Effort violent et court



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Effort violent et court

Y A PAS PLUS SIMPLE

Les dessins sont de mon ami Michel Gounel février 1993

Quelques généralités suivies de :
COMMENT LES MUSCLES FONT UN EFFORT VIOLENT ET TRÉS COURT

En se contractant et en se décontractant le muscle consomme des carburants pour produire du travail, soulever un poids par exemple, et en même temps, si on le touche, on sent qu’il est plus chaud pendant et après l’effort. Donc le muscle produit du travail et dégage de la chaleur.

Dans la contraction la chaleur ne sert à rien, c’est de l’énergie perdue. Il aurait mieux valu que cette chaleur n’existe pas mais on n’y peut rien, c’est comme ça.
Le travail c’est bien, mais la chaleur est une perte inutile.
C’est comme pour les moteurs de voiture. L’essence fait tourner le moteur mais il y a aussi production de chaleur. Il faut l’éliminer dans le radiateur.
L’idéal serait de consommer le moins possible d’énergie et avec cette énergie de fournir beaucoup de travail et le moins de chaleur possible.
On a inventé un mot pour mieux expliquer tout ça. Ce mot est « rendement »
Le muscle aura un meilleur rendement s’il développe plus de travail et moins de chaleur pour un effort donné.
Le muscle consomme des carburants, comme une voiture consomme de l’essence ou une ampoule de l’électricité. Il faut bien que votre ordinateur soit branché sur la prise ou sur ses batteries pour qu’il fonctionne !
Le muscle est fait de l’assemblage de milliers de petites fibres. On les voit bien dans le bouillon de viande que l’on fait à partir de muscles des animaux.
Ce sont ces fibres qui se contractent en même temps quand vous commandez le geste, je devrais dire quand votre cerveau décide du geste à accomplir.

Ce sont donc ces fibres qui ont besoin de carburant. Chaque fibre se débrouille toute seule avec ses propres carburants et elle ne peut pas compter en prendre à ses voisines.
Ce carburant dont nous parlerons plus tard est en réserve dans chaque fibre ou lui est apporté par le sang qui en contient ou qui va en chercher ailleurs dans le corps et notamment dans le foie qui en contient en réserve en cas de besoin.
Quand on fait un effort musculaire long on respire de façon plus importante. Il y a beaucoup plus d’air qui rentre et sort des poumons. Le mélange gazeux expiré, c’est-à-dire l’air qui ressort quand on souffle, est riche en vapeur d’eau et en gaz carbonique. Le sportif perd donc de l’eau par la respiration à l’effort. Le gaz carbonique éliminé en même temps provient de réactions chimiques qui se déroulent dans les fibres qui se contractent. L’eau en chimie s’écrit H2O et le dioxyde de carbone appelé aussi gaz carbonique s’écrit CO2
Ce sont des « formules chimiques » qui signifient que l’eau est formée de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène et que le dioxyde de carbone ou gaz carbonique est formé d’un atome de carbone et de deux atomes d’oxygène.
On sait aussi que le sport fait transpirer puisque la peau du sportif est recouverte de sueur. La sueur qui est liquide puisqu’elle coule sur le corps contient donc de l’eau. C’est avec la respiration une deuxième perte d’eau pour le sportif. Quand le corps perd trop d’eau on parle de déshydratation. Si on pèse le sportif avant et après un long effort, on constate qu’il a perdu du poids à l’effort. Souvent plus d’un kg. Cette perte de poids est presque entièrement due à la déshydratation.
Mais la sueur ne contient pas que de l’eau, elle contient des éléments importants dont nos muscles et notre corps ont besoin : des éléments comme par exemple du chlore, du sodium, du potassium, du magnésium…..

