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Voies de signalisation de l'adaptation musculaire par l'entraînement de force

Adaptation par la musculation

Quelles sont les voies de signalisation qui conduisent à l'adaptation musculaire par l'entraînement de la force ?

La musculation, combinée à l'absorption de protéines alimentaires, augmente la synthèse des protéines musculaires par le biais de différentes voies de signalisation et améliore ainsi le développement musculaire. Même si tous les facteurs d'influence et les voies de signalisation de l'adaptation par la musculation n'ont pas encore été étudiés, il est possible de décrire en grande partie l'augmentation de la masse du muscle squelettique. Trois voies de signalisation sont associées à la transmission d'informations dans la construction musculaire.

1. Cascade de signaux mTor

mTor signifie mammalian/mechanistic target of rapamycin, ce qui n'a rien à voir avec la synthèse des protéines, mais décrit l'influence de l'immunosuppresseur rapamycine sur l'enzyme. Il s'agit d'une kinase sérine/thréonine, ce qui signifie qu'elle favorise de petites modifications (phosphorylations) sur les acides aminés sérine et thréonine, lesquelles sont très importantes pour la transmission d'informations au moyen de la cascade de signaux. L'activation de mTor est extrêmement complexe et ne sera pas abordée plus en détail dans ce cadre. Il convient toutefois de préciser que la sollicitation mécanique des fibres musculaires a une influence positive indirecte sur le mTor, tandis que l'entraînement d'endurance peut avoir un effet négatif via l'activation de l'AMPK. La manière dont la charge mécanique est enregistrée par la cellule musculaire et quels sont les mécanosenseurs responsables de cette charge reste un sujet de recherche actuel et peut-être l'une des questions les plus importantes sans réponse dans ce domaine scientifique.

mTor régule la synthèse des protéines à trois endroits différents et joue donc un rôle important dans l'adaptation à l'entraînement de force. D'une part, elle améliore la traduction de l'ARNm au niveau du ribosome et accélère ainsi le processus de synthèse. (vitesse accrue). D'autre part, il augmente la capacité de synthèse de la cellule individuelle en augmentant la biogenèse du ribosome. (capacité accrue). De plus, dans certaines cellules, mTor a un effet inhibiteur sur le processus de dégradation des protéines appelé autophagie (moins de dégradation). En plus de son influence directe sur la vitesse et la capacité de synthèse, l'enzyme a également un effet indirect en modifiant la division cellulaire et la transcription de certains gènes (plus de division cellulaire et transcription génétique accrue)

2. cascade de signalisation myostatine-Smad

Après diverses modifications intra- et extracellulaires, la myostatine entraîne l'activation de Smad et aboutit à une inhibition de la croissance. Contrairement à la mTor, la voie de signalisation myostatine-Smad ralentit donc la croissance du muscle squelettique. Dans des modèles animaux, l'activité de la myostatine a été modifiée ou même stoppée, ce qui a conduit à une musculature squelettique deux fois plus développée que celle du type sauvage. Une question importante serait maintenant de savoir si la masse musculaire supplémentaire entraîne également un gain adéquat de force supplémentaire. Des mutants génétiques aléatoires ont permis de répondre à cette question. La masse musculaire supplémentaire se traduit certes par un gain de force, mais la réduction de l'efficacité musculaire a entraîné une force relative plus faible par rapport à la masse totale de l'individu. Cela montre qu'une croissance illimitée des muscles squelettiques peut également entraîner un désavantage pour la forme physique individuelle et explique la pertinence de la myostatine pour les processus de régulation humains.

Il a été démontré que l'entraînement de force réduit le niveau d'ARNm de la myostatine, ce qui explique son influence sur la croissance musculaire. La forme et l'ampleur de cet effet sur les réactions d'adaptation après l'entraînement de force n'ont pas encore pu être entièrement élucidées.

