Par quels mécanismes cellulaires l’entraînement améliore-t-il les performances sportives ?

Sujet 2 : Par quels mécanismes cellulaires l’entraînement améliore-t-il les performances sportives ?

Lors d’un effort, les muscles ont des besoins particuliers pour lesquels le corps réalise des modifications conséquentes. Quand on fait du sport régulièrement, on voit que nos capacités s’améliorent avec l’entraînement comme notre endurance, notre force et nous observons la prise de volume de nos muscles. Le corps humain est constitué de 3 types de muscles : les muscles lisses, le muscle cardiaque et les muscles squelettiques. Nous allons ici nous intéresser aux muscles squelettiques, nécessaires aux mouvements. Nous expliquerons aujourd’hui par quels mécanismes cellulaires l’entraînement améliore les performances sportives. Pour y répondre nous verrons premièrement, le fonction d’une cellule musculaire afin de comprendre les mécanismes permettant une amélioration des performance sportives que je vous développerez dans une seconde partie.

   I. Le fonctionnement d’une cellule musculaire :

Les muscles est constitué d’un grand nombre de cellules dite striées, qui s’étendent sur toute la longueur et sont regroupées en faisceaux musculaires. Ces faisceaux musculaires sont composés de longues cellules, constitués de plusieurs noyaux appelés fibres musculaires. Les fibres musculaires sont deux types : des fibres rapides, capables de se contracter très rapidement mais peu de fois à la suite, permettant un effort physique intense et court. Et des fibres lentes, capables de se contracter n plus grand nombre de fois, permettant des exercices d’endurance.

Les fibres musculaires sont des cellules plurinuclées et leur cytoplasme paraît strié transversalement et longitudinalement : en effet le cytoplasme contient des structures contractiles : les myofibrilles parallèle entre elles, chaque myofibrille est formée par la succession d’un même motif : les sarcomères. Les sarcomères sont limités par 2 stries transversales : les stries Z.  A l’échelle moléculaire on voit que les sarcomères sont formés de 2 types de molécules : les myofilaments. Il existe des myofilaments épais de myosine (mesurant 15 nm de diamètre) et des myofilaments d’actines attachés aux tries Z (mesurant 5nm de diamètre).

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Ces myofilaments permettent le raccourcissement de la cellule. En effet, lorsque la fibre est stimulée par une cellule nerveuse, ces filament glissent les uns le long des autres. Ce glissement est effectué grâce à la fixation des têtes de myosine sur l’actine et leur pivotement entraîne un glissement des filaments d’actine vers le centre du sarcomère.

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Tous les nombreux sarcomères se raccourcissant en même temps, ils diminuent la longueur de la cellule musculaire (fibre musculaire), et provoque la contraction du muscle.

Cependant, cette contraction nécessite une consommation d’énergie, notamment les ions calciums et l’utilisation de l’ATP. En effet, les ions calcium, dont la concentration augmente dans le cytosol permettent les interactions entre les filaments d’actine et de myosine. La molécule d’ATP, elle, est hydrolysée au cours d’une succession cyclique d’étapes. Elle fournit l’énergie nécessaire au pivotement de la tête de myosine qui entraîne l’actine, permettant le raccourcissement des sarcomères, et donc la contraction du muscle. La régénération d’ATP est permise par plusieurs mécanismes :  

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