Les limites physiques du sportif

    Dans le domaine sportif, un athlète cherche constamment à améliorer ses capacités physiques. Cependant un organisme n'est capable de supporter qu'un certain niveau de contraintes au-delà duquel il peut se détruire. Il possède des seuils physiologiques à l'image du moteur de la voiture avec une zone rouge dans laquelle il ne faut pas rester trop longtemps au risque de le « casser ». Les caractéristiques physiques de chaque sportif sont donc à prendre en compte pour éviter d'atteindre cette zone rouge. Nous analyserons donc dans un premier temps les facteurs physiques intervenants dans la pratique d'un sport, puis comment les faire évoluer et enfin déterminer les limites de cette évolution.



A/ Les facteurs physiques intervenants dans la pratique sportive et la réalisation de performances sportives

1. Le système osseux

Le squelette humain est constitué de 206 os (os longs, plats et courts).
L'os est un élément dur, rigide et très minéralisé. Il est constitué de tissu spongieux recouvert à sa périphérie de tissu compact. Il est composé de deux tiers de fibres dures, de protéines tel que l’osséine qui est elle même composée d’éléments minéraux comme le calcium ; le tiers restant est composé de cellules vivantes, qui permettent entre autre le renouvellement du tissu osseux. Tout cet ensemble est recouvert d’une sorte de peau qui se nomme périoste.





2. Le système musculaire

Le corps humain est composé de 600 muscles, sans eux les mouvements seraient impossibles. Le poids des muscles représente la moitié du poids total du corps humain. Dans notre corps il existe trois types de muscles : cardiaque (il s’agit du cœur), lisses (ils interviennent dans l’ingestion de nourriture, ou lors de l’accouchement pour faire descendre le bébé), striés (ils sont fixés aux os et permettent les mouvements).





3. Le système cardio-vasculaire


Nommé également circulation sanguine, c’est un circuit fermé à travers lequel le sang transporte des nutriments et du dioxygène. C’est donc grâce à ce système composé de nombreux vaisseaux et organes que les cellules reçoivent les ressources nécessaires à leur fonctionnement. Le cœur est au centre de ce circuit. Souvent assimilé à une pompe, il travaille avec les poumons pour propulser dans l’organisme du sang riche en oxygène et
«recharger» le sang pauvre. Les muscles, par exemple, peuvent alors fonctionner correctement.
Plusieurs indices existent au sujet du système cardio-vasculaire tels que la fréquence cardiaque, le volume d’éjection systolique, le débit cardiaque et l'on s'intéresse aussi à la VO2 max.


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a) La fréquence cardiaque (FC)

La fréquence cardiaque désigne le nombre de battements par minute nécessaire au cœur pour pomper le sang à travers tout l’organisme. Plus ce chiffre est bas, plus le sportif est avantagé pour plusieurs raisons :
Moins de battements pour un même transport de ressources fatigue moins le sportif, il est alors plus endurant.
Cela permet de former une certaine réserve d’énergie. Par exemple, grâce à cette endurance, un sportif peut effectuer un effort vif et violent sans avoir par la suite des problèmes.
Le cœur récupère alors plus vite, l’organe est plus rapidement prêt pour un nouvel effort.



b) Le Volume d’Ejection Systolique (VES)

Cette notion va de pair avec la fréquence cardiaque. Elle représente le volume de sang éjecté dans l’organisme à chaque battement de cœur. Le VES dépend d’une multitude de facteurs, notamment de la taille du cœur, de son remplissage, de la force et de la durée de la contraction et de la résistance à l’éjection du sang dans la circulation. Naturellement, plus de sang signifie plus d’oxygène et de nutriments transportés dans les artères pour aboutir aux organes, qui peuvent alors faire un effort plus violent.



c) Le débit cardiaque

Le débit cardiaque est le volume de sang expulsé par chaque ventricule par minute. Il est égal au produit de la fréquence cardiaque par le volume d’éjection systolique. Il est exprimé en l/min ou ml/min.  Cet indice est donc lié aux deux indices précédents.
C’est une valeur peu significative puisque idéalement, une fréquence cardiaque est basse et le volume d’éjection systolique est élevé. On trouve donc une valeur moyenne, qui est similaire chez les sujets sédentaires et entraînés. C'est pour cela que l'on compare généralement seulement les deux premiers indices.



d) La VO2 max

La VO2 Max est la capacité maximale d’O2 que l’organisme peut prélever dans l’air, transporter et consommer par unité de temps. Pour indice, un sujet sédentaire a pour VO2 Max 50mL/min/kg.




B/ Comment faire évoluer ces facteurs physiques qui limitent la pratique sportive et la réalisation de performances sportives ?

1. Les systèmes osseux et musculaires

Les muscles squelettiques et le muscle cardiaque forment ensemble la classe des muscles striés du squelette qui sont dotés de fibres de deux types que selon le sport pratiqué le sportif va devoir développer pour augmenter ses performances:
Les fibres « lentes », type I, sont fines, elles sont utilisées pour l'endurance car peu fatigables, on les développe lors de la pratique du cyclisme ou de la course à pied par exemple.
Les fibres « rapides », type II, produisent plus de puissance pendant de courtes impulsions, elles peuvent se contracter rapidement et sont plus sensibles à la fatigue. Celles-ci sont les plus volumineuses. C'est pourquoi entre autre les sprinters ou les culturistes entraînent principalement ces fibres pour augmenter leur volume musculaire.



