L’échauffement et le retour au calme du point de vue Neuromusculaire

Cet article est le numéro 1 sur 5 du dossier Echauffement Neuromusculaire
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    L’état des lieux

    Ce qui suit en termes d’explications ‘scientifiques’ des récepteurs musculaires se base en grande partie sur le livre ‘Étirements musculaires en thérapie manuelle: théorie et pratique’ de Jari Ylinen (Elsavier-Masson, 2009).

    Le rôle du système neuromusculaire (innervation du muscle et capteurs sensoriels) est fondamental dans la pratique sportive.

    C’est lui qui permet à notre corps d’apprendre la proprioception (reconnaissance de l’emplacement des différents segments à tout moment d’un geste ou d’une tenue de posture, permettant ainsi les micro-adaptations pour prendre, maintenir ou récupérer la bonne position). Il permet également d’adresser les influx nerveux aux muscles pour qu’ils se contractent. Enfin, il est le garant de l’intégrité physique de notre appareil de locomotion.

    L’échauffement nous est nécessaire pour élever notre température corporelle, la fréquence cardiaque, le volume d’échange pulmonaire et notre coordination. Le retour au calme en fin de séance nous permet une réduction de la température corporelle, une baisse de la fréquence cardiaque et un relâchement des petites tensions dues à la séance.

    Le présent document s’attache à observer l’échauffement et le retour au calme du point de vue neuromusculaire, c’est-à-dire l’augmentation de la coordination et le relâchement.

    Notre appareil musculaire possède des capteurs sensitifs qui donnent en permanence des indications au système nerveux des modifications des muscles (et des articulations) grâce à des pressions, tension, variations et vitesses des différentes parties de notre corps.

    Ces informations nous permettent de réguler le tonus musculaire de manière optimale.

    Ces capteurs sont au nombre de 3 : les fuseaux neuromusculaires, les organes tendineux de Golgi (ou OtG) et les mécanorécepteurs des capsules articulaires. Ils participent également tous les 3 aux différents réflexes musculaires. De ce fait, la régulation du tonus musculaire est autonome.

    Les Organes tendineux de Golgi sont situés dans les tendons, au niveau des jonctions myo-tendineuses (ainsi que dans les insertions des tendons au niveau des fascias et des aponévroses). Selon le muscle, il y a entre 3 et 25 OtG par cellule musculaire. Ils sont récepteurs des informations de la tension musculaire. La tension de base (au repos) les excite, excitation augmentant avec l’augmentation de la tension musculaire.

    Organe tendineux de Golgi ou OtG
    Source : http://www.peterdeli.com

    Lorsqu’un Organe tendineux de Golgi envoi une information, celle-ci passe par les motoneurones Iβ qui vont à la moelle épinière pour ensuite transmettre l’information au cerveau. Dans le cadre du réflexe, l’information qui passe par la moelle épinière permet de limiter le travail du motoneurone alpha (α) dont le but est l’activation de la tension musculaire. Nous obtenons donc une inhibition autogène. Dans le cas d’une tension trop forte (danger pour l’organisme), cette inhibition est forte (voir totale) dans le muscle agoniste ainsi que dans les autres muscles moteurs du mouvement.

    Quand l’activation de l’OtG est très intense, une seconde réponse apparaît : l’excitation des muscles antagonistes, contre carrant le mouvement et stabilisant l’articulation subissant une forte tension.

    Il est important, pour la suite, de comprendre que les OtG fonctionnent sur une augmentation de tension et uniquement sur elle. Ainsi, les étirements passifs n’ont aucun effet sur son fonctionnement (une activation des OtG apparaît durant la mise sous étirement puis disparaît lorsque l’étirement est en mode maintien). Ils sont chargés de réguler la tension musculaire (la tension musculaire volontaire raccourcit le corps charnu, tirant sur le tendon, écrasant ainsi les capteurs à la jonction myo-tendineuse). Ils fonctionnent sur la base d’une variation de tension par rapport à l’état précédent (et non l’état de base).

    Les fuseaux neuromusculaires, qui sont situés en parallèle des fibres musculaires (corps charnu) fonctionnent sur la variation d’étirement. Durant un mouvement (ou un étirement passif), un muscle est étiré. Cela provoque un écrasement du fuseau neuromusculaire générant une demande de contraction du muscle en question (donc antagoniste au mouvement).

    Leur nombre varie en fonction de la nécessité de contraction rapide. Ainsi les petits muscles des doigts possèdent-ils un très grand nombre de fuseaux neuromusculaires. Ces fuseaux sont situés en parallèle des fibres musculaires, attachés à celles-ci aux extrémités, fonctionnant ainsi de manière synchrone avec le muscle.

    Fuseaux neuromusculaires ou Fnm
    Source : http://www.lucieberger.org

    Fuseau neuromusculaire ou Fnm
    Source : Youtube/biologyR120

    Comme le montre la photo ci-dessus, il existe deux types de fuseaux neuromusculaires : les fuseaux à sac nucléaire et les fuseaux à chaîne nucléaire. Les fuseaux au centre de la cellule intra fusoriale (non contractile, neuro-moteur type I) et aux extrémités de celles-ci (contractiles, neuro-moteur type II) sont des fuseaux à sac nucléaire. La connexion se fait par une extrémité primaire annulo-spiralée. Le retour d’information se fait de 2 manières : par le motoneurone α dans la fibre musculaire (le motoneurone inhibé par l’information des OtG) et par le motoneurone γ au niveau des fuseaux neuromusculaires à sac nucléaire (γ1) et à chaine nucléaire (γ2). Tous ces fuseaux sont sur des fibres nommées intra-fusorial (contractiles, au même titre que les fibres musculaires classiques ‘extra-fusorial’).