3. régulation du comportement des cellules satellites

Les cellules musculaires squelettiques différenciées ont déjà perdu leur capacité de division et ne peuvent donc pas assurer la réparation et le remplacement des cellules musculaires lésées. Cette tâche a été transférée aux cellules satellites, qui sont en quelque sorte les cellules souches du muscle. Ces cellules se trouvent dans le muscle, en périphérie, entre la membrane plasmique et la lame basale.

Il a été démontré que malgré l'élimination presque complète des cellules satellites (au-delà de 90%), une adaptation musculaire normale par le biais d'une hypertrophie est encore possible. Cela prouve que les cellules satellites n'ont aucun effet sur l'hypertrophie musculaire à court terme. Cependant, 8 semaines plus tard, l'hypertrophie était fortement réduite, ce qui signifie que les cellules satellites sont indispensables pour le maintien à long terme de la musculature gagnée. En outre, elles sont essentielles pour la croissance musculaire après la naissance et la régénération après des blessures.

Adaptation par la musculation - Interprétation des résultats scientifiques

De nombreuses autres découvertes scientifiques non mentionnées contribuent à une meilleure compréhension de la plasticité musculaire. Au moyen de différentes méthodes, les biologistes musculaires ont recherché d'autres informations pertinentes pour la croissance musculaire, telles que la durée optimale de l'effort et de la récupération ou la vitesse du mouvement. En résumé, il n'y a cependant pas beaucoup de règles à suivre pour obtenir un rendement maximal avec un effort minimal. L'un des facteurs les plus importants dans l'entraînement de la force est la fatigue musculaire et le recrutement de toutes les unités motrices spécifiques à la tâche motrice qui en découle. En effet, le nombre d'unités motrices recrutées et donc le nombre de fibres musculaires activées augmentent avec la fatigue. Cela constitue une condition importante pour l'augmentation de la vitesse de synthèse des protéines musculaires.

Un autre facteur clé est l'exécution lente des mouvements. Elle augmente davantage le développement des protéines musculaires que l'exécution rapide des mouvements. Les exercices doivent donc être effectués dans le cadre de la durée de tension prescrite jusqu'à l'épuisement ou la fatigue, c'est-à-dire jusqu'à ce qu'il ne soit plus possible d'effectuer une répétition complète et anatomiquement correcte sur l'amplitude de mouvement individuellement possible. La durée de tension nécessaire (du début à la fin de l'exercice) doit se situer dans une fourchette raisonnable, entre 30 et 180 secondes.

En plus de l'entraînement, un apport optimal en protéines est décisif pour l'adaptation par la musculation. L'idéal serait de consommer environ 20 g de protéines de haute qualité par portion toutes les 3 à 4 heures environ.

Allez pour ça !

Sources

Wackerhage H. Physiologie moléculaire de l'exercice. Abingdon : Routledge ; 2014. 24-30, 52-65, 133-151 p.

McCarthy JJ, Mula J, Miyazaki M, Erfani R, Garrison K, Farooqui AB, et al. Effective fiber hyperthrophy in satellite cell-depleted skeletal muscle. Développement [Internet]. 2011 [cited 2017 Nov 15];138:3657-66. Disponible sur : http://dev.biologists.org/content/develop/138/17/3657.full.pdf

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Existe-t-il le meilleur exercice de musculation ? Si oui, lequel ?

Meilleur exercice pour les biceps

Existe-t-il le meilleur exercice de musculation ?

Combien de fois avons-nous entendu dire que tel ou tel exercice était le meilleur pour les bras ou les jambes ? Le meilleur exercice existe-t-il ? Nous vous éclairons.

Comment subdiviser les exercices ?

Les exercices d'entraînement peuvent être divisés en exercices guidés et en exercices libres. En outre, il est possible de faire une autre distinction entre les exercices mono-articulaires et les exercices poly-articulaires. Les exercices mono-articulaires ne font bouger qu'une seule articulation. C'est par exemple le cas de la machine à étirer les jambes.

Comment puis-je savoir quel est le meilleur exercice ?

