ANATOMIE DES MUSCLES ET TENDONS

Introduction à la Conférence

Accueil et Présentation

• Bonjour à tous, bienvenue à cette première conférence organisée par le laboratoire dans le cadre des Jeux Olympiques et Paralympiques de cette année.

• Cette année, un nouveau format a été adopté, permettant d'inviter des experts dans des domaines spécifiques. Une autre conférence est prévue fin février sur la prévention psychologique.

• L'accent est mis sur les événements liés aux préparations pour les Jeux Olympiques qui approchent.

Présentation de Jonathan Folland

• Jonathan Folland, professeur à l'Université de Lovebro, est présenté comme un expert en biomécanique et physiologie.

• Il est membre du Collège Américain de Médecine du Sport et directeur d'un centre de recherche sur l'arthrose.

• Son expertise inclut l'entraînement physique et la performance sportive, avec un intérêt particulier pour la course et le kayak.

Recherche en Performance Physique

Thèmes Principaux

• La recherche se concentre sur la performance physique, la condition physique et l'entraînement, notamment sur la force musculaire et la puissance.

• Les résultats ont des applications variées dans le domaine de la performance sportive ainsi que dans la prévention des blessures.

Introduction par Antonio Morales

• Antonio commence son intervention en anglais pour contextualiser les travaux présentés par Jonathan Folland.

• Il souligne l'importance de comprendre comment produire de la force musculaire pour optimiser les performances sportives.

Méthodes d'Évaluation Musculaire

Techniques Utilisées

• La discussion aborde les interventions d'entraînement passées, y compris un programme d'entraînement nordique sur huit semaines.

• L'utilisation de l'échographie permet d'analyser le comportement des fascicules musculaires pendant ces entraînements.

Propriétés Mécaniques Musculaires

• L'élastographie a été utilisée pour évaluer les propriétés mécaniques des muscles ischio-jambiers durant des cycles passifs.

Propriétés mécaniques passives des muscles et tendons

Exploration des propriétés mécaniques

• La recherche permet d'approfondir les propriétés mécaniques passives, y compris le module de John et l'hystérésis au niveau local, notamment au niveau musculaire.

Effets de l'échauffement sur les propriétés élastiques

• Une étude en laboratoire a examiné les effets de l'échauffement par rouleau en mousse ou cyclisme actif, révélant des changements dans les propriétés élastiques des ischio-jambiers.

Interaction muscle-tendon sur différentes surfaces

• Le travail d'Enzo Lville a montré comment différents types de surfaces influencent l'interaction entre muscles et tendons lors du travail sur ces surfaces.

Réponses à la chaleur dans les unités muscle-tendon

• Adele Mornas a étudié les effets de l'exposition à la chaleur sur la réponse des éléments actifs et passifs des unités muscle-tendon pendant diverses tâches analytiques ou lors de la course.

Limites technologiques dans la mesure in vivo

• Les technologies actuelles posent des défis pour mesurer in vivo les propriétés mécaniques, mais elles permettent également d'approfondir notre compréhension grâce à des avancées comme l'élastographie 3D.

Avancées technologiques en imagerie musculaire

Améliorations dans l'analyse par IRM

• Les techniques d'analyse doivent être optimisées pour mieux cibler divers problèmes liés aux tendons, aponeuroses et muscles, car le processus actuel est long et manuel.

Automatisation avec intelligence artificielle

• Des travaux d'ingénierie sont en cours pour automatiser certaines tâches liées à l'architecture musculaire afin d'accélérer le processus d'analyse.

Approche intégrative à INSEP

Vision globale du sport

• À INSEP, une approche intégrative est adoptée pour prendre en compte diverses particularités rencontrées dans le sport de haut niveau.

Introduction personnelle et contexte

Présentation de Jonathan

• Jonathan remercie INSEP pour son invitation et partage son intérêt personnel pour le canoë-kayak ainsi que son enthousiasme à visiter l'institut.

Présentation de Loughborough University

• Loughborough University est présentée comme une université britannique bien classée avec un fort accent sur la performance sportive et la recherche liée au sport.

Anatomie musculaire : impact sur performance

Importance de l'anatomie musculaire

• Le sujet principal aborde comment la taille musculaire influence la performance athlétique ainsi que le risque de blessures sportives.

Muscles puissants : perception intuitive

• Une question humoristique soulève notre intuition selon laquelle les plus gros muscles sont perçus comme étant plus forts, illustrée par une image comparative.

