Fibres musculaires

Fibre musculaire : un type particulier de cellule

Les cellules du muscle peuvent prendre plusieurs formes dans l'organisme afin de répondre à plusieurs fonctions. On trouve trois types de fibres musculaires :

• Tout d'abord les fibres striées qui constituent les muscles associés au squelette (fibres squelettiques) et qui ont pour fonction de déplacer le corps humain.

• Les fibres musculaires du cœur sont aussi des fibres striées. Elles possèdent un seul noyau alors que les myofibrilles qui les constituent sont irrégulières, contrairement aux fibres musculaires squelettiques.

• Enfin, les fibres lisses constituent les muscles des viscères.

Les cellules musculaires présentent plusieurs particularités. Elles sont :

• Excitables : elles peuvent être stimulées par un courant électrique.

• Contractiles : elles peuvent se contracter et se détendre une fois stimulées.

• Elles font preuve d'une certaine élasticité puisqu'elles reprennent toujours leur forme initiale après avoir été contractées ou étirées.

De quoi sont composées les fibres musculaires du corps humain ?

Les fibres musculaires squelettiques sont composées de plusieurs milliers de myofibrilles. Il s'agit de l'élément de base de toutes les fibres musculaires. Chacune d'entre-elles est elle-même constituée d'unités répétées nommées sarcomères. Malgré le nombre élevé de myofibrilles, les fibres musculaires sont particulièrement petites. Elles présentent un diamètre qui varie entre 10 à 100 µm sur une longueur de quelques centimètres. Elles sont entourées d'une membrane de collagène à plusieurs niveaux, entourant les myofibrilles, les fibres musculaires elles-mêmes puis les muscles.

Les cellules musculaires sont structurées de manière à être capables de se contracter et de s'étendre, ce qui en fait une cellule hautement spécialisée. Pour permettre leur contraction, elles sont composées de deux protéines mobiles, l'actine et la myosine.

Comment la contraction musculaire est-elle possible sur le plan mécanique ?

L'actine va glisser de part et d'autre de la myosine pour créer la contraction musculaire. Les sarcomères vont ainsi se raccourcir par le glissement des myofilaments d'actine entourant la myosine. Ce processus mécanique est naturellement entraîné par une molécule porteuse d'énergie, l'ATP ou Adénosine Triphosphate. Les dizaines de milliers de myofilaments composées des sarcomères de myosine et d'actine vont se contracter en même temps pour créer la contraction des muscles. Cette même contraction est rendue possible par le système nerveux qui commande le mouvement des muscles. Plusieurs molécules essentielles comme l'acétylcholine, les ions calcium et magnésium sont au centre du processus nerveux permettant la contraction et le relâchement des fibres musculaires. L'ATP dont elles tirent leur énergie provient du glycogène stocké dans le sarcoplasme qui les entoure.

Il existe plusieurs types de fibres musculaires pour l'endurance et la force

Il existe plusieurs types de fibres musculaires. Certaines d'entre-elles sont plus orientées vers l'endurance car elles se fatiguent moins rapidement alors que d'autres fibres génèrent plus de force. Le taux de fibres rapides et de fibres lentes (type I, II-A, II-B) est déterminé par notre génétique mais la proportion entre ces trois types de fibres musculaires peut varier en fonction de l'entraînement physique que nous pratiquons. Tous les groupes musculaires ne présentent pas les mêmes proportions de fibres rapides ou lentes mais nous pouvons dire que les fibres musculaires dominantes feront de vous une personne plutôt forte ou plutôt endurante.

Les fibres musculaires de type I, II-a ou II-b présentent des caractéristiques particulières pour la force ou l'endurance

Les fibres de type I ou fibres lentes se contractent trois fois plus lentement que les fibres rapides. Elles présentent un diamètre plus petit mais elles travaillent bien plus longtemps sans fatigue. Ce sont les fibres musculaires de l'endurance par excellence. Elles résistent mieux à l'épuisement que les fibres musculaires rapides mais elles produisent moins de force. Elles profitent aussi d'un apport plus élevé en oxygène grâce à un réseau de capillaires plus important. Elles contiennent plus de mitochondries, ce qui leur donne une capacité d'oxydation plus élevée. Ainsi, elles convertissent le glycogène avec de l'oxygène de manière très efficace.

Les fibres de type IIb sont des fibres musculaires rapides en termes de contraction. Elles libèrent plus de force mais elles s'épuisent vite car elles sont peu endurantes. Avec un diamètre plus large que les fibres I, elles tirent leur énergie de l'ATP converti à partir du glycogène musculaire, sans intervention de l'oxygène. Ce type de fibres est très développé chez les pratiquants de musculation, de powerlifting et de sports à forte explosivité comme le sprint par exemple.

Les fibres de type IIa font partie d'une catégorie intermédiaire entre les fibres de type I et IIb. Elles se contractent plus rapidement que les fibres musculaires de type I mais plus lentement que le type II-b. Elles sollicitent autant le glycogène que l'oxygène pour faire de l'énergie. Leur résistance à la fatigue est intermédiaire. Elles interviennent sur la pratique sportive qui nécessite à la fois de l'endurance et de l'explosivité nerveuse.

Les fibres musculaires peuvent varier en volume et en force en fonction du sport pratiqué

Le sport que vous pratiquez influe sur le volume, la force et le type de fibres musculaires dominantes dans votre corps. Si vous pratiquez un sport d'endurance comme le running ou le cyclotourisme en compétition, votre corps présente une masse musculaire modérée en masse et en volume mais avec des capacités d'endurance très élevées. Dans ce cas, les fibres musculaires de type I dominent majoritairement. Cela explique aussi pourquoi les athlètes d'endurance vont stocker énormément de glucides pour bénéficier d'un stock important de glycogène à oxyder en ATP pendant l'entraînement ou les compétitions. Chez ces athlètes, l'entraînement chronique d'endurance fera très peu varier leur masse musculaire même si elle évoluera un peu avec les années de pratique.

A l'opposé, les sportifs qui pratiquent des sports de force comme la musculation, le bodybuilding ou l'haltérophilie verront leur volume et leur masse musculaire augmenter très largement. Lorsque des entraînements de force intenses sont pratiqués, les muscles subissent des microdéchirures. Ces microtraumatismes sont réparés pendant la phase de récupération après l'exercice. Acides aminés et cellules souches vont renforcer les fibres musculaires existantes par l'hypertrophie. Plus rarement, de nouvelles fibres musculaires seront synthétisées, c'est l'hyperplasie. Comme les muscles sont partiellement endommagés, ils nécessitent des acides aminés pour être renforcés. Les besoins nutritionnels en protéines sont donc plus élevés que pour les sportifs de l'endurance. L'entraînement de force chronique impliquera nécessairement une forte majorité de fibres musculaires de types II-b et II-a.

La recherche scientifique récente a démontré que l'activité physique exercée pendant des dizaines d'années par des sportifs avait tendance à modifier l'équilibre des fibres musculaires du type I au type II et inversement, indépendamment de leur dominance génétique. Par exemple, des études cliniques ont démontré que des athlètes de force de haut niveau avaient modifié l'équilibre de leur muscle du type II-a vers le type II-b. A l'opposé, des athlètes d'endurance avaient modifié la dominance de leurs muscles vers le type I après plusieurs dizaines d'années de pratique sportive.