KINESPORT KINESPORT
 


  • Florent Manaudou Ambassadeur Kinesport
  • SYMPOSIUM 2020
  • BFR
  • Formation Kinésithérapie du Sport Expert
  • Physiothérapie Invasive
  • Récupération
  • KSP_Lyon
  • KSP_Belgique
  • Masterclass


Les adaptations hypertrophiques aux types de fibres musculaires pour l’entraînement en musculation à haute et basse résistance ?

Grgic et al



Bien que certaines preuves indiquent que le RT à faible charge, lorsqu’elle est effectuée à l’échec musculaire, peut induire une réponse hypertrophique plus importante dans les fibres musculaires de type I et que la RT à forte charge peut induire une croissance préférentielle des fibres musculaires de type II.

Introduction :
Il est bien connu que l’entraînement en résistance (RT) est la stratégie d’intervention non pharmacologique la plus efficace pour augmenter la taille des muscles squelettiques (American College of Sports Medicine, 2009). L'American College of Sports Medicine (2009) recommande un RT de 6 à 12 répétitions maximales (RM) comme étant idéale pour augmenter l'hypertrophie.
Cependant, Schoenfeld et al. (2017) ont conclu par imagerie qu’un RT à faible charge (<60% 1 RM) réalisé jusqu’à l’échec augmentait la taille du muscle de manière similaire à un RT à forte charge (> 60% 1 RM).
 
Les preuves sont équivoques en ce qui concerne l'accord entre les techniques d'imagerie musculaire et la détermination histologique de l'hypertrophie musculaire. 
- McCall et al. (1996) ont rapporté une augmentation de 13% de l’aire de section transversale (CSA) mesurée par IRM, ainsi qu'une augmentation de 10 et 17% pour les fibres musculaires de type I et de type II, respectivement. 
- La méta-analyse de Schoenfeld et al. (2017) ont signalé des changements similaires dans la taille des muscles indépendamment des régimes de charge. 
La question est de savoir si l'hypertrophie des fibres musculaires de type I et II était également similaire a différentes charges. Il se pourrait que le RT à forte charge accentue l'hypertrophie des fibres de type II (Campos et al., 2002), alors qu’une charge faible stimulerait une croissance plus importante des fibres de type I (Ogborn et Schoenfeld, 2014; Grgic et al., 2018).
 
Un certain nombre d'études d'électromyographie montrent que l'amplitude de l'EMG est significativement plus grande avec un RT à charge élevée, suggérant ainsi que des charges plus élevées sont nécessaires pour stimuler complètement les unités motrices à seuil plus élevé associées aux fibres de type IIx (Schoenfeld et al. 2014, 2016).
Cependant, une plus grande amplitude EMG dans une condition donnée ne reflète pas nécessairement des adaptations à long terme. Par conséquent, le présent article vise à discuter et à interpréter les études évaluant les modifications de la fibre musculaire qui se produisent longitudinalement entre des RT à forte et faible charge.

LES EFFETS DE L’ENTRAINEMENT A RESISTANCE FAIBLE VS ELEVEE SUR L'HYPERTROPHIE DES FIBRES MUSCULAIRE

À ce jour, seules quelques études se sont penchées sur ce sujet. 
Jackson et al. (1990) ont mené un essai croisé contrebalancé dans lequel les participants ont effectué un premier mésocycle de 7,5 semaines de RT à charge élevée ou de 7,5 semaines de RT orienté vers l'endurance musculaire à faible charge. Les deux groupes ont ensuite été inversé pour réaliser un second mésocyle d’une durée similaire. Après les 7,5 premières semaines, une augmentation de la taille de tous les types de fibres a été constatée dans les deux groupes.
Après le second mésocyle, les participants pratiquant le RT à charge élevée lors de leur deuxième phase ont subi une nouvelle croissance des fibres de types I et II. En revanche, ceux qui ont effectué le RT orienté endurance musculaire ont présenté une diminution de la taille de tous les types de fibres, la plus forte diminution étant observée pour les fibres de type IIx. Ces résultats suggèrent qu'une progression des charges de faible à élevée pourrait entraîner des gains plus cohérents.

Taaffe et al. (1996) ont comparé deux RT (80% 1RM vs 40% 1RM) chez des personnes âgées sur une période d’un an a raison de trois session par semaine. Lors de l’évaluation finale, une hypertrophie plus importante de tous les types de fibres a été rapporté dans le groupe à charge élevée.
Il est important de préciser que, dans les deux études mentionnées ci-dessus, le programme de RT dans les groupes à faible charge n’ait pas été réalisé jusqu’à l’échec musculaire. De tels événements provoquent involontairement un biais qui favorise le RT à charge élevée, dans la mesure où un niveau de fatigue élevé est obligatoire pour obtenir des avantages hypertrophiques lors de l'entraînement avec des charges plus faibles (Morton et al., 2016). Selon le principe de taille de Henneman (1985), des unités motrices plus grandes seront recrutées séquentiellement à mesure que les besoins en production de force augmentent, ce qui aboutira à l'activation de l'ensemble des unités motrices.