    Les informations fournies par ces récepteurs sont des comparaisons de vitesse et d’importance du raccourcissement, en fonction de l’état précédent. Lorsque le raccourcissement est très rapide, l’état initial peut servir de base de comparaison.

    Lors d’une contraction volontaire, les fibres intra-fusoriales ne participent pas au raccourcissement (raccourcissement passif), n’engendrant normalement pas d’envoi d’informations. Pour éviter une perte d’information (si raccourcissement du fuseau de manière passive, il y aura un temps de latence avant qu’il ne retrouve une longueur de détection), les motoneurones γ excitent volontairement la périphérie (contractile) de ces derniers pour provoquer une contraction de base des fibres intra-fusoriales. Cela provoque une tension sur la partie centrale (non contractile) qui donne ainsi des informations en permanence. Cela nous permet de sentir, percevoir la contraction (perception d’autant plus importante que la contraction est rapide). Ceci est volontaire (contraction de la périphérie des fibres intra-fusoriales de manière active par le système nerveux centrale).

    A l’inverse, lors d’un allongement (étirement), la perception est mécanique, passif (transmission d’informations automatiques). L’information est transférée au muscle via le motoneurone α qui excite les fibres musculaires ‘classiques’ donc extra-fusoriales et provoque une contraction.

    Si le muscle est sous tension, il n’y aura pas de réaction à un étirement. Si le muscle est en position raccourcie de repos, même chose. Il faut qu’il y a ait un petit pré-étirement rapide pour provoquer une contraction réponse (le principe du coup de marteau sur le tendon rotulien pour provoquer une extension réflexe de la jambe sur la cuisse, où l’on demande un relâchement du quadriceps et une position genou fléchi).

    Il ne faut pas confondre cette réponse réflexe avec l’énergie élastique musculaire (liée à un cycle étirement-raccourcissement, voir notre publication) puisque le réflexe myotatique (des fuseaux neuromusculaires) demande un temps d’attente minimal de 30ms (temps de transmission des informations) alors que l’énergie élastique peut être induite par des temps de latence inférieurs à 25ms.

    Les mécanorécepteurs des capsules articulaires.

    Au niveau des articulations, nous retrouvons quatre types de récepteurs qui sont soit au niveau tendineux (liaison myo-tendineuse, liaisons squeletto-tendineuse), des ligaments (donc généralement à l’extérieur de la capsule articulaire, sauf pour le genou) et des capsules articulaires. Ils sont là pour protéger l’articulation de contraintes trop fortes risquant un endommagement de celle-ci.

    Au niveau capsule articulaire, il y a les mécanorécepteurs. Les récepteurs de type I (ou Corpuscule de Ruffin) ont une terminaison nerveuse entouré d’une fine capsule. Ils sont situés au niveau de la couche externe de la capsule articulaire. Ces mécanorécepteurs sont en plus grand nombre sur les grandes articulations (genoux, hanches, épaules) et en moins grand nombre dans les petites articulations (doigts par exemple). Ils sont sensibles (à partir de 3 grammes) à un élargissement de l’angle articulaire, donc à un étirement (qu’il soit lent ou rapide). Ils adressent des informations en permanence pour maintenir des positions angulaires. La réponse (contraction pour maintien de posture) décroit avec le temps passé sur la position ; mais l’information de positionnement continue à être adressé au système nerveux. Cette information est fonction du mouvement de l’articulation, la vitesse, l’amplitude et la direction du mouvement (passif et actif). Les Récepteurs de Type II (corpuscules de Vater-Pacini) ont des terminaisons nerveuses entourées de capsules plus épaisses. On les retrouve surtout dans les petites articulations périphériques (l’inverse des corpuscules de Ruffin). Ils sont également facilement activés par des mouvements lents ou rapides mais stoppent leurs activités à la fin du mouvement. Les récepteurs de type III (ou Organes Tendineux de Golgi qui ont un fonctionnement identique aux précédents OtG mais qui n’ont pas la même fonction – protection de l’articulation et non du muscle-tendon) sont situés dans les capsules articulaires et le long de certains ligaments (pas les ligaments intervertébraux). Le seuil d’activation est très élevé : dans les positions extrêmes des articulations, lorsque les ligaments sont en position dangereuses. La réponse est une contraction violente du muscle qui permet de remettre l’articulation dans une position moins extrême. Il s’agit donc d’un récepteur dynamique, mais qui se désactive dès que la position extrême n’existe plus. Un maintien de quelques secondes les désactive aussi.

    Récepteurs articulaires
    Source : http://www.vetopsy.fr

    Enfin, les Récepteurs de type IV, nociceptifs, n’interviennent qu’en cas de lésions mécaniques, d’inflammation/infection d’origine chimique de l’articulation.

    Fin de la Partie1

    Voir la partie 2


    Cet article fait partie du recueil 2011-2012


     

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      A propos de Sébastien BÊME

      Préparateur physique depuis +20 ans. De formation Staps, diplômé BPJEPS AGFF, Certifié CrossFit Level 1, Gymnastics et Weightlifting. Formation CrossFit Judge et Scaling Auteur de nombreuses publications et propriétaire des sites internet www.gymsante.eu (et ses déclinaisons), www.fuck-genetics.fr et www.etre-conscient.com

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      Deja paru sur Gymsante

      Livre – Entraînement Fonctionnel