2. Le système cardio-vasculaire

a) La fréquence cardiaque

La fréquence cardiaque baisse progressivement avec l’entraînement régulier et progressif du sportif. Ainsi le sportif est plus endurant car son nombre de battements par minute va diminuer pour un même transport de ressources, il constitue donc une réserve d'énergie qui lui permet d'effectuer un effort vif et violent. De plus son cœur récupère plus vite et il est prêt plus rapidement à un nouvel effort.



b) Le Volume d’Ejection Systolique (VES)

Chez l’homme il est proche de 100 ml (il varie entre environ 70ml au repos et 150ml chez le sportif en plein effort). Un entraînement à long terme permet d'augmenter le VES ce qui signifie plus d'oxygène et de nutriments transportés donc le sportif peut faire des efforts plus violents.



c) La VO2 max

Cette valeur augmente avec l’entraînement. La paroi du ventricule gauche du cœur épaissit : la cavité est donc vidée plus complètement. Cela permet alors d’éjecter plus d’O2 par battement de cœur.



C/ Quelles sont les limites de ces facteurs physiques et de leur évolution?

1. Les limites du système osseux

Le record du saut en longueur et hauteur ne pourrait dépasser 9 mètres et 2.50 mètres car la force d'impulsion au moment de l'appel serait telle qu'elle briserait le col du fémur de l'athlète.
La limite est donc la fracture qui est la plupart du temps une rupture violente d’un os ou d’un cartilage dur à la suite d'un choc. Cependant, chez les sportifs de hauts niveaux, on peut relever des fractures dites de « fatigue », qui elles sont la conséquence de microtraumatismes répétés. Il faut consulter le plus rapidement possible un médecin. La pose d’un plâtre est souvent indispensable. Selon l’os touché et la gravité de la fracture, une intervention chirurgicale peut être nécessaire. La guérison dépend de l’âge et nécessite souvent une période de rééducation.

Fractures post-traumatiques:
Elles apparaissent suite à un accident violent, après un choc direct sur l'os à l'endroit de la fracture ou après torsion importante à distance du foyer de la fracture.
Il peut y avoir apparition d'un hématome le jour-même ou le lendemain.
Bilan post-traumatique chez un snowboarder, fracture à multiples fragments du talus désignée par la flèche bleue (Os articulant avec le tibia et le péroné, situés dans les membres inférieurs). Un os a été déplacé dans le choc au niveau de l'articulation (flèche rouge).

Fractures de fatigue:
Ces fractures apparaissent au cours d'efforts très prolongés associés à des micro-traumatismes répétés.



Fractures engageant le pronostic vital:
Ce sont des fractures touchant des gros os tel le fémur pouvant causer la perte de sang, de l'ordre de plusieurs litres. Ce sang reste cependant invisible, tout se passe à l'intérieur c'est une hémorragie interne, ce qui nécessite une mise sous perfusion. Seule la réduction de la fracture peut arrêter l'hémorragie. Il y a aussi les fractures des côtes qui peuvent être dangereuses pour les poumons. Les fractures vertébrales peuvent entraîner des paralysies. Enfin les fractures de crâne peuvent engendrer des comas.
Les fractures sont sans doute les lésions osseuses les plus connues, mais il existe également d’autre types de lésions tel que les périostites (du nom de la surface de l’os : le périoste) celles-ci sont en réalité des douleurs qui touchent l’intérieur du tibia, elles sont présentent chez un grand nombre de sportifs.
Les os sont reliés entre eux par des ligaments et les muscles sont attachés aux os par des tendons. On comprend alors facilement que sans les os, il n'y aurait pas de mouvement... On peut alors dire que les os sont à la base du fonctionnement de nos muscles. La rupture d'un os entraînerait donc leur dysfonctionnement.