Lorsque des personnes parlent de bons ou de mauvais exercices, elles font souvent référence à l'efficacité de l'exercice. Cela signifie quel effet d'entraînement je peux attendre d'un exercice. Si l'on observe les personnes qui s'entraînent dans les salles de sport, on a le sentiment que les exercices libres, qui sont polyarticulés, sont meilleurs pour le développement musculaire que les exercices monoarticulés. La plupart des personnes musclées s'entraînent en salle de sport avec des poids libres plutôt qu'avec des machines. Cela s'explique toutefois par des raisons plus traditionnelles. Étant donné que de nombreux bodybuilders s'entraînent avec des poids libres, cette méthode est copiée par de nombreux pratiquants. Les bodybuilders de haut niveau n'ont pas l'air aussi musclés en raison de leur entraînement, mais utilisent malheureusement souvent des substances interdites.

Les exercices multi-articulés capturent simultanément les muscles d'une même boucle. Étant donné que les différents muscles de la boucle musculaire présentent des courbes de force différentes, le cam (excentrique) des exercices polyarticulaires n'est efficace "que" pour les deux tiers de l'amplitude du mouvement. Cela s'explique par le fait que les exercices polyarticulaires exercent une pression presque rectiligne (linéaire) et n'appliquent donc pas directement la résistance comme les exercices mono-articulaires.

Le meilleur exercice existe-t-il ?

Il n'y a pas UN exercice. Pour qu'un exercice soit efficace, certains critères doivent être remplis. D'une part, la résistance doit pouvoir être appliquée au muscle cible lors de l'exercice. Plus elle est isolée, mieux c'est. C'est l'une des raisons pour lesquelles vous "sentez" souvent le muscle cible beaucoup plus fortement que lors d'exercices à plusieurs articulations.

De plus, pour un exercice de musculation, l'exercice devrait devoir se terminer de manière excentrique et pouvoir être effectué sans danger jusqu'à la défaillance musculaire. De ce point de vue, le développé couché n'est certainement pas la priorité (sauf si vous vous entraînez avec un partenaire d'entraînement).

Comme vous le voyez, il y a de nombreux critères à prendre en compte. Le meilleur exercice n'existe donc pas.

Choisissez l'exercice pour lequel le muscle cible brûle le plus et effectuez plusieurs exercices différents par groupe musculaire. Ainsi, vous avez déjà fait beaucoup pour obtenir des muscles grands et forts.

On entend souvent dire que les squats sont particulièrement efficaces parce qu'après l'exercice, le taux de testostérone est extrêmement élevé. Si l'on entraîne ensuite les biceps, ceux-ci profitent également de ce taux élevé de testostérone. Toutefois, cela appartient plutôt au monde des contes de fées. Après un entraînement dur des jambes, la concentration de testostérone dans le sang est à peu près au même niveau qu'au lever.

Pour des muscles grands et forts, l'apport en protéines est beaucoup plus décisif. Tu trouveras ici des protéines en poudre de haute qualité.

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Le pouvoir de guérison des muscles. La substance miracle qu'est la myokine !

Myokine

Les myokines, la substance miracle

On sait depuis longtemps qu'une activité physique suffisante est le moyen le plus efficace pour vivre longtemps et en bonne santé. La raison en a été longtemps ignorée, et l'est encore en partie aujourd'hui. En 2007, la découverte des myokines a mis la puce à l'oreille. C'est la professeure Bente Pedersen, du Danemark, qui a découvert les myokines, des molécules qui permettent à l'organisme de se régénérer.

Que sont les myokines ?

Les myokines sont une nouvelle substance très efficace qui est produite par le corps et qui est très bénéfique pour la santé. Les myokines ne sont toutefois produites que lorsque nous faisons de l'exercice et que les muscles sont donc actifs. Dans le sport, le muscle fonctionne donc comme une glande. L'effet de toutes les myokines n'a toutefois pas encore été élucidé. Il semble qu'il y ait plus de 200 substances différentes ressemblant à des hormones qui sont sécrétées par le muscle lorsqu'il est utilisé. Toutes les myokines n'ont donc pas encore été étudiées.