Nous avons vu que la température des muscles augmente à l’effort. Tout le corps du sportif va « chauffer » Le rôle de la transpiration est de refroidir le corps pour ne pas qu’il chauffe trop car les fibres risqueraient de se rompre et le cerveau ne supporterait pas que le sang qui le traverse lui apporte trop de chaleur. Comment la sueur refroidit le corps ?
L’eau de la sueur est sous forme liquide. La chaleur des muscles qui sont sous la peau va être transmise à cette eau de la sueur. Ainsi chauffée cette eau de la sueur va s’évaporer en se transformant en vapeur d’eau qui s’évapore dans l’air. On peut voir cette vapeur d’eau en hiver quand il fait froid autour du corps des sportifs qui semblent dégager du brouillard.
Comme les muscles ont transmis cette chaleur à l’eau de la sueur, ils sont moins chauds et le corps est partiellement refroidi. Voilà le rôle de la peau qui agit comme le radiateur de la voiture.
Ce mécanisme se fait bien par temps sec mais il est moins efficace si l’effort est réalisé par temps humide car l’eau de la sueur s’évapore moins bien ou à la limite pas du tout.
Alors le sportif « ruisselle » car la sueur reste sur la peau et le corps se refroidit mal.
La perte d’eau est encore plus forte si le sportif urine.
L’urine élimine de l’eau et des éléments indispensables mais elle est nécessaire pour extraire du corps certains déchets qui proviennent de l’effort et qui intoxiqueraient le sportif s’ils n’étaient pas rapidement éliminés.

ON SE REPOSE AVANT DE CONTINUER LA LECTURE

Maintenant il faut passer aux choses sérieuses. On ne peut pas échapper aux réalités qui sont compliquées mais que nous allons simplifier au maximum puisque théoriquement le lecteur de ce texte n’a pas fait d’études suffisantes.
En réalité pour que le muscle fonctionne il lui faut de l’énergie. Le problème c’est qu’il tire la totalité de cette énergie d’une substance qu’il contient en très faible quantité. Il ne veut consommer rien d’autre que cette substance.
C’est comme si vous aviez une voiture qui consomme du diesel. Votre voiture ne veut que du diesel. Vous pouvez mettre des pièces, des billets, des chèques, des cartes de crédit dans le réservoir, cette satanée voiture ne veut rien savoir ! Sans diesel elle ne démarre pas.
Vous allez me dire que si le muscle n’a en réserve que peu de substance énergétique il ne pourra pas travailler longtemps. Et vous avez raison !
Mais le muscle est astucieux. Il consomme cette substance et elle ne s’épuise pas car tout un système de réactions chimiques est présent sur place pour en refaire en permanence.
Le réservoir de la voiture contient peu de diesel mais il y a dans le réservoir un système qui en fabrique au fur et à mesure que la voiture roule.
Pour vous paraître savant je vous dirai que le produit miracle que le muscle consomme et fabrique en permanence car il n’en a pas assez, cette substance « magique » est nommée ATP. C’est une substance particulière qui contient trois phosphates.
Voila sa formule chimique, mais par pitié oubliez-la tout de suite, c’est juste pour vous montrer combien la chimie est apparemment compliquée et combien ma simplification est immense et coupable !

C’est marrant la chimie, hein ! Et ça sert souvent à comprendre !
O = Oxygène
P = Phosphore
C = Carbone
H = Hydrogène
N = Azote
Les petits traits qui les relient signifient qu’ils sont accrochés les uns aux autres. Comme si vous-vous accrochiez aux mains de quelqu’un d’autre avec une ou deux mains.
Vous voyez bien les 3 phosphates à la queue leu-leu à gauche.
Si par malheur vous absorbiez de l’Arsenic, (As) il se mettrait à la place du Phosphore (P) et vous mourriez rapidement car le corps n’aurait plus d’ATP.
Plus rien ne fonctionnerait (muscles, cerveau, nerfs, respiration, circulation du sang…)
Brrrrr !!!!

Une série de réactions chimiques se déroule dans les fibres musculaires pour arracher ces phosphates.
Le départ du phosphate de l’ATP libère la quantité exacte d’énergie nécessaire à la contraction.
Quand l’ATP perd un phosphate et que le muscle se contracte la fameuse substance ATP ne contient plus alors que deux phosphates. Elle est devenue ADP.
Sans ATP le muscle ne pourrait plus continuer à se contracter.
C’est alors que tout un système de réactions chimiques se met en fonctionnement dans le muscle pour refaire l’ATP perdu.
Ces réactions servent à raccrocher un phosphate à l’ADP qui redevient ATP. Ainsi se reforme le stock d’ATP et les contractions peuvent continuer.
Comment le muscle fait-il pour raccrocher un phosphate à l’ADP et reconstituer ainsi sa réserve d’ATP en permanence ?
C’est ce que nous allons voir quand vous aurez « digéré » ce que vous venez de lire.
Par conséquent vous devez faire ici une pause suffisante pour reposer les neurones.