Physiologie de la force musculaire

Fondements physiologiques de la force musculaire

• Une étude scientifique réalisée au Japon en 1968 a mesuré la taille des muscles et leur relation avec la force, révélant une corrélation entre la taille des muscles fléchisseurs du coude et leur force.

• Les résultats montrent qu'il existe une relation générale entre la taille des muscles et leur force, où les individus ayant des muscles plus volumineux tendent à être plus forts, expliquée par le nombre de ponts croisés ou sarcomères dans les muscles.

• Un muscle simplifié montre que l'augmentation du matériel contractile (sarcomères) aligné en parallèle produit une plus grande force, soulignant l'importance de la structure musculaire pour la performance.

Études sur l'anatomie musculaire et performance cycliste

• Malgré une compréhension approfondie de ces concepts, il y a un manque d'informations sur l'anatomie musculaire des athlètes performants et son impact sur leurs performances.

• Une étude a été menée pour examiner le lien entre le volume musculaire et la puissance maximale en cyclisme chez 35 cyclistes masculins d'élite, représentant diverses disciplines.

• Chaque athlète a effectué des sprints isocinétiques pour établir une relation entre puissance et cadence, tandis que le volume musculaire était mesuré par IRM.

Résultats de l'étude sur les cyclistes

• L'analyse IRM a permis de segmenter précisément les quadriceps et les ischio-jambiers afin d'évaluer leur volume anatomique.

• Une forte corrélation (0.81) a été trouvée entre le volume des quadriceps et la puissance maximale en cyclisme; pour les ischio-jambiers, cette corrélation était légèrement inférieure (0.72).

• La conclusion indique que le volume musculaire des cuisses, surtout celui des quadriceps, est déterminant pour la puissance maximale en cyclisme sprint.

Limites de l'étude initiale

• Bien que pertinent pour évaluer les performances en ergomètre, ce n'est pas nécessairement représentatif de la performance réelle en compétition.

• Les athlètes d'endurance étaient regroupés avec ceux qui avaient moins de masse musculaire; il serait donc plus informatif d'examiner uniquement les sprinteurs à différents niveaux de performance.

Transition vers l'étude sur le sprint

• Une nouvelle étude se concentre maintenant sur l'anatomie musculaire liée à la performance en sprint chez British Athletics, reconnaissant que courir vite est crucial dans divers sports.

• L'observation commune est que ces athlètes sont relativement musclés; cependant, il reste à définir quels muscles spécifiques sont essentiels pour un sprint rapide.

Hypothèse sur le développement musculaire chez les sprinteurs

Études menées sur des sprinteurs masculins et féminins

• L'hypothèse initiale suggère que le développement musculaire pour la course rapide chez les humains est spécifique à la partie proximale de la jambe, principalement autour de l'articulation de la hanche.

• Dans l'étude masculine, on a comparé des sprinteurs d'élite avec des sprinteurs sub-élites et des contrôles non entraînés. Les meilleurs temps au 100 mètres étaient juste en dessous de 10 secondes pour les élites.

• Les sprinteurs sub-élites avaient également de bons temps moyens (10,6 secondes), tandis que le groupe non entraîné servait de référence.

• L'étude féminine se concentrait uniquement sur deux groupes : élite et sub-élite, car des différences intéressantes étaient attendues entre ces groupes.

Méthodologie et résultats d'imagerie

• Tous les athlètes ont subi une IRM du corps inférieur pour mesurer le volume musculaire dans 23 muscles ou compartiments individuels, regroupés en cinq groupes fonctionnels.

• Les données ont été exprimées en termes absolus et relatifs à la masse corporelle ; cependant, l'accent a été mis sur les unités absolues pour cette présentation.

Comparaison des volumes musculaires

• Pour les hommes, les différences notables concernaient principalement les extenseurs de la hanche. Le volume était supérieur d'un tiers chez les sprinteurs sub-élites par rapport aux contrôles non entraînés.

• Des différences significatives ont également été observées entre tous les groupes pour les fléchisseurs de la hanche, mais moins marquées que celles des extenseurs de la hanche.

Résultats spécifiques aux femmes

• Chez les femmes, la plus grande différence était observée dans le volume des fléchisseurs de la hanche (28 % plus grand chez l'élite). Aucune différence n'a été constatée pour les fléchisseurs plantaires.

Analyse visuelle et implications

• Une image IRM montre clairement une augmentation du volume musculaire autour de la hanche chez un sprinter élite par rapport à un sprinter sub-élite.