Quelles sont les substances connues ? (liste non exhaustive)

Interleukine 6 (IL-6)

La première myokine trouvée dans le sang après une activité musculaire est l'interleukine 6 (IL-6). L'IL-6 a un effet anti-inflammatoire dans le corps et favorise l'absorption du sucre dans les muscles. Les longues périodes d'inactivité augmentent la quantité de TNF (facteur de nécrose tumorale) dans le corps. Cela entraîne donc, entre autres, des inflammations chroniques. Les inflammations dans le corps constituent un milieu propice aux maladies telles que le cancer.

Une plus grande fatigue des muscles entraîne une plus grande sécrétion d'IL-6. Veille donc à ce que l'intensité de l'entraînement soit suffisante, également du point de vue de la santé.

Facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF)

L'exercice physique entraîne la formation de BDNF dans le cerveau. De plus, il est également produit dans les cellules musculaires en cas d'activation musculaire. Le BDNF a donc une influence sur la mémoire à long terme et peut avoir un effet antidépresseur ou améliorer l'effet des antidépresseurs.

Facteurs de croissance semblables à l'insuline (IGF-1)

L'IGF-1 est une hormone peptidique. L'IGF-1 influence la croissance cellulaire et est structurellement très similaire à l'insuline. Elle est principalement produite dans le foie par la stimulation de l'hormone de croissance, mais également dans les cellules musculaires. L'IGF-1 agit sur la cellule musculaire en occupant des récepteurs qui déclenchent une cascade de signaux au sein de la cellule. Par exemple, une augmentation de la synthèse des protéines musculaires. De plus, en s'arrimant à son récepteur, l'IGF-1 entraîne en outre une inhibition de la dégradation des protéines musculaires.

Sources :

Cotman, Carl W. ; Berchtold, Nicole C. ; Christie, Lori-Ann (2007) : Exercise builds brain health. Rôles clés des cascades de facteurs de croissance et de l'inflammation. In : Trends in neurosciences 30 (9), p. 464-472. DOI : 10.1016/j.tins.2007.06.011.

Pedersen, B. K. (2009), The diseasome of physical inactivity - and the role of myokines in muscle-fat cross talk. The Journal of Physiology, 587 : 5559-5568. doi:10.1113/jphysiol.2009.179515.

Pedersen, Bente K. (2011) : Exercise-induced myokines and their role in chronic diseases. In : Brain, behavior, and immunity 25 (5), p. 811-816. DOI : 10.1016/j.bbi.2011.02.010.

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Quelle est l'importance de la génétique dans le développement musculaire ?

Génétique

La génétique est-elle déterminante dans le développement musculaire ?

Si tu t'entraînes régulièrement, tu peux généralement augmenter la section de tes muscles. Mais à quelles adaptations faut-il s'attendre ? Quelle est l'importance de la génétique dans le développement musculaire ?

Si un stimulus d'entraînement est mis en place, cela entraîne un signal dans les muscles fatigués. Ce signal entraîne une adaptation. Ces adaptations varient d'une personne à l'autre. Les facteurs suivants influencent l'intensité de l'adaptation au stimulus d'entraînement : sexe, âge, statut hormonal, statut d'entraînement, statut nutritionnel, etc. (voir illustration)

À quel gain de masse musculaire puis-je m'attendre en règle générale ?

En 2005, Hubal et al ont mené une étude à ce sujet. 585 sujets (243 femmes, 342 hommes) âgés de 18 à 40 ans ont suivi un entraînement de musculation de leur bras non dominant pendant 12 semaines. Ils ont notamment mesuré la section transversale des muscles du bras.

12 semaines plus tard, elle a donné les résultats suivants :

  • En moyenne, les hommes ont pu augmenter leur masse musculaire de 20% et les femmes de 18%. Cependant, au sein des deux groupes, il y avait de très grandes différences en ce qui concerne l'augmentation de la masse musculaire et de la force musculaire.
  • 3% des hommes et 2% des femmes ont pu développer plus de 30% de masse musculaire dans le même temps. Ceux-ci faisaient partie de ce que l'on appelle les "hauts répondeurs". Ils réagissent donc très bien à l'entraînement musculaire.
  • 1% des hommes et des femmes ont très mal réagi à la musculation. Soit ils n'ont pas pris de masse musculaire, soit ils en ont même parfois perdu. On les appelle les "non-répondeurs". Ils réagissent donc très mal ou pas du tout à l'entraînement de musculation en termes de masse musculaire.

