Anatomie Physiologie et Biomécanique pour le DIF, de Philippe Dulou

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Karaté.UF3 du DIF. Anatomie Physiologie BiomécaniqueEDC Ligue du LimousinPhilippe DULOUDemandez le programme.Etre capable: D’encadrer en toute sécurité pour le pratiquant, un échauffement, une séance, un cycle, en se référant à des connaissances relatives à: L’appareil locomoteur. -Système ostéo-articulaire - système musculaire - système nerveuxLa physiologie de l’effort et de la récupération. -Système cardio-respiratoire. - filière énergétique - connaissances nutritionnelles de base

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Karat.UF3 du DIF. Anatomie Physiologie BiomcaniqueEDC Ligue du Limousin

Philippe DULOU

Demandez le programme.Etre capable: Dencadrer en toute scurit pour le pratiquant, un chauffement, une sance, un cycle, en se rfrant des connaissances relatives : Lappareil locomoteur. -Systme osto-articulaire - systme musculaire - systme nerveux

La physiologie de leffort et de la rcupration. -Systme cardio-respiratoire. - filire nergtique - connaissances nutritionnelles de base

NB: ces connaissances seront abordes sous une approche essentiellement fonctionnelle en lien avec la ralit de la pratique en club.

En introduction.Les pratiquants.Pourquoi les gens commencent cette activit Les diffrents types de pratiquants Les objectifs de ces diffrents pratiquants

La dmarche: on va partir du mouvementOn va rajouter progressivement tous ce qui est ncessaire ce mouvement.

Les lments ncessaires aux mouvement.

Les muscles, les os et les articulations permettent le mouvement.

Contraction musculaire.Sur le plan physique, la contraction musculaire correspond un raccourcissement du muscle.

La contraction musculaire se traduit par le glissement des filaments d'actine (fin) sur les filaments de myosine (pais).

Actine et myosine.

Ponts entre lactine et la myosine.

Le mouvement ncessite une consommation dATP.

Problmes musculaires.Les crampes: On peut noter que le calcium est ncessaire au retour au repos des filaments d'actine et de myosine, d'o certains problmes de contractions musculaires lis l'absence de calcium chez certaines personnes (crampes etc..). De ce fait, un apport complmentaire en calcium et en fer peut tre envisag dans les priodes d'entranement.

Problme de leau: transpiration, filtration des dchets, etc. Elongation et dchirures musculaires: souvent lies un chauffement insuffisant.

Fonctionnement du muscle.Ce sont des systmes de bras de levier effort vitesse Douleur musculaire pas par une trop forte concentration dacide lactique traumatisme musculaire Les muscles antagonistes: muscles ayant des effets opposs

Ostoblastes (flches)

Los.

Los est vivant: les ostoclastes le dtruisent et les ostoblastes le fabriquent (comment se rparent les fractures)Lsions du squelette: fracture

Ostoclastes

Une articulation.Les articulations ne fonctionnent pas dans tous les plans!

Accidents articulaires: -Entorse: tirement ou dchirures de ligaments -Luxations: les surfaces articulaires sont spares

Une luxation.

Les changes entre le muscle et le sang.

La grande et la petite circulation.

Le cur.A chaque battement, chaque ventricule envoie 70 80 mL de sang.

Valvule tricuspide

Les valvules empchent le reflux du sang.(entre les oreillettes et les ventricules et entre les ventricules et les artres).

Schma du cur.

La circulation du sang.Trois type de vaisseaux:

Les artres: systme haute pression qui emmne le sang de la partie centrale vers la partie priphrique. Les veines: systme basse pression qui vhicule le sang de la partie priphrique vers la partie centrale. Les capillaires: vaisseaux trs fins permettant les changes entre le sang et les tissus (alvole, muscle, etc.)

Pour le cur.Le rythme maximal pouvant tre atteint dpend de lge. I l existe plusieurs formules qui donnent peu prs le mme rsultat: 220 lge. Causes de linfarctus du myocarde. -lhypertension artrielle. - Lexcs de poids -le tabac -le manque dactivit physique - le stress (bof)

Les pontages coronariens.