ON SE REPOSE AVANT DE CONTINUER LA LECTURE

Avant d’aller plus loin dans les explications il y a un détail important à noter.
Je vous parle de fibres musculaires sans vous dire qu’il y en a de plusieurs sortes.
Il y a pour simplifier des fibres rouges et des fibres blanches.
On remarque cette différence de couleur au microscope.
Les rouges sont rouges parce qu’elles contiennent un pigment rouge, la myoglobine.
Cette couleur est due à la présence de fer dans le pigment myoglobine. Surtout en présence d’oxygène.
Le sang également est rouge car les globules rouges contiennent un pigment (hémoglobine) qui contient du fer.
C’est comme la rouille brun-rouge qui contient des oxydes de fer.
Les fibres blanches n’ont pas de myoglobine. Donc elles ne sont pas rouges.
Un muscle est formé des deux sortes de fibres mais avec un % différent de chaque sorte.
Il y aura des muscles avec beaucoup de fibres rouges et peu de blanches et des muscles avec beaucoup de blanches et peu de rouges.
Certains types d’entraînement peuvent modifier par exemple des fibres blanches en rouges et donc modifier la composition du muscle.
Nous verrons plus tard l’importance de chaque type de fibre.
Sachez déjà que les fibres rouges ont besoin de sang qui apporte l’oxygène pour bien fonctionner.
Les blanches n’ont pas besoin d’oxygène
.
Au départ d’un effort violent il y a peu d’oxygène en réserve dans la fibre. Le sang n’a pas eu le temps d’en apporter, il faut que le débit sanguin s’adapte, quelques minutes au moins.
On comprend ainsi qu’au départ du tout début de l’effort l’énergie de la contraction sera surtout assurée par les fibres blanches.
Quand l’oxygène arrivera transporté par le sang, alors les fibres rouges prendront le relai.
Et pour des efforts "très très" courts, instantanés, violents, les fibres blanches seront suffisantes.
Par exemple soulever des haltères et les reposer au sol tout de suite faire un saut en hauteur, donner un violent coup de poing.
Dans tous ces cas même très courts il n’y a pas assez d’ATP dans la fibre et il faudra en refaire immédiatement.
Comment ?

ON SE REPOSE AVANT DE CONTINUER LA LECTURE

Le plus simple est de se mettre à la place de la fibre.
La logique veut que puisque l’ordre de se contracter continue, elle y obéisse. Vite, refaire de l’ATP à partir de l’ADP avec ce qu’on a sous la main. Mais de façon immédiate. N’oublions pas que nous sommes pendant les toutes premières secondes de l’effort, bien avant la minute, les premiers mètres d’un 100 m. Il y a par chance dans la fibre une substance miraculeuse mais en très faibles quantités. Elle se nomme «  Phosphocréatine ». C’est elle qui, instantanément, permet de refaire l’ATP indispensable. La phosphocréatine donne son phosphate à l’ADP et le tour est joué. L’ATP est reformé immédiatement. Pas beaucoup mais la contraction est maintenue ou renouvelée.
Il reste donc dans la fibre de la phosphocréatine qui a perdu son phosphate, c’est-à-dire de la créatine qui ne sert plus à rien pour le moment. Le stock minime de phosphocréatine sera recomposé plus tard dans la fibre quand les conditions seront favorables. Pour le moment il n’en est pas question, il faut penser à continuer l’effort. Pour refaire les réserves la fibre y pensera plus tard. Le moment n’est pas encore venu.
Si nous faisons le bilan à cet instant nous voyons que dans ce début d’effort violent la fibre a eu besoin de ses faibles réserves d’ATP qui étaient sur place et de ses réserves minuscules de phosphocréatine.
Les savants disent que l’ATP et la phosphocréatine qui étaient en réserve sont les « phosphagènes » de la fibre.
Mais il faut continuer ce 100 m et nous sommes bien loin de l’arrivée !
Il y a encore des solutions à utiliser, croyez-moi, la fibre connaît bien des astuces.