2. Les limites du système musculaire

Les blessures musculaires ont généralement lieu en début ou en fin d'exercice suite à un mauvais échauffement, ou une mauvaise technique de préparation physique, un entraînement excessif ou insuffisant. Suite à de la fatigue, un déficit de souplesse du muscle. Suite à des mouvements brusques, violents et non-coordonnés, par un coup direct avec un objet dur; En raison d'un effort trop intense et prolongé, par une blessure antérieure mal guérie ou encore par un matériel d'entraînement inadapté.
Il existe différents types de blessures au niveau musculaire :
-La crampe musculaire :
C'est une contraction douloureuse, involontaire et passagère d’un ou de plusieurs muscles. Elle peut survenir au repos ou à l’effort. Les crampes pour un sportif sont un signe d’épuisement. Si l’étirement du muscle concerné soulage la crampe, celle-ci risque de revenir rapidement. Le meilleur traitement consiste en fait à prévenir l’arrivée de la crampe en s’échauffant bien et en buvant suffisamment d’eau. Une crampe persistante est appelée contracture.
-La contracture :
Elle survient non pas pendant l'effort mais après, elle peut même apparaître le lendemain. Une contracture est en réalité le muscle qui ne retrouve pas sa longueur normale, mais il ne subit pas de lésions.
-La courbature :
Elle apparaît lorsque l'on débute une activité sportive ou que l'on n'a pas su s'arrêter à temps. Elle se manifeste généralement le lendemain et peut durer deux à trois jours. Pour éviter les courbatures, il faut boire de l'eau et surtout savoir doser ses efforts
-La contusion musculaire :
Elle est la conséquence d’un coup reçu sur un muscle en phase de contraction. Elle se manifeste par une douleur musculaire localisée au point d’impact, de l’enflure et une ecchymose (épanchement de sang sous la peau consécutif à une rupture des vaisseaux), qui est d’autant plus importante et profonde que le choc est fort.
-La déchirure :
C'est le muscle qui peut parfois se rompre totalement, c'est un accident très grave devant parfois être opéré. La déchirure est due à un dépassement des possibilités physiologiques du muscle. Dépassement souvent causé par un geste incorrect en particulier dans son amplitude, la douleur ressentie est soudaine et comparable à un coup de poignard. L'athlète ne peut plus bouger. Un hématome apparaît puis un gonflement ou un œdème.
-L'élongation :
Elle survient pendant l'exercice, la douleur n’est généralement pas très importante. Un symptôme est l'impression d'un étirement du muscle, ce qui n'implique pas l'arrêt de l'effort mais simplement l'obligation de le limiter. C'est l'inverse de la contracture, où le muscle a été au-delà de ses possibilités d'étirement.
-Le claquage :
Il se ressent en plein effort, il est douloureux et son apparition est brutale. Ce qui se passe au niveau anatomique, ce sont en réalité des lésions au niveau des fibres musculaires. Dès l’apparition des symptômes il faut immédiatement arrêter l’effort et se reposer, il faut également mettre de la glace; en revanche les massage et la chaleur risquent de faire plus de mal que de bien.



3.Les limites au niveau ligamentaire

-L'entorse
Elle est due à un étirement violent des ligaments, souvent au niveau de la cheville ou du genou. Elle provoque une vive douleur accompagnée d’un gonflement. Elle nécessite l’immobilisation et la consultation rapide d’un médecin. Généralement, l’entorse n’est pas grave et guérit d'elle-même au bout d’une dizaine de jours. Le risque, pour le genou notamment, est la déchirure des ligaments. Dans ce cas, l’opération chirurgicale est presque toujours nécessaire et la reprise d’un sport ne peut intervenir avant trois à six mois minimum.
-La tendinite
Elle représente une douleur articulaire. Il s’agit de l’inflammation d’un tendon provoquée lors de la répétition d’un même mouvement. Le traitement passe généralement par un arrêt prolongé de l’activité sportive en cause. Si la douleur n’est pas due à une tendinite, il peut s’agir d’un dysfonctionnement de l’articulation, provoqué par exemple par un ancien choc. Une consultation médicale permet alors de déceler une usure anormale du cartilage ou une lésion du ménisque par exemple (lame de cartilage située entre les os dans certaines articulations comme le genou).



4.Les limites au niveau du système cardio-vasculaire

Le cœur ne peut pas battre à une fréquence très basse et distribuer en même temps du sang riche en oxygène. Le système cardio-vasculaire a donc ses limites qui correspondent au moment où l’athlète s’essouffle et s’il a trop demandé à son système cardio-vasculaire, il peut s’évanouir.
Ce statut est atteint au niveau du seuil lactique d’un individu. En effet, l’acide lactique (produit des glucides fermentés non brûlés par l’oxygène) s’accumule si l’effort demande plus que le corps ne puisse en fournir, perturbant alors le fonctionnement normal des cellules des muscles concernés. On indique comme valeur maximale 4 mmol/l dans le sang.
Il faut donc apprendre à connaître son corps pour être proche de cette valeur sans toutefois la dépasser. L'entraînement régulier doit être très rigoureux et suivi.



5.L'âge

L’âge d’une personne est un facteur qui s’ajoute à la limite des performances sportives d’un individu. Voici un exemple ci-dessous avec le cas du marathon. Ci-dessus on voit très nettement que plus un individu participant au marathon est âgé plus le temps qu’il met pour boucler l’épreuve est long.




Les limites du corps humain, sont diverses et multiples. Elles touchent toutes les parties du corps sollicitées pendant l’effort tel que les os, les muscles, le système cardio-vasculaire ou bien encore les ligaments. Les athlètes peuvent grâce notamment à des techniques de prévention avant l’effort, ou à l'entraînement régulier et sérieux repousser leurs limites et ainsi établir de nouvelles performances sportives mais les limites physiques ne peuvent être sans cesse repoussées. Un sportif peut-il donc agir sur un autre facteur pour améliorer ses performances?

1 commentaire:

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