La génétique joue donc un rôle important dans la prise de masse musculaire. En ce qui concerne la prise de masse musculaire, la part génétique est d'environ 70%. 

L'adaptation à la musculation est donc très individuelle, même si les deux personnes s'entraînent exactement de la même manière.

Copier des programmes ou des méthodes d'entraînement de "hauts répondeurs" ne garantit donc pas encore le succès de l'entraînement. La génétique détermine en partie ton succès.

Les points suivants sont à prendre en compte pour un maximum de succès en musculation

La musculation

Essaie de générer une tension aussi élevée que possible dans le muscle. Pour cela, il n'est pas nécessaire d'utiliser des charges élevées, voire même parfois contre-productives ! La résistance choisie doit être appliquée de manière isolée au muscle à entraîner. La charge musculaire doit donc être la plus élevée possible. Il est scientifiquement réfuté que seuls des poids élevés permettent de développer les muscles. Ce qui est déterminant, c'est la fatigue musculaire. Effectue le mouvement jusqu'à l'épuisement musculaire local de manière lente et contrôlée (environ 10 secondes par mouvement). Veille à ce que la durée de tension jusqu'à l'épuisement complet soit d'environ 60 à 100 secondes.

Il n'est pas nécessaire de faire plusieurs séries du même exercice. Il n'y a aucune preuve que l'entraînement dit "à plusieurs séries" soit supérieur à l'entraînement dit "à l'engagement". Ce qui est déterminant, c'est l'épuisement total dans la durée de tension d'environ 60 à 100 secondes. Effectue donc l'exercice à la perfection et veille à ne plus relâcher la résistance jusqu'à l'épuisement complet des muscles. Effectue plusieurs exercices fonctionnellement différents pour le même muscle (p. ex. butterfly, presse à poitrine, etc.).

L'alimentation

Pour la prise de masse musculaire, le bilan net des protéines doit être positif. Tu dois donc construire plus de muscle que tu n'en détruis. Tu peux y parvenir grâce à un entraînement de musculation régulier et à un dosage optimal de protéines. Veille donc à consommer suffisamment de protéines par jour, soit environ 1,3 à 1,7 g de protéines par kilogramme de poids corporel. Cette quantité est répartie en portions de 20 g toutes les 3 à 4 heures (4 à 6 fois par jour). Prendre une portion sous forme de protéine de lactosérum directement après l'entraînement.
Outre le dosage des protéines, veille à une alimentation équilibrée.

Récupération

Lors de la musculation, les processus de dégradation musculaire sont également stimulés. L'augmentation de la masse musculaire a donc lieu pendant la phase de récupération, et non pendant l'entraînement. Comme le taux d'augmentation de la masse musculaire est élevé jusqu'à environ 48-72 heures après une séance d'entraînement. Veille à respecter un délai d'environ 48 heures avant le prochain entraînement du même muscle.

Bonne chance pour la mise en œuvre !

Sources : 

  • Hubal et al. (2005) : Variability in muscle size and strength gain after unilateral resistance training. Med Sci Sports Exerc 37 : 964-972.
  • Toigo M. (2006) : Déterminants de l'adaptation moléculaire et cellulaire du muscle squelettique liés à l'entraînement, partie 1 : Introduction et adaptation de la longueur. Schweiz Z Sportmed Sporttraum 54 : 101-106.
  • Toigo M. (2006) : Déterminants de l'adaptation moléculaire et cellulaire du muscle squelettique liés à l'entraînement, partie 2 : Adaptation de la section transversale et des modules de type de fibres. Schweiz Z Sportmed Sporttraum 54 : 121-132.