Elle contient en effet du glucose !
Il faut que je vous parle maintenant du glucose car c’est lui qui va fournir la solution la plus rapide devant l’état catastrophique actuel de la fibre blanche en action : plus d’ATP, plus de phosphocréatine pour en refaire un peu, et l’obligation de continuer le travail.
Le glucose est une substance que l’on case dans le groupe dit des glucides, ou plus vulgairement des sucres. Ce n’est pas un sucre lui-même puisqu’il n’a pas de goût sucré. Mais notre sucre de cuisine contient quand même du glucose.
Dans les fibres blanches qui sont responsables de ce début d’effort le glucose va subir des transformations chimiques rapides. Il est attaqué ! Sa formule chimique change plusieurs fois jusqu’au moment où les modifications sont bloquées. Toutes ces transformations chimiques du glucose permettent heureusement de fournir 3 ATP par glucose transformé. Le glucose en subissant ces modifications est donc une suite possible de fourniture d’ATP tant que les fibres rouges ne carburent pas suffisamment.
Mais, car il y a un mais, dans ces fibres qui manquent encore d’oxygène puisque l’apport de sang n’est pas encore adapté, dans ces fibres qui ne savent plus que faire, le dernier dérivé du glucose se transforme en acide lactique. Les fibres blanches ont bien réussi à faire de l’ATP en petites quantités, mais au prix de l’acidification néfaste de la fibre qui n’apprécie pas cette acidité. La fibre a horreur de l’acidité qui pourrait la détruire et qui la bloque. Elle essaie de se libérer du plus d’acide lactique possible en lui permettant de passer dans le sang qui va l’emporter ailleurs…pas au diable, car il peut encore servir !
C’est cette partie de l’acide lactique passé dans le sang que l’on va doser en laboratoire. Ce sont ces fameux « lactates » dont tous les sportifs ont entendu parler. Le sang est devenu acide, cela ne lui plait pas non plus. Il faudra qu’il trouve un moyen pour limiter l’acidité et caser ailleurs cet acide lactique avant de s’en débarrasser.

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Ouf ! Le 100 m est fini !

Comme vous vous en doutez les fibres rouges ne sont quand même pas restées inactives, elles ont un peu servi et aidé à leur façon, façon que nous allons examiner plus tard. L’essentiel de l’énergie est venue quand même des fibres blanches.
En l’état actuel des choses si nous faisons le bilan pouvons-nous dire :
Que l’ATP qui était dans la fibre blanche avant le départ
puis
Que la phosphocréatine qui était également présente au démarrage
Ont servi en premier
Il n’y a pas eu besoin d’oxygène

Les savants disent que c’est de l’énergie sans besoin d’oxygène en appelant cette phase de temps
Phase anaérobie
Mais attention, il n’y a pas eu de production d’acide lactique !
Donc les savants disent que c’est la phase anaérobie alactique
(an = sans / aérobie = air ou oxygène de l’air
a = sans / lactique = acide lactique)
…….
Puis le glucose a été dégradé également sans besoin d’oxygène
Mais il y a eu production d’acide lactique !
Les savants disent que cette deuxième phase de production d’ATP est
anaérobie lactique.

Inutile de donner des détails complémentaires.
Mais dans les sports il n’y a pas que le muscle qui compte. Il y a la technique et l’harmonie des différents groupes musculaires entre eux. Il ne faut pas oublier qu’un muscle n’agit pas isolé mais dans un ensemble destiné à accomplir un geste. Extenseurs et fléchisseurs… Pendant que des groupes musculaires se contractent en diminuant de longueur, en même temps d’autres groupes s’allongent. Il y a des groupes de muscles qui servent par exemple à étendre les doigts et à les écarter et d’autres à les replier pour fermer le poing. Tout ceci doit agir avec intelligence, harmonie, et ce n’est possible que sous le contrôle du système nerveux : les nerfs et le cerveau.
L’essentiel c’est l’intelligence du geste qui est loin d’être simple.
Le 100 m est fini, mais tout n’est pas clos ! Le sportif se met à respirer très fortement, rapidement, avec ampleur, il récupère. Il ne peut même plus parler alors que des reporters pénibles et ignorants lui posent déjà des questions. Ils devraient avoir la correction et surtout la prudence d’attendre que le sportif retrouve son souffle.
Pourquoi cette hyperventilation soudaine ?