Respiration.

La respiration.Respiration au repos : inspiration active (diaphragme) et expiration passive.

Au cours dun effort, linspiration, modification du volume de la cage thoracique et expiration active. Le tabagisme

La digestion et labsorption digestive.La digestion: cest la transformation des aliments en nutriments sous laction des enzymes digestives. Labsorption digestive: cest le passage des nutriments du tube digestif vers le sang. La plus grande partie de labsorption digestive se produit dans le premier tiers du duodnum.

Enzymes digestives

Aliments Digestion

Nutriments Absorption digestive

NutrimentsDans le sang.

Labsorption digestive.

La surface interne de lintestin atteint 40 50 M

De laliment lATP.Digestion Aliments nutriments Passage dans le sang

Stockage Cellules nutriments Cellules musculaires Foie Cellules adipeuses

ATP

Le systme nerveux.Description Le neurone Lapprentissage Linne et lacquis

Le systme nerveux.

Le cerveau: il est protg par le liquide cphalo-rachidien. (protection pour les tous petits qui tombent, contre les coup de poing, les chutes) Le cblage : la moelle pinire et les nerfs. Les appareils de rception: quilibre (oreille interne), vision, le toucher

Le neurone.La transmission de linformation est sous forme lectrique dans les neurones et sous forme de mdiateurs chimiques entre eux au niveau des synapses

Les drogues vont modifier la transmission de linformation entre les neurones au niveau des synapses

Lapprentissage.On peut considrer que lapprentissage correspond la cration de nouvelles connections nerveuses entre les neurones.Mais il faut que le reste suive: lappareil musculaire (les coups de pieds), le systme cardio-vasculaire (un combat), etc.

Le dopage.Le pourcentage de jeunes gens favorables lutilisation de produits dopants quelles que soient les consquences sur leur sant correspond 6% pour les lves de troisime. Dautre part, les adolescents qui dclarent consommer des substances telles que le cannabis, les tranquillisants et les protines apparaissent davantage ports vers un comportement transgressif et dclarent plus frquemment vouloir utiliser des produits dopants pour gagner une comptition sportive.

Pourquoi? Laddiction (dpendance et toxicomanie) Entranement et dopage : la fragilit des comptiteurs

Transformation de lnergie chimique en nergie mcaniqueLe muscle transforme l'nergie chimique en nergie mcanique.La contraction musculaire utilise une molcule que l'on appelle l' A.T.P. (molcule d'Adnosine Triphosphate) comme carburant. Cette molcule, sous l'action de l'influx nerveux qui arrive au muscle par le nerf moteur et avec l'intermdiaire du calcium, va tre dgrade en A.D.P. (Adnosine Diphosphate) et un atome de Phosphate. Cette dgradation s'accompagne d'une libration d'nergie et de chaleur.

Cependant les rserves d' A.T.P. dans la fibre musculaire sont faibles, et cela ne permet qu' une contraction d'une dure de 1 2 secondes. L' A.T.P. n'tant pas apport aux muscles, il existe des processus capables de resynthtiser, de reconstituer les molcules d' A.T.P. et de Phosphate prsent dans le muscle.

On dit que l' A.T.P. est re-synthtis selon trois filires nergtiques qui dpendent de l'intensit et de la dure du travail.

Source de lnergie musculaire.Il existe trois filires nergtiques donc trois sources d'nergie de la contraction musculaire.

- La filire arobie - La filire anarobie lactique - La filire anarobie alactique

La filire arobie.Cette filire ncessite la prsence d'oxygne. L'intensit du travail est telle que l'oxygne ne fait pas dfaut et cette filire devient essentielle pour les efforts de plus de neuf minutes. (courses longues, cyclisme, ski de fond etc..). Cette filire est longue se mettre en route. En prsence d'oxygne, l' A.T.P. est resynthtise avec l'nergie fournie par le glucose, les lipides, les protides.