• Le volume moyen du muscle grand fessier était presque deux fois plus important chez un sprinter élite (1 800 cm³ contre 900 cm³).

Différences individuelles entre muscles

• Un graphique illustre les différences entre muscules individuels chez des sprinters élites et sub-éligibles. Un zéro indique un volume identique ; toute valeur positive indique un volume supérieur chez l'élite.

Analyse de la Muscularité chez les Sprinteurs

Différences entre Elite et Subelite

• Les muscles sont classés selon la taille des différences, avec les plus grandes différences observées chez les athlètes élites par rapport aux subélites.

• Ce classement est également applicable aux femmes, où certaines caractéristiques musculaires sont plus prononcées chez les élites.

Modèle Anatomique de la Muscularité

• Un modèle anatomique spécifique se dégage dans la musculature des sprinteurs, montrant que certains muscles sont beaucoup plus développés que d'autres.

• Deux études distinctes révèlent que trois muscles principaux montrent les plus grandes différences : le tenseur du fascia lata, le sartorius et le grand fessier.

Rôle du Sartorius et du Grand Fessier

• Le sartorius est unique car il agit comme fléchisseur à la fois de la hanche et du genou, essentiel au début de la phase de balancement en course.

• Le grand fessier, étant le muscle extenseur de hanche le plus important, joue un rôle crucial pour maintenir une grande vitesse pendant la phase tardive du balancement.

Importance Biomecanique

• En fin de balancement, il est vital d'abaisser rapidement la jambe pour frapper le sol avec force afin d'accélérer.

• Le grand fessier est non seulement essentiel pour courir vite mais c'est aussi le muscle le plus volumineux du corps humain.

Corrélations entre Taille Musculaire et Performance

• La taille du grand fessier pourrait expliquer 23 à 43 % de la variabilité des performances au 100 mètres parmi les athlètes.

• Malgré l'influence d'autres facteurs (technique, psychologie), un seul muscle peut avoir un impact significatif sur les performances sportives.

Implications pour l'Entraînement Spécifique

Entraînement Ciblé selon l'Anatomie

• Si une discipline nécessite des caractéristiques musculaires spécifiques pour réussir, l'entraînement doit être ciblé pour développer ces caractéristiques précises.

Considérations sur les Isolations Musculaires

• Traiter chaque individu ou membre corporel uniformément ne semble pas efficace; un entraînement anatomiquement ciblé serait préférable.

Considérations sur les Ischios-Jambiers

Fréquence des Blessures

• Les blessures aux ischios-jambiers sont courantes dans le football professionnel, avec environ cinq blessures par club par saison.

Rôle Stabilisateur

• Les ischios-jambiers stabilisent le genou et préviennent des blessures graves comme celles liées au ligament croisé antérieur (LCA).

Analyse de la force isométrique et des différences entre sexes

Force maximale isométrique par rapport à la masse corporelle

• Les données montrent que la force maximale isométrique relative à la masse corporelle chez les femmes non entraînées est comparable à celle des hommes, en particulier pour les extenseurs du genou (quadriceps).

Différences dans la force de flexion du genou

• En revanche, les femmes présentent une force de flexion du genou (principalement des ischio-jambiers) inférieure de 15 % par rapport aux hommes, ce qui soulève des préoccupations concernant le risque de blessure.

Ratio de force fléchisseur/extenseur

• Le ratio de force fléchisseur/extenseur, souvent utilisé comme indice de stabilité du genou et de risque de blessure, montre que les femmes ont un ratio plus bas (50 %) comparé aux hommes (56 %).

Influence sur la stabilité du genou

• La différence dans la force peut influencer la stabilité du genou, car les ischio-jambiers jouent un rôle crucial en maintenant le tibia en place et en prévenant une translation antérieure qui pourrait contribuer à une rupture du LCA.

Étude par IRM sur le ratio taille des muscles

Analyse par IRM des muscles fléchisseurs et extenseurs

• Une étude par IRM a été réalisée pour déterminer le ratio taille entre les muscles fléchisseurs et extenseurs. Les résultats indiquent que les femmes ont des fléchisseurs du genou proportionnellement plus petits que leurs extenseurs.

Conclusion sur l'incidence des blessures au LCA

• Cette observation suggère que les femmes pourraient avoir intrinsèquement des fléchisseurs plus petits et plus faibles, contribuant ainsi à leur incidence plus élevée d'accidents liés au LCA.

