Le Warm-Up I: principes et mécanismes physiologiques.

    L’échauffement ou Warm-up constitue une phase importante de l’entrainement à la compétition. Il peut être soit passif (augmentation de la température via un facteur externe : massages, bains chauds…), soit actif (en produisant un mouvement).

Asmussen et Boje sont parmi les premiers à s’être intéressés aux effets d’une augmentation de la température par un échauffement sur la performance.

La température varie sur 2 niveaux :

  • Au niveau musculaire : En 1966, l’échauffement russe de Mastérovoi propose une mise en action des groupes musculaires dans le but d’augmenter leur vascularisation et leur température.
  • Au niveau central : Pour Joch et Uckert (2001), une augmentation de 2°C permet une plus grande efficacité des réactions chimiques de l’organisme.

Cette variation de température va être à l’origine d’adaptations physiologiques ayant un effet direct sur les performances physiques.

 

Les mécanismes et effets physiologiques du Warm-Up (Bishop, 2003)

 

  • Température

On considère que les processus métaboliques (ensemble des transformations biochimiques qui se produisent au sein de l’organisme) sont optimaux à une température centrale (Tc) de 37°C. En revanche, 38,5° – 39°C semblent être un pré-requis pour induire les effets « positifs » du warm-up (Weineck, 2007).

Ainsi, on considère que le métabolisme augmente de 13% tous les 1°C de Tc.

Au repos, la température musculaire (Tm) est de 35°C. Or, avec un effort à intensité moyenne (50-60% VO2max), il lui suffit de seulement 3 à 5 minutes pour dépasser la Tc ou température rectale (figure 1) (Bishop 2003)

 

  • Diminution des résistances viscoélastiques

L’augmentation de la température musculaire semble diminuer les résistances passives au niveau des articulations et la raideur musculaire pendant la contraction et sur des membres isolés (Wright 1973).

En effet, aux niveaux musculaire et mécanique on observe une destruction des ponts actine-myosine, une diminution de raideur musculaire naturelle et une augmentation de l’amplitude articulaire.

Les propriétés musculo-mécaniques sont donc positivement majorées mais restent néanmoins faibles. Quant à la relation entre la résistance viscoélastique et la performance, la littérature ne permet pas encore d’établir de lien significatif.

 

  • Perfusion sanguine et extraction musculaire de l’oxygène

On remarque ici l’effet central du warm-up. L’augmentation de la température centrale est associée à une augmentation de l’apport sanguin aux muscles.

Cette adaptation résulte en une augmentation de l’apport en oxygène (O2) aux muscles via une vasodilatation des vaisseaux sanguins et capillaires.

De plus, la courbe de dissociation de l’oxyhémoglobine montre que l’augmentation de la température favorise le relargage de l’O2 par le sang soit un déplacement vers la droite de la courbe Tb, traduisant une diminution de l’affinité de l’hémoglobine pour l’O2 (figure 2) (McCutcheon, Geor et al. 1999)

 

  • Accélération des réactions enzymatiques

On observe une augmentation des réactions enzymatiques au niveau des mitochondries isolées mais ni l’effort modéré, ni l’effort intense semblent augmenter la cinétique de VO2 (consommation en O2) (Burnley, Jones et al. 2000). Les muscles atteignent généralement 39°C et à 40°C, l’oxydation des substrats ne permet plus de produire de l’énergie chimique mais de la chaleur (découplage mitochondrial).

 

  • Augmentation du métabolisme anaérobie (figure 3)

L’augmentation de la Tm à un faible effet sur le métabolisme de repos du muscle mais a des effets majeurs sur la filière anaérobie à l’effort :

    – Elle augmente la glycolyse

    – Elle augmente la glycogénolyse

    – Elle augmente l’utilisation des phosphates de haute énergie (ATP et créatine phosphate)

On peut donc s’attendre à des effets hautement bénéfiques sur des efforts intenses et de courte durée.

 

  • Amélioration de la conduction nerveuse

La hausse de la Tm augmente les fonctions du système nerveux central et la vitesse de transmission de l’information par l’influx nerveux (Karvonen J, 1992)

On note donc une importance de ces adaptations pour les mouvements complexes accompagnés de nombreux stimuli.

 

  • Augmentation de la contrainte thermorégulatrice

Le warm-up augmente la Tc ou Tm. Or, notre corps a une capacité de stockage de chaleur définie et limite. Si l’on débute un effort avec un niveau de température élevé, l’amplitude potentielle d’augmentation de la température sera donc inférieure, en comparaison avec un début d’effort à température basale. La capacité de stockage de chaleur sera ainsi diminuée.

Dans ce cas, on note l’intérêt de techniques de pré-cooling ayant pour objectif de diminuer la Tc ou Tm avant l’effort.