On utilise cette filire dans des conditions de travail peu intense et trs long du type endurance :marche, course (3000m), ski de fond, marathon, nage libre, cardio-training.

Avantages et inconvnients.Les avantages de la filire arobie. - Cette filire peut se poursuivre indfiniment tant qu'il y a de l'oxygne est que la fourniture de glucose et de lipides est suffisante. Elle ne dgage pas de dchets toxiques capable de bloquer l'activit des cellules. - Elle est conomique puisque une molcule de glucose dgage suffisamment d'nergie pour re-synthtiser 38 molcules d' A.T.P. Les inconvnients de la filire arobie : - Cette filire ne fonctionnera pas si l'oxygne fait dfaut, si les rserves du muscles sont puises et que l'intensit du travail dpasse les possibilits d' oxygnation de l'organisme. Elle ne permet qu'un travail d'intensit modr (en fonction de nos propres capacits d'oxygnation) chez un individu. - La mise en route de cette filire n'est pas immdiate si l'on augmente brusquement l'intensit du travail car cette filire est lie l'activit cardiopulmonaire (inertie de mise en route).

Comment amliorer la filire arobie.On peut amliorer la filire arobie en amliorant les possibilits d'oxygnation (VO2 max.) et l'endurance. En consquence, il sera judicieux de pratiquer des entranement en avec des efforts longs (sup. 20 minutes) allures varies afin d'amliorer l'endurance et le VO2 max.; de faire des efforts longs allure constante (footing) pour accrotre l'endurance.

La filire anarobie lactique.Si l'intensit ou le travail musculaire s'intensifie, l'oxygne va faire dfaut. L'intensit de travail est telle que l'apport en oxygne est insuffisant, le glucose seul peut se dgrader et fournir l'nergie, mais il se dgrade incompltement en donnant de l'acide lactique. Cet acide l'acide, s'il s'accumule, va bloquer la contraction musculaire, partir d'un certain seuil. Cette filire concerne les efforts intenses d'une dure limite, allant de 10 secondes une minute ou deux minutes :gymnastique, course (800m), nage.. Elle est limite dans le temps par la production d'acide lactique. Elle permet de dvelopper un travail de puissance leve et la cellule peut fonctionner un certain temps en manque d'oxygne.Si la quantit d'acide lactique devient trop importante dans le muscle, le milieu devient trop acide et les ractions ne peuvent plus se faire au del d'une certaine limite.

Avantages et inconvnients.Les avantages de la filire anarobie lactique : Lorsque l'oxygne vient manquer, notre organisme peut tout de mme assurer un travail pendant un certain temps limit. Elle permet assure une survie momentane dans certaines circonstances accidentelles ou exceptionnelles (apne, asphyxie..). La filire permet d'assurer un travail intense qui dpasse les possibilits d'oxygnation (le VO2 max.) Les inconvnients de la filire anarobie lactique : L'acide lactique se concentre progressivement et va bloquer au bout d'un moment l'activit musculaire. Elle est beaucoup moins conomique que la filire arobie puisqu'une molcule de glucose permet en se dgradant, de re-synthtiser deux molcules d' A.T.P. (ce chiffre est de 38 dans la filire arobie).

Comment amliorer la filire anarobie lactique?On peut amliorer la filire anarobie lactique en essayant de contrer les effets de l'acide lactique. Il sera judicieux dans ce cas d'habituer les muscles supporter l'acide lactique (augmenter la dure du travail en prsence d'acide et rechercher la quantits maximale d'acide que le muscle peut accumuler sans se bloquer); retarder l'apparition de l'acide lactique (amlioration des deux autres filires); assurer la proportion qui revient aux trois filires dans la discipline pratique.

La filire anarobie alactique.Si l'effort demand est maximum, trs intense et bref (travail de force et de vitesse), l' A.T.P. s'il n'est pas suffisant est re-synthtis grce un compos phosphor, la cratine phosphate ou phosphocratine, immdiatement disponible dans le muscle. En effet, intensit extrme, naturellement sans oxygne, le muscle utilise la cratine phosphate pour re-synthtiser l' A.T.P. Cette filire fonctionne jusqu' ce que les rserves de cratine phosphate s'puisent soit environ au bout de 10 secondes de travail. Les activits principalement concernes sont le sprint, course (100m) les sauts, lancers, l'haltrophilie ..