Structure musculaire et blessures aux ischio-jambiers

Focus sur le biceps fémoral

• Le biceps fémoral long est particulièrement intéressant car c'est là que se produisent la majorité des blessures d'étirement. Ce muscle est mis en évidence dans l'analyse contextuelle.

Importance de l'aponeurose

• Dans ce muscle penné, les fibres musculaires transmettent principalement la force via l'aponeurose plutôt qu'à travers le tendon directement.

Risque potentiel lié à l'aponeurose

Concentration de contraintes mécaniques

• Les études modélisées montrent une concentration accrue de contraintes mécaniques près de l'aponeurose proximale, zone sujette aux blessures.

Caractérisation anatomique

Étude sur l'aponeurose proximale

• Une étude a mesuré la taille de l'aponeurose proximale chez 30 jeunes hommes sains non entraînés utilisant l'IRM pour évaluer son impact potentiel sur le risque d'étirement musculaire.

Hypothèse sur le stress mécanique

Hypothèse concernant l'aponeurose petite

• Il a été proposé qu'une petite aponeurose proximale pourrait concentrer le stress mécanique dans le tissu musculaire adjacent, augmentant ainsi le risque d'étirement musculaire.

Étude récapitulative sur les athlètes masculins

Recrutement d'athlètes avec antécédents d'étirements

• Une étude récapitulative a recruté 23 athlètes ayant subi deux ou plusieurs étirements cliniquement vérifiés au niveau proximal du biceps fémoral long. Tous avaient repris un entraînement normal trois mois avant les mesures.

Analyse des blessures historiques chez les athlètes

Historique des blessures

• Les blessures discutées sont historiques, et non actuelles. Parmi 23 athlètes, certains avaient des antécédents de blessures bilatérales, tandis que 12 avaient une blessure unilatérale avec l'autre jambe en bonne santé.

Comparaison entre jambes blessées et saines

• Une analyse a été réalisée pour comparer la taille de l'aponeurose entre la jambe blessée (antécédent de déchirure du muscle ischio-jambier) et la jambe saine.

• Les résultats montrent que la jambe précédemment blessée avait une aponeurose plus petite selon deux mesures : largeur maximale et surface de l'aponeurose.

Résultats d'une étude comparative

• L'étude a comparé les jambes blessées à celles d'un groupe témoin sain, apparié par sport, âge, sexe et taille. Les jambes blessées présentaient également une aponeurose plus petite.

Conclusion sur le facteur de risque

• Bien qu'une petite aponeurose semble associée à un historique de déchirures musculaires, il est impossible de déterminer si cela cause les blessures ou si c'est l'inverse. Des études prospectives sont nécessaires pour clarifier ce lien.

Importance de la taille musculaire et des tissus tendineux

Rôle dans la performance athlétique

• La taille musculaire est cruciale pour la performance sportive. L'augmentation de cette taille pourrait aider à éviter les blessures grâce à un entraînement en résistance.

Étude sur l'entraînement en résistance et supplémentation

• Une étude a examiné les adaptations musculaires et tendineuses suite à un entraînement en résistance combiné avec une supplémentation en peptides de collagène.

Méthodologie de l'étude

• 39 jeunes hommes ont suivi 15 semaines d'entraînement en résistance trois fois par semaine tout en prenant soit 15g/jour de peptides de collagène soit un placebo dans un design randomisé double aveugle.

Résultats sur la force musculaire

Force isométrique

• Les améliorations isométriques dans le groupe des peptides de collagène étaient similaires au groupe placebo, avec environ 22% d'amélioration dans les deux groupes.

Volume musculaire du quadriceps

• Le volume du quadriceps a augmenté davantage dans le groupe des peptides (15%) par rapport au groupe placebo (10%), indiquant une amplification significative des réponses à l'entraînement.

Adaptations tissulaires tendineuses

Taille du tendon patellaire

• Aucune adaptation significative n'a été observée concernant la taille du tendon patellaire après l'entraînement ; les changements étaient inférieurs à 2%.

Propriétés matérielles du tendon

• La rigidité du tendon a augmenté significativement dans les deux groupes (21% pour le collagène contre 17% pour le placebo), sans différence notable entre eux.

Impact d'un entraînement résistant à long terme

Comparaison entre groupes entraînés et non entraînés

• Une étude a comparé deux groupes : ceux ayant quatre ans d’entraînement intensif contre ceux sans antécédent d’entraînement. Les différences musculo-tendineuses seront explorées ultérieurement.