ON SE REPOSE AVANT DE CONTINUER LA LECTURE

Ce n’est pas nous qui décidons de respirer ainsi, ce n’est pas un effet de notre pure volonté. Qu’on le veuille ou non notre respiration devient importante. Ce sont des détecteurs de notre système nerveux qui reçoivent par le sang des signaux alarmants. Il ne reste presque plus d’ATP, le sang est acide, un peu de son glucose a disparu, des signes de fatigue apparaissent, les corps est chaud, il y a une forte transpiration….et comme le cerveau apprend tout ça il doit réagir d’urgence.
Pour cela il ordonne aux muscles du thorax de ventiler au maximum. On respire un plus grand nombre de fois par minute et de façon plus ample. On est même incapable de parler correctement.
Pourquoi tout cela ?
Il faut savoir qu’il y a dans les fibres des petites usines à fabriquer beaucoup d’ATP à condition que de l’oxygène soit présent en quantité suffisante. Ces petites usines portent le nom savant de mitochondries.

L’hyperventilation qui suit l’effort a pour but d’apporter beaucoup d’air dans les poumons à chaque inspiration, donc beaucoup d’oxygène. Cet oxygène passera dans le sang qui traverse les poumons. Comme maintenant le cœur bat très vite, ce sang très riche en oxygène va arriver dans les fibres avec un débit important. Les petites usines « mitochondries » feront de l’ATP en très grande quantité et les stocks d’ATP de la fibre ainsi que sa phosphocréatine vont redevenir normaux, comme avant le départ.
Le produit issu du glucose qui devenait finalement de l’acide lactique rentre dans l’usine. Il y deviendra fabriquant d’ATP. Et en plus il y a moins d’acide lactique fabriqué. Juste un peu, comme il le faut à l’état de repos.
Une grande partie de l’acide lactique encore dans les fibres sera retirée plus vite par ce sang qui se comporte comme s’il les rinçait. Une partie de cet acide lactique passée dans le sang sera souvent amenée au foie qui va en partie la transformer. Dans le bon sens d’ailleurs puisque le foie en refait du glucose.
Le sang contient aussi des substances antiacides qui vont agir en diminuant son acidité et celle des fibres. Ces substances antiacides du sang portent le nom savant de « substances tampons ». Les fibres en contiennent aussi naturellement au repos.
Mais une hyperventilation aussi importante ne fait pas qu’apporter de l’oxygène au sang à destination des fibres musculaires pour refaire les stocks de phosphagènes.
A chaque expiration, c’est à dire quand on souffle, ce mélange gazeux qui part dans l’air extérieur est riche en gaz carbonique. Par conséquent notre corps perd ce gaz carbonique, qui est comme on l’a déjà vu nommé aussi dioxyde de carbone ou CO2. Il n’a pas été formé pendant l’effort rapide et violent. Il existait normalement dans le sang, c’est pourquoi sa concentration, disons plutôt sa pression dans le sang va diminuer.
Ce rejet important de gaz carbonique a un effet très important pour combattre l’acidité du sang et du corps. Car, je suis obligé de vous demander de me croire, perdre du CO2 c’est éliminer un acide puisque ce gaz carbonique est sous forme acide dans le sang et tout le corps. Perdre du CO2 consiste à perdre un acide dit « carbonique » et donc diminuer l’effet de l’acide lactique. C’est déjà un peu d’acidité en moins !
Au bout d’un certain temps de forte respiration les stocks d’ATP et de phosphocréatine des fibres sont rétablis, l’acidité du sang est redevenue normale, les réserves de glucose des fibres sont rétablies, le sang est moins chaud, alors le cerveau reçoit des signaux rassurants que le sang lui apporte et il donne l’ordre de calmer la respiration qui redeviendra normale.

Prochain article à paraître : Comment les muscles font un marathon


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