Les facteurs de l’intensité de la force musculaire

Innervation nerveuse

Nous savons que les fibres lentes (I) stimulées développent leur tension maximale en 110ms contre 50ms pour les fibres rapides (II).
Une fibre II est donc plus rapide qu’une fibre I. En revanche, en 1967, il a été montré que les fibres lentes (I) et rapides (II) prises individuellement à leur tension maximale, ne diffèrent guère quant à la force qu’elles développent .
Si cette observation est vraie, si la force pouvant être produite par une fibre rapide ne diffère pas sensiblement de celle dispensée par une fibre lente, qu’est ce qui permet d’expliquer qu’un muscle composé de fibres rapides produit plus de force qu’un muscle composé de fibres lentes ? Pour le comprendre, nous devons poser notre regard sur les fibres nerveuses.

L’organisation de l’innervation du muscle

Nous voilà, à présent à l’interface entre l’innervation, c'est-à-dire la commande du muscle par le nerf et la force appliquée sur l’environnement. Débutons notre étude par une description de l’innervation du muscle.
Qu’observons-nous lorsque nous raisonnons au niveau du rapport entre les nerfs et les fibres musculaires ?
Un seul nerf innerve plusieurs fibres. Le nerf est un câble qui au niveau de sa partie finale, se divise en de nombreuses terminaisons. Chaque prolongement se termine au niveau d’une fibre musculaire. L’ensemble composé de la fibre, de ses prolongements et des fibres musculaires associées prend le nom d’unité motrice. Une unité motrice est donc constituée d’un seul neurone et des différentes fibres musculaires qu’il innerve.

C’est au niveau des unités motrices que nous devrons raisonner. C’est elle qui va nous permettre de comprendre pourquoi les unités motrices rapides sont plus fortes que les lentes.

Les différents facteurs de l’intensité de la force développée

• Capacités de mobiliser le maximum d’unités motrices et donc le maximum de fibres musculaires

  Le recrutement des fibres se fait selon la loi du tout ou rien. Rien ne se passe tant que les influx nerveux n’ont pas atteint un seuil limite. Dès que ce seuil minimal est dépassé, une stimulation maximale est observée au niveau de la fibre musculaire. Comme toutes les fibres musculaires d’une même unité motrice reçoivent la même stimulation nerveuse, toutes se contractent au maximum. Lorsqu’une force faible est nécessaire pour le mouvement, seules quelques fibres sont excitées. L’augmentation de force se fait par augmentation du nombre de fibres recrutées au maximum de leur force.

  Contrairement à ce que nous pourrions penser, lors d’efforts maximaux, le système nerveux ne recrute pas 100% des fibres disponibles. Seules 50 à 70% des unités motrices seraient activées. Ce constat signifierait que 30 à 50% des fibres ne se contractent jamais. Pour augmenter la force maximale, il faut atteindre un pourcentage de recrutement des UM de 70%.

• Capacités du muscle à modifier sa structure en réponse au type d’innervation

  Les unités motrices rapides produisent plus de force que les unités motrices lentes car les unités motrices rapides contiennent plus de fibres musculaires (300 à 800) que l’autre type d’unité motrice (10 à 180). Elles provoquent donc un plus grand nombre de contractions. Or on sait que suivant les stimulations nerveuses que reçoit le muscle, on peut transformer des UM lentes en rapides, et donc augmenter la force maximale du muscle.

• Coordination intramusculaire

  Les unités motrices sont normalement recrutées de manière asynchrone. La synchronisation est le processus par lequel de nombreuses fibres vont se contracter de concert et ainsi additionner leurs effets. L’amélioration de cette coordination intramusculaire permet au muscle de développer davantage de force.