Tous ceux qui ont eu du mal à exécuter une répétition de plus à la salle de sport ou tous ceux qui ont ressenti la faiblesse désespérée qui se manifeste lorsque les muscles atteignent leur limite pendant la course se sont demandés pourquoi les muscles se fatiguent et comment peuvent-ils être renforcés. 

Les réponses populaires blâment à tort le déficit en oxygène, l'épuisement des réserves de glycogène dans le corps ou l'accumulation d'acide lactique et elles ont toutes tort. Le corps est une machine réactive et adaptative qui utilise plusieurs processus complémentaires pour fournir ses performances physiques et le mécanisme qui gère la fatigue musculaire est tout aussi complexe et comporte à la fois une composante physique et une composante mentale.

Fatigue musculaire et ions calcium

Pour aider à comprendre la fatigue musculaire pendant l'exercice, les chercheurs ont dû se rendre là où la fatigue musculaire est un problème constant : les patients cardiaques et ceux qui souffrent de Fibromyalgie. Estimant que le mécanisme régissant la fatigue musculaire est le même quelle que soit la manière dont il est induit et sachant que l'accumulation d'acide lactique n'est pas le coupable, ils recherchaient des voies vers la fatigue musculaire qui n'étaient pas directement liées à l'exercice. Et ils les ont trouvées.

En effectuant une série d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et de biopsies musculaires, ils ont découvert qu'au plus profond du muscle se trouvent des tubules transversaux (appelés tubules en T) qui abritent des canaux calciques de type L. Ces canaux calciques sont des interrupteurs marche-arrêt. Dans un processus connu sous le nom de dépolarisation, ils tendent ou relâchent les muscles.     

Lorsque nous faisons de l'exercice pendant une longue période, ces canaux calciques commencent à laisser échapper des ions calcium. À ce stade, quelques choses intéressantes entrent en vigueur. Premièrement, l'accumulation d'ions calcium provoque la brûlure familière des muscles qui continuent à s'exercer en dehors de leur zone de confort. Deuxièmement, la fuite d'ions calcium produit une enzyme qui attaque et endommage les tissus musculaires. La douleur musculaire ressentie après un entraînement intense est principalement due à ces dommages que le corps répare en un jour ou deux. C'est aussi là que l'idée de « muscle déchiqueté » dont parlent fréquemment les bodybuilders et les haltérophiles. 

Comme les ions calcium fuient hors de leurs canaux, les fibres musculaires du corps ne peuvent plus se tendre ou se détendre comme elles le devraient. Cela conduit à une réduction de leur amplitude de mouvement. La personne qui fait de l'exercice commence à ressentir une détérioration de ses performances et de son rendement, malgré le fait qu'elle continue à pousser son corps aussi fort qu'avant. 

La fatigue musculaire et l'esprit

Une étude sur la fatigue musculaire et son mécanisme, publiée dans le Journal of Physiology, a également identifié une composante mentale de la fatigue musculaire. Bien avant que la brûlure ne devienne évidente, notre esprit prend conscience du niveau d'effort requis et génère un signal d'inconfort général ou, comme l'a dit une étude réalisée en 2007 : « …la sensation de fatigue est la prise de conscience des changements dans le système de contrôle homéostatique subconscient… » 

Cela signifie que les « astuces » mentales que nous utilisons, telles que la visualisation, la concentration mentale et la capacité de conduire vers un objectif très spécifique de manière très motivée, jouent toutes un rôle dans la capacité des muscles à fonctionner au-delà du point où ils se sentent fatigués. 

Comment rendre les muscles plus forts

Il n'y a qu'une seule façon d'obtenir des muscles plus forts : les entraîner fréquemment jusqu'au point d'échec. Plus les muscles sont entraînés au point où une fuite de calcium se produit, plus ils deviennent résistants à ses effets. Essentiellement, le corps s'adapte et se reconstruit, réparant les dommages causés aux muscles par l'enzyme de déchiquetage musculaire et augmentant le seuil auquel se produit la fuite de calcium, ce qui aide à développer non seulement la force mais aussi l'endurance.

L'entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT) s'est avéré très efficace à cet égard car il fournit un temps de repos et de reconstitution énergétique intégré qui permet ensuite au corps de fonctionner à un niveau d'intensité beaucoup plus élevé que s'il venait de s'entraîner sans arrêt et sans pause.

La force musculaire et la question de l'âge

Puisque nous parlons de force musculaire, nous devrions également aborder la question de l'âge. La sagesse populaire selon laquelle les muscles s'affaiblissent avec l'âge et deviennent moins résistants à la fatigue et à la récupération est-elle vraie ? 

Une étude de 2002 suggère qu'il existe des facteurs directs et indirects entourant le vieillissement qui contribuent à la diminution des capacités physiques. Une étude plus récente de 2013 a montré qu'à condition que les personnes âgées suivent un entraînement physique qui pousse leurs muscles à réagir, elles peuvent ralentir et même inverser la dégradation des muscles squelettiques causée par le vieillissement. 

L'étude a montré que le muscle de haute qualité est riche en mitochondries. Les mitochondries sont des organites cellulaires qui fonctionnent comme des centrales électriques dans une cellule. De la même manière qu'une centrale électrique locale produit de l'électricité pour toute une ville, les mitochondries sont responsables de la production d'énergie issue de la dégradation des glucides et des acides gras. Les mitochondries oxydent ou « brûlent » les glucides, les acides aminés et les acides gras pour produire de l'énergie, produisant de l'ATP (adénosine triphosphate). 

Les muscles riches en mitochondries ont des besoins en énergie plus élevés que les muscles qui n'en ont pas autant. L'entraînement par intervalles à haute intensité (HIIT), le levage de charges lourdes, le sprint et la course longue distance sont quelques-unes des activités de haute intensité qui aident à générer plus de mitochondries dans le muscle grâce à un processus appelé biogenèse.

Au-delà du fait que les muscles riches en mitochondries nous aident à rester biologiquement jeunes et performants sur le plan sportif bien au-delà de notre âge, il y a un autre avantage de haute qualité : le besoin énergétiques pour leur maintien est considérablement plus élevé, que pour les muscles du même taille mais de qualité inférieure (avec beaucoup moins de mitochondries) qui aide alors à mieux contrôler le rapport graisse/muscle du corps. 

L'essentiel 

Tous les muscles ne sont pas les mêmes. Un muscle de qualité, malheureusement, est plus difficile à construire et prend plus de temps et de dévouement, mais il vieillit plus lentement, résiste à la fatigue et est en fait plus fort. Alors la prochaine fois que vous sentez que vous ne pouvez pas continuer votre entraînement, souvenez-vous de ce pour quoi vous vous entraînez réellement.

Sources

Muscle fatigue: what, why and how it influences muscle function
Cairns SP, Knicker AJ, Thompson MW, Sjøgaard G. Evaluation of models used to study neuromuscular fatigue. Exerc Sport Sci Rev. 2005;33:9–16
Effects of Resistance Training Fatigue on Joint Biomechanics
Evidence of a mitochondrial lactate oxidation complex
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If you "feel the burn," you need to bulk up your mitochondria