Avantage et inconvnient de la filire anarobie alactique.Les avantages de la filire anarobie alactique . - Cette filire permet un travail en puissance maximale. - Selon l'activit sportive pratique, elle peut tre immdiatement mise en jeu grce aux rserves de cratine phosphate prsentes dans le muscle. Les inconvnients de la filire anarobie alactique . - Les rserves de cratine phosphate s'puisent au bout de dix secondes environ et cela limite l'utilisation de cette filire. Ces rserves de cratine phosphate varient en fonction de l'entranement de l'individu et de plusieurs autres paramtres..

Comment amliorer la filire anarobie alactique.On peut amliorer la filire anarobie alactique en augmentant la puissance de la filire (rendement optimum des fibres contraction rapides - type II a); et en augmentant la capacit d'endurance de cette filire en prolongeant sa dure de mise en jeu par une lvation des rserves d' A.T.P. et de cratine phosphate. La qualit de cette filire dpend essentiellement de la fourniture en cratine phosphate, des qualits neuromusculaires et de la qualit de la transmission nerveuse.

En conclusion sur les filires nergtiques.La plupart des activits sportives utilisent une source principale et des sources secondaires. C'est en fonction de l'intensit de l'exercice, que l'une ou l'autre de ces filires devient prioritaire. Beaucoup d'activits sportives n'ont pas un travail d'intensit constante et rgulire; la plupart ont une longue dure qui exige l'intervention prpondrante de la filire arobie pour fournir l'nergie ncessaire la contraction musculaire. Quel que soit l'entranement, il y aura une phase de rcupration donc l'arobie interviendra aussi pour restaurer les stocks dpenss durant l'effort (phase de dette en oxygne).

LentranementRelation avec les voies mtaboliques Volume djection systolique La VO max L'entranement physique a pour but d'amliorer les avantages de ces trois filires mais il faut aussi lutter contre leurs inconvnients afin d'augmenter les performances physiques ou sportives.

Adaptation cardiovasculaire

Lchauffement.

L'augmentation graduelle du rythme cardiaque au cours de l'chauffement prpare le cur faire des efforts plus soutenus. Lors d'une tudes mene auprs de 44 sujets gs de 21 52 ans, on a not des anomalies du rythme cardiaque sur l'lectrocardiogramme de 70 % des sujets qui venaient de faire un exercice intense sans chauffement pralable. par contre le fait de s'chauffer un peu rduisait ou supprimait ces anomalies.

Mise en condition du muscleUne temprature plus leve accrot l'efficacit des ractions chimiques dans les cellules musculaires. La hausse de la temprature provoque aussi une dilatation des vaisseaux sanguins, ce qui amne plus de sang et donc plus d'oxygne dans les muscles. La chaleur diminue aussi la rsistance du tissu conjonctif et musculaire, ce qui favorise l'longation du muscle. Les mesures ralises montrent que l'lvation de la temprature interne des muscles n'a aucun effet sur l'augmentation de la puissance musculaire. Par contre l'activit prparatoire des muscles amne un gain dans la vitesse de contraction et de relchement.

Mise en condition articulaire

Lchauffement.

La chaleur rend le lubrifiant naturel qui circule dans nos articulations (la synovie) plus fluide, et favorise ainsi l'amplitude articulaire.

Mise en conditionnerveuse

Les influx nerveux se propagent plus rapidement lorsque la temprature dans les tissus musculaire s'lve. Cela a pour effet d'accrotre la coordination. L'attitude mentale L'chauffement amliore l'attitude mentale, puisqu'on se sent mieux et plus concentr dans un corps chaud que dans un corps froid

Une conclusion.La complexit de la chose La connaissance et le respect de son propre corps. La pratique de cette activit nest pas anodine.

Cest fini!