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L'entraînement fonctionnel est-il vraiment plus fonctionnel ?

Entraînement fonctionnel

L'entraînement fonctionnel. Dans quelle mesure cette forme d'entraînement est-elle réellement fonctionnelle ?

On entend souvent dire que l'entraînement fonctionnel est une forme d'entraînement plus fonctionnelle que d'autres formes d'entraînement. Parfois, on va même jusqu'à affirmer que les autres formes d'entraînement ne sont pas fonctionnelles du tout. Ces affirmations sont souvent justifiées par le fait que plusieurs muscles ou groupes de muscles sont actifs en même temps et que l'interaction est entraînée. L'utilité de l'entraînement fonctionnel pour la vie quotidienne serait plus élevée, car les exercices sont finalement plus proches de l'exercice quotidien, vu de l'extérieur.

Si ces affirmations sur l'entraînement fonctionnel sont considérées de manière critique, elles doivent être remises en question.

Entraînement fonctionnel vs. fonction musculaire

La fonction principale du muscle squelettique est de produire de la force. Si un muscle produit de la force pendant l'entraînement, il est déjà fonctionnel. Si nous prenons l'exemple du muscle biceps brachial, celui-ci a trois fonctions. Le muscle biceps brachial est responsable de la flexion (flexion de l'avant-bras) dans l'articulation du coude. De plus, lorsque le coude est à angle droit, il est le supinateur le plus puissant (rotation de la main vers l'extérieur). Lorsque les deux têtes se contractent, il en résulte une antéversion (élévation du bras vers l'avant) du bras. Ainsi, chacun de ces mouvements est fonctionnel, car il s'agit d'une fonction de ce muscle. Si vous souhaitez entraîner vos biceps, vous devez entraîner ces fonctions séparément et affaiblir le muscle dans ses fonctions.

Lorsque vous effectuez un exercice d'entraînement dans le cadre de l'entraînement fonctionnel, vous pouvez le faire jusqu'à ce que le muscle le plus faible soit complètement épuisé. Il est parfois impossible de prédire quel est ce muscle en raison des exercices exigeants en termes de coordination. Vous ne savez donc pas à quelle adaptation vous pouvez vous attendre.

L'entraînement fonctionnel et le système nerveux central

Il semble que le système nerveux central décide au début de l'exercice s'il s'agit d'une tâche de force ou de position (Rudroff et al 2011). Lors d'une tâche de position, les muscles se fatiguent plus rapidement par rapport à une tâche de force avec la même résistance à l'entraînement. Par conséquent, le stimulus sur les muscles utilisés est plus faible. Si vous souhaitez donc augmenter votre masse musculaire, l'entraînement fonctionnel n'est pas le premier choix.

L'entraînement fonctionnel peut être utile si vous souhaitez entraîner l'interaction entre les muscles. Il est toutefois important de savoir que l'adaptation neuronale est plutôt spécifique au mouvement. Vous apprendrez donc à "mieux" réaliser cet exercice ou à le faire de manière plus économique. Vous ne pouvez donc pas simplement transférer l'adaptation de l'exercice à d'autres mouvements. Cela est dû au recrutement d'unités motrices dépendant de la fonction. Si vous souhaitez apprendre un maximum de mouvements différents, nous vous recommandons de pratiquer un sport qui le garantit (football, basket-ball, hockey, boxe, etc.). Les leçons de Group Fitness telles que P.I.I.T, Kick Power, Fitboxe ou Zumba sont une autre possibilité d'apprendre des mouvements variés.

Le Functional Taining n'est donc pas vraiment adapté au développement musculaire. Pour cela, vous ne devriez pas choisir des exercices exigeants en termes de coordination. Concentrez-vous sur le muscle à entraîner et épuisez-le au maximum.

Source : Rudroff T, Justice JN, Holmes MR, Matthews SD, Enoka RM (2011) L'activité musculaire et le temps jusqu'à l'échec de la tâche diffèrent avec la conformité à la charge et la force cible pour les muscles fléchisseurs du coude. J Appl Physiol 110:126-136