De plus, la diminution du statut hydrique suite à un warm-up est un effet complémentaire, tous deux ayant une influence négative sur l’habileté du corps à contrôler sa Tc.

Un échauffement avant un effort de longue durée et particulièrement en condition chaude altèrerait les mécanismes de la thermorégulation et ne serait donc pas recommandé.

 

  • Augmentation de la consommation en O2 de base.

Apès un warm-up, la température sanguine est augmentée. Comme vu précédemment, on observe une augmentation du relachement de l’O2 par l’hémoglobine aux muscles, augmentant ainsi leur apport en O2. Ainsi, la demande énergétique d’origine anaérobie se voit “préservée” au début de l’exercice causant un déficit en O2 (hausse importante de la consommation en O2) et protégeant les réserves énergétiques anaérobies (Stewart and Sleivert 1998). Cet effet est transitoire et semble actif sur une durée d’environ 5 minutes (Ozyener, Rossiter et al. 2001)

 

  • Potentiation post-activation (PAP)

Des contractions maximales et volontaires pré-effort peuvent améliorer la capacité contractile des muscles concernés. Ce mécanisme, très utilisé pour potentialiser une performance de haute intensité et de courte durée est communément appelé la PAP.

Ainsi, le warm-up pourrait intégrer ce type de contractions et avoir un effet direct sur une performance de force ou de puissance.

 

  • Effets psychologiques et préparation mentale

L’hypnose et les techniques d’imagerie mentale, amenant l’athlète à s’imaginer effectuer un exercice pré-effort peuvent potentialiser la performance. Ainsi, il convient de prendre en compte l’intérêt et l’importance de ces mécanismes pouvant être intégrés dans un warm-up.

 

Ce qu’il faut retenir…

 

L’augmentation de la température corporelle par le biais d’un échauffement a des effets sur le corps:
– Augmente la production d’énergie pour des efforts de courte / moyenne durée et intenses.
– Améliore la souplesse (amplitude des mouvements).
– Augmente l’apport en oxygène aux muscles.
– Améliore la contraction musculaire.
– Améliore le traitement de l’information par le cerveau (détection de l’information, temps de réaction).
Mais…
– Diminue la capacité de régulation de la température corporelle pendant l’effort d’endurance en particulier et en ambiance chaude.

 

Pour connaitre les effets du warm-up sur la performance et comment le structurer, l’article sera disponible ici très prochainement !

 

Abstract

The core temperature increases with the warm-up, including a physical effort. That induces some physiological adaptations as an increased energy production through the anaerobic ways, improve the flexibility, muscular oxygen uptake, muscular contraction and nerve impulse conduction. Opposite to those effects, raising the core temperature impairs its regulation particularly during endurance exercise in heat condition.

 

Bibliographie

Asmussen E, Boje O. Body temperature and capacity for work. Acta Physiol Scand 1945; 10: 1-22

Bishop, D. (2003). “Warm up I: potential mechanisms and the effects of passive warm up on exercise performance.” Sports Med 33(6): 439-454.

Bishop, D. (2003). “Warm up II: performance changes following active warm up and how to structure the warm up.” Sports Med 33(7): 483-498.

Burnley, M., A. M. Jones, H. Carter and J. H. Doust (2000). “Effects of prior heavy exercise on phase II pulmonary oxygen uptake kinetics during heavy exercise.” J Appl Physiol (1985) 89(4): 1387-1396.

Joch W., Uckert S, Aufwärm-effekte : kriterien für ein wirkungsvolles aufwärmen im sport Leistungssport ALLEMAGNE 2001, t 31, n 3, pp 15-19, 5p, ill, 30 réf

Karvonen J. Importance of warm up and cool down on exercise performance. In: Karvonen J, Lemon PWR, Iliev I, editors. Medicine and sports training and coaching. Basel: Karger, 1992: 190-213

McCutcheon, L. J., R. J. Geor and K. W. Hinchcliff (1999). “Effects of prior exercise on muscle metabolism during sprint exercise in horses.” J Appl Physiol (1985) 87(5): 1914-1922.

Ozyener, F., H. B. Rossiter, S. A. Ward and B. J. Whipp (2001). “Influence of exercise intensity on the on- and off-transient kinetics of pulmonary oxygen uptake in humans.” J Physiol 533(Pt 3): 891-902.

Stewart, I. B. and G. G. Sleivert (1998). “The effect of warm-up intensity on range of motion and anaerobic performance.” J Orthop Sports Phys Ther 27(2): 154-161.

Weineck, J. (2007). Optimales training (15th ed.). Balingen: Spitta-Verlag

Wright, V. (1973). “Stiffness: a review of its measurement and physiological importance.” Physiotherapy 59(4): 107-111.

Laisser un commentaire