formant les microfibrilles, elles-mêmes reliées en subfibrilles qui composent les fibrilles, puis les faisceaux et enfin le tendon. Le tendon a une allure ondulée sur une vue microscopique. figure 3 : représentation des différents niveaux qui constituent le tendon depuis le tropocollagène jusqu’au faisceaux « ondulés » (d’après Kastelic et coll. 1978). Chaque niveau comporte son enveloppe spécifique. Les faisceaux à l’intérieur du tendon sont organisés en parallèle les uns par rapport aux autres. 3 La réponse mécanique du tendon : Au cours d’un test d’étirement, on obtient plusieurs étapes dans la réponse du tendon (fig. 4) Butler et coll. (1978) distinguent 4 phases principales : le tendon a d’abord une allure « ondulée », puis il devient « linéaire », pour passer dans une zone où il présente des « ruptures partielles » et enfin la quatrième étape est celle de la « rupture » complète. figure 4 : les 4 états du collagène (modifié d’après Butler et coll. 1978) en fonction du % de déformation. Lorsqu’on examine la réponse mécanique du tendon à la déformation on obtient une courbe (fig. 5) où on peut situer les différentes sollicitations du collagène en fonction des contraintes de la vie physique (Butler et coll. 1978). La description de la courbe retrouve les 4 étapes : - La partie initiale « ondulée » et basse de la courbe (ou « pied » de la courbe) au cours de laquelle le tendon a encore une allure ondulée, cette phase se termine quand l’apparence devient linéaire, selon Viidik (1973) ceci se produit quand la déformation atteint 1 à 2 %. - La partie « linéaire » de la courbe où les fibres sont tendues correspond aux principales sollicitations sportives (sauts, course, …) certaines données indiquent que cette zone se termine à environ 3 % de déformation. Elle est délimitée par le niveau de déformation où les fibres subissent des microruptures. - La partie « rupture partielle » (de 3 à 8 % de déformation) au cours de laquelle le tendon réagit à des sollicitations intenses par des ruptures microscopiques qui se reconstruisent si les sollicitations cessent. Cette phase permet au tendon de se renforcer. La limite de cette zone est constituée par la rupture totale. - A partir de 8 % on obtient la rupture totale du tendon. Figure 5 : courbe tension-déformation du tendon depuis la zone « ondulée » jusqu’à la rupture totale. Les zones « physiologique » et « utilisation intense » concernent la pratique sportive. (modifié d’après Butler et coll. 1978). « Pied » de la courbe 4 1 2 MUSCLE tendon Les effets des étirements sur le tendon : De nombreuses études montrent que le tendon est sensible à l’exercice physique. Il réagit en se renforçant, des études (Tipton et coll. 1967, 1974) ont montré que l’entraînement de sprint augmente la taille du tendon. Chez l’animal l’entraînement de souris sur tapis roulant a provoqué une augmentation de la taille et du nombre de fibrilles des tendons (Michna 1984). Kubo et coll. (2001) étudient les effets d’un étirement de 10 mn du triceps sur les qualités du tendon au cours d’une flexion dorsale de la cheville à 35 °. Ils obtiennent une diminution de la raideur et de la viscosité. Dans une autre étude Kubo et coll. (2002) testent les effets d’un entraînement de stretching à raison de 5 étirements de 45 s (15 s de repos) 3 fois par jour pendant 20 jours. La raideur du tendon n’est pas modifiée mais la viscosité est diminuée. 1.1.2) La liaison tendon-muscle : Pendant longtemps on a considéré que la transmission des tensions du muscle au tendon (et inversement) se faisait uniquement par une voie directe (en série) (1 sur la figure 6), en fait Patel et Lieber (1997) et Huijing (1999) démontrent que la transmission se fait également transversalement (2 sur fig. 6). figure 6 : les deux voies de transmission de la tension du tendon au muscle : 1) par la jonction tendon-muscle classique, 2) par les structures élastiques transversales du muscle. a) La transmission directe (liaison tendon-muscle) : Les forces transmises par la liaison tendon-muscle sont considérables, la transmission ne se fait pas directement sur une surface plane mais par l’intermédiaire d’une membrane appellée lame basale (« basal lamina ») et sur une surface qui présente de nombreux replis. Ceci augmente la surface de contact et dissipe les tensions. Les fibres musculaires ne sont donc pas en contact direct avec les fibres de collagène mais par l’intermédiaire du sarcolemme et de la lame basale. Figure 7 : la jonction tendon-muscle et les liaisons latérales entre myofibrilles (d’après Patel et lieber 1997) 5 La jonction à travers la membrane musculaire entre myofilaments et collagène se fait par l’intermédiaire de différents groupes de protéines dont on repère aujourd’hui deux chaines principales (Monty et coll 1999)(voir fig. 10) : - la première jonction comprend le complexe « dystrophine-distroglycan-laminine » (fig. 8) - la deuxième comporte le groupement « taline-vinculine-integrine-laminine » (fig.9) figure 8 : la chaîne de protéines « dystrophine-distroglycan-laminine ». Le contact se fait avec des prolongements d’actine. Le complexe « distroglican » (DG) assure le passage de la membrane, la laminine permet l’ancrage sur le collagène. figure 9 : la chaîne de protéines « taline-vinculine-integrine-laminine ». Le départ se fait également à partir de l’actine terminale, l’intégrine assure le passage de la membrane. Figure 10 : les 2 groupes de molécules intervenant dans la liaison tendon-muscle. (d’après Wiemann complété avec les données de Monty 1999). On repère deux modalités de jonction qui partent de l’actine. b) La transmission indirecte (tranversale) : Les données récentes (Patel et Lieber 1997) montrent que la transmission de la tension du muscle au tendon ne se fait pas uniquement par la voie directe des sarcomères en série mais également latéralement par l’intermédiaire des éléments élastiques transversaux qui transmettent la tension aux différentes membranes musculaires (sarcolemme (myofibrille), 6 endomysium (fibres), périmysium (faisceaux de fibres), épimysium (muscle)) pour la transmettre aux aponévroses puis finalement au tendon. - Les sarcomères en parallèle sont sollidarisés entre eux par la desmine (fig.11) : Figure 11 : les sarcomères sont solidarisés entre eux latéralement par les filaments intermédiaires dont la desmine est l’élément principal.(d’après Patel et Lieber 1997) - Les myofibrilles sont liées latéralement au sarcolemme de la fibre par les « costamères » (fig.12). Ces costamères ont la même composition (chaînes de protéines) que celle de la jonction tendon-muscle, on retrouve les mêmes éléments (intégrine, laminine…) Figure 12 : la transmission latérale des tensions entre les myofibrilles et l’enveloppe musculaire se fait grâce aux « costamères » (d’après Patel et Lieber 1997) Ces transmissions latérales jouent un rôle essentiel quand certaines fibres ne sont pas actives, elles sont également prépondérantes lors des étirements passifs. Conséquences pratiques : Les différents éléments qui transmettent les tensions sont sollicités au cours des contractions musculaires et des étirements. Lieber et Friden (2001) suggèrent que lors de contractions excentriques la desmine subit des contraintes qui sont susceptibles de l’endommager. (fig.13) Lieber et coll (1996) montrent une diminution significative de la desmine dès les 15 premières minutes d’un effort cyclique excentrique chez le lapin, signe de rupture (fig.13). On peut penser que des uploads/Ingenierie_Lourd/ les-limites-du-stretching-2-2003oct.pdf