Adaptations Musculaires et Tissulaires au Cours de l'Entraînement Résistant

Force Isométrique et Volume Musculaire

• La force isométrique maximale volontaire montre que le groupe entraîné à long terme est presque 60 % plus fort que les contrôles non entraînés.

• En ce qui concerne le volume des quadriceps, les muscles du groupe entraîné sont 56 % plus volumineux que ceux des contrôles non entraînés.

Différences dans les Tissus Tendineux

• La taille de l'aponeurose du muscle vastus lateralis est 17 % plus grande chez le groupe entraîné à long terme, indiquant une adaptation modeste mais significative.

• La section transversale moyenne du tendon patellaire est identique entre les deux groupes, malgré un entraînement régulier avec des poids lourds.

Conclusions sur l'Adaptation Tendineuse

• L'étude conclut que la taille de l'aponeurose augmente avec un entraînement résistant à moyen et long terme, tandis que la taille du tendon ne montre pas d'adaptation apparente.

• Bien que la supplémentation en peptides de collagène puisse améliorer l'hypertrophie musculaire, elle n'affecte pas les tissus tendineux. Les gains de force ne semblent pas directement liés à l'hypertrophie.

Étude de Cas : Eddie Hall

• Eddie Hall, champion du monde d'haltérophilie en 2017, a été étudié pour ses adaptations musculaires et tendineuses après avoir soulevé 500 kg.

• Des tests fonctionnels ont été réalisés avec lui dans un laboratoire neuromusculaire, y compris des mesures détaillées par IRM.

Comparaison des Données Anatomiques

• Le volume musculaire quadriceps d'Eddie Hall était environ 213 % supérieur à celui des contrôles non entraînés.

• Son tendon patellaire était 30 % plus grand que celui des contrôles non entraînés, bien qu'il soit également très grand physiquement.

Avantages Anatomiques pour la Force Musculaire

• Eddie Hall avait un bras de levier (moment arm) du tendon patellaire supérieur de 21 %, ce qui pourrait être bénéfique pour la performance en force et puissance.

• En résumé, il possède plusieurs avantages anatomiques favorisant une grande force musculaire : grands muscles, gros tendons et bon levier articulaire.

Questions sur Morphologie Musculaire

• Une question a été posée concernant l'hypertrophie du TFL (tensor fasciae latae), suggérant qu'elle pourrait être liée au développement important du gluteus maximus chez les sprinters élites.

Hypothèse sur l'Aponeurose Proximale

• Une discussion a eu lieu sur la mesure de l'aponeurose chez le très fort homme présenté. Il a été noté qu'elle s'adapte lentement par rapport aux muscles eux-mêmes.

Adaptation musculaire et performance

Interconnexion entre muscles et aponeuroses

• La taille et la force des muscles peuvent augmenter de manière disproportionnée par rapport à l'aponeurose, ce qui pourrait poser problème. Cependant, les données d'une étude de formation montrent que l'aponeurose du biceps fémoral s'adapte avec l'entraînement.

Rôle des muscles glutéaux dans la performance

• Bien que les muscles glutéaux soient liés à la performance, leur développement peut ne pas toujours se traduire par une amélioration de la vitesse chez tous les athlètes, comme le montre la comparaison entre sprinters et joueurs de rugby.

Questions ouvertes sur le développement musculaire

• Il reste incertain si un certain niveau de masse musculaire est nécessaire pour optimiser la performance. La question d'un plafond en termes de masse musculaire demeure ouverte.

Transmission de force et caractéristiques anatomiques

• Les sprinters partagent des caractéristiques anatomiques communes qui améliorent leur transmission de force au sol. Un grand muscle glutéal chez une personne sans cette capacité pourrait être moins utile.

Valeur des volumes musculaires absolus

• Les valeurs absolues des volumes musculaires semblent avoir une importance significative, contrairement à l'idée que seules les valeurs relatives devraient compter lors d'une course. Cela suggère qu'il existe des différences notables dans les performances basées sur ces volumes.

Taille moyenne des sprinters élites

• L'observation indique que les sprinters élites sont souvent plus grands en moyenne, ce qui pourrait indiquer que la taille absolue a un rôle dans leurs performances. Cette tendance est moins claire chez les femmes.

Analyse des données sur le gluteus maximus

• Une analyse graphique montre une dispersion importante des données concernant le gluteus maximus et la performance parmi les sprinters rapides. Il est difficile d'interpréter ces résultats avec certitude en raison du faible nombre d'échantillons (N = 5).