LES FACTEURS DE LA PUISSANCE

On caractérise souvent la puissance par le fait de déplacer une charge rapidement. Seulement, La puissance est un peu plus complexe que cela. Pour redonner la définition de la puissance, elle est égale au quotient du travail par le temps, soit le produit de la force par la vitesse. Ces 2 entités sont des grands facteurs de puissance.

Alors comment se caractérisent ces facteurs de la puissance ?

Le déplacement est un des facteurs de la puissance. On a appelé working stroke le travail de raccourcissement, la force et le déplacement des têtes de myosines par rapport au filament d’actine (Smith DA, 2014). Le déplacement réel pour une seule interaction entre deux cross-bridges est d’environ 5,3nm (Karatzaferi C, 2004). La longueur au repos de ce dernier est de 2-3μm, il se raccourcit jusqu’à 1-1.5μm et s’allonge jusqu’à 3.5-4μm. Ces sarcomères semblent être en série et, par conséquent, le raccourcissement de l’ensemble du muscle peut être un ensemble de changements dans la longueur des sarcomères individuels.

Deux possibilités de raccourcissement du sarcomère sont possibles :

• Tous les sarcomères se raccourcissent uniformément dans le contexte d’une seule contraction musculaire (modèle de contrôle segmenté)
• Plusieurs sarcomères peuvent se raccourcir de différentes façons (modèle à extrémité fixe),

Cela donne deux relations force-longueur possibles (Rassier DE, 1999). La variation du nombre de sarcomères en série peut également influer sur la configuration de la relation force-longueur et peut être influencée par le type d’entraînement que l’on suit (Rassier DE, 1999).

Facteurs de force : comment est-elle produite

La production de force rentre dans les facteurs de la puissance. Elle semble se produire selon un modèle hyperbolique par rapport à la longueur du muscle. Ainsi, la diminution de la production de force a lieu à de très courte ou à de grande longueur, la production de force maximale pouvant se produire à une longueur optimale entre ces deux points (région plateau) (Rassier DE, 1999). Cela vient d’une production de force passive, particulièrement présente pendant l’allongement, qui pourrait être le résultat de l’étirement de grandes protéines structurelles, comme la titine, qui semblent relier la myosine à la ligne Z du sarcomère (Waterman-Storer CM, 1991). Cette production passive de force devrait être prise en considération, en particulier pendant les cycles d’étirement et de raccourcissement d’un muscle qui se produisent généralement pendant les mouvements athlétiques tels que la course ou le saut (Finni T, 2003).

Force lors de la phase concentrique

Le taux de développement de la force (RFD) semble varier également selon la vitesse du mouvement. Il diminue à mesure que la vitesse du raccourcissement requise augmente (Askew GN, 1998). Ainsi, un muscle peut ne pas être capable de produire la même force pendant une contraction isométrique que pendant une contraction musculaire à grande vitesse. Cependant, les niveaux de production de force pendant la phase concentrique peuvent dépasser ce schéma standard pendant les cycles d’étirement-contraction en raison de divers mécanismes possibles initiés pendant la phase excentrique, tels que le réflexe d’étirement, l’énergie élastique stockée (c’est-à-dire la titine), et la potentialisation des cross-bridges (di Prampero PE, 1999).

Force lors de la phase excentrique

Lors de la phase excentrique la production de force tend à augmenter jusqu’à un certain niveau, puis à plafonner voire diminuer lors de vitesses excentriques extrêmement élevées (allongement actif des muscles) (Kitamura K, 1999). On observe cela parce que la production de force lors d’actions musculaires excentriques peut se produire à la suite d’un décollement forcé de la tête myosine sur l’actine suite à l’allongement du muscle induit par la tension. C’est pourquoi on considère que les actions musculaires excentriques sont associées aux lésions musculaires résultant du décollement forcé des têtes de myosines et de l’allongement forcé des protéines structurelles (Proske U, 2005).

Facteur de Travail

Le travail, caractérisé par la force et le déplacement, est un autre des facteurs de la puissance. On retrouve le travail interne, à l’intérieur du corps, et le travail externe, comprenant le corps dans son système.

Travail interne

La production de force peut être un produit de l’interaction entre les cross-bridges et le glissement (ou déplacement) subséquent de l’actine, entraînant un raccourcissement du sarcomère suivi d’un raccourcissement des fibres musculaires et, enfin, d’un raccourcissement musculaire, et donc d’un travail mécanique (Biewener AA, 2016). On considère que l’interaction myosine-actine produit environ 20 à 50kJ/mol d’énergie libre, qui est supposée se transférer en travail utilisable (working stroke) (Finni T, 2003). Une méthode d’estimation de la dépense énergétique (ATP) consiste à mesurer la quantité d’oxygène inspiré et à l’exprimer en un certain niveau de dépense énergétique sous la forme de 20 202J/L d’oxygène (Cornachione AS, 2016). Les niveaux de lactate dans le sang sont utilisés comme estimation de la dépense énergétique et correspondent à 60J \x\ masse corporelle \x\ ∆ lactate dans le sang (Scott CB, 2006).

Les études ont déterminé que le travail corporel correspondrait à la somme du travail de tous les segments responsables du mouvement.

Travail externe

Une autre forme d’évaluation est le travail externe (Avogadro P, 2004, Cavagna GA, 2011, 2008, Taboga P, 2012). C’est la somme des variations d’énergies potentielles et cinétiques du CM du corps. Aux fins de l’évaluation de l’efficacité mécanique en termes de performance sportive, la mesure du travail externe pourrait être la plus pratique et la plus pertinente pour la performance sportive. La capacité d’un athlète à modifier les énergies cinétiques et potentielles (travail) pourrait permettre de comprendre comment améliorer ces variables par rapport au temps, et ainsi entraîner une augmentation de puissance (Luhtanen P, 1978).

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