Campos et al. (2002) ont été les premiers à comparer un RT à charge élevée vs faible jusqu’à l’échec musculaire dans les deux groupes en utilisant des mesures histologiques de la croissance musculaire. Les chercheurs ont randomisé 27 participants non entrainés en trois groupes de charge différents : RT à forte charge (3 à 5 RM), à charge modérée (9 à 11 RM) et à faible charge (20 à 28 RM).
Après 8 semaines de RT, tous les types de fibres musculaires ont hypertrophié dans les groupes à charge élevée et modérée. Toutefois, aucune augmentation significative de la fCSA n'a été constatée dans les fibres musculaires de type I ou de type II pour le groupe à faible charge. 
Schuenke et al. (2012) ont rapporté des résultats similaires à ceux de Campos et al. (2002).
Après 6 semaines de RT du bas du corps, le groupe à faible charge (40 à 60% 1 RM) n'a montré aucune augmentation significative du CSA en fibres musculaires de type I, tandis que le groupe à forte charge (80 à 85% 1 RM) a enregistré une forte augmentation de la taille de tous les types de fibres, les gains les plus importants étant observés pour les fibres de type IIx.

Il est intéressant de noter que certaines études indiquent que le RT à faible charge induit une plus grande réponse hypertrophique dans les fibres musculaires de type I.
Vinogradova et al. (2013) ont comparé une RT à charge élevée (80–85% de 1 RM) à une charge faible (50% 1 RM) dans un groupe de jeunes hommes non entrainés. Les résultats ont indiqué que la croissance des types de fibres musculaires est directement liée à la charge d'entraînement. Plus précisément, le groupe à forte charge a connu une augmentation plus importante de la taille des fibres musculaires de type II. Pour le groupe à faible charge, l’augmentation concernait les fibres de type I. 
Les chercheurs ont émis l'hypothèse que les plus fortes augmentations de fibres musculaires de type I pour le groupe à faible charge étaient liées à un stress métabolique plus important (Vinogradova et al., 2013). Le stress métabolique est lié à l'accumulation de métabolites, par exemple une augmentation du flux de calcium, des ions de lactate, de potassium et d'hydrogène, et est un mécanisme supposé médier l'hypertrophie musculaire via un recrutement accru de fibres, des modifications de la production hormonale et / ou un gonflement cellulaire (Schoenfeld, 2013). 

Mitchell et al. (2012) ont réalisé une étude portant sur 10 semaines d’entrainement des extenseurs de genou chez 18 sujets répartis aléatoirement en deux groupes (forte charge (80% 1 RM) et faible charge (30% 1 RM)). Une hypertrophie significative a été notée dans tous les types de fibres musculaires pour les deux groupes. Aucune différence statistiquement significative entre les conditions de charge dans la croissance des fibres musculaires n'a été notée. 
Néanmoins, le groupe à faible charge a enregistré une augmentation de 23% de la taille des fibres de type I, comparé à une augmentation de 16% observée dans le groupe à forte charge.

Une limite commune aux études ci-dessus est l'utilisation de participants non entrainés. Pour combler cette lacune dans la littérature, Morton et al. (2016), ont randomisés des sujets ayant 4 ans d'expérience dans un programme complet de 12 semaines utilisant un programme à charge élevée (8 à 12 RM) ou faible (20 à 25 RM).
Des taux de croissance similaires ont été observés dans tous les types de fibres musculaires, quelle que soit la charge. Ces résultats isolés suggèrent que les personnes entrainées peuvent connaître une croissance égale pour tous les types de fibres, quel que soit le schéma de RT.

CONCLUSIONS
L’entrainement à charge élevée semble fournir un stimulus hypertrophique supérieur et donc une croissance plus importante de tous les types de fibres. Bien que certaines preuves indiquent que la RT à faible charge, lorsqu’elle est effectuée à l’échec musculaire, peut induire une réponse hypertrophique plus importante dans les fibres musculaires de type I et que la RT à forte charge peut induire une croissance préférentielle des fibres musculaires de type II.
En résumé, il n’existe actuellement pas suffisamment de preuves pour tirer une conclusion définitive concernant les changements qui se produisent au niveau de la fibre musculaire avec différents schémas de charge.

Article de référence :
Grgic, J., & Schoenfeld, B. (2018). Are the hypertrophic adaptations to high and low-load resistance training muscle fiber type specific?. Frontiers in physiology, 9, 402.

Référence :
American College of Sports Medicine (2009). American college of sports medicine position stand. Progression models in resistance training for healthy adults. Med. Sci. Sports Exerc. 41, 687–708. doi: 10.1249/MSS.0b013e31819 15670
Blomstrand, E., and Ekblom, B. (1982). The needle biopsy technique for fibre type determination in human skeletal muscle–a methodological study. Acta Physiol. Scand. 116, 437–442. doi: 10.1111/j.1748-1716.1982.tb0 7163.x
Burd, N. A., Andrews, R. J., West, D. W., Little, J. P., Cochran, A. J., Hector, A. J., et al. (2012).Muscle time under tension during resistance exercise stimulates differential muscle protein sub-fractional synthetic responses in men. J. Physiol. 590, 351–362. doi: 10.1113/jphysiol.2011.221200
Burd, N. A., Moore, D. R., Mitchell, C. J., and Phillips, S. M. (2013). Big claims for big weights but with little evidence. Eur. J. Appl. Physiol. 113, 267–268. doi: 10.1007/s00421-012-2527-1
Campos, G. E., Luecke, T. J.,Wendeln, H. K., Toma, K., Hagerman, F. C., Murray, T. F., et al. (2002).Muscular adaptations in response to three different resistance training regimens: specificity of repetition maximum training zones. Eur. J. Appl. Physiol. 88, 50–60. doi: 10.1007/s00421-002-0681-6
Damas, F., Phillips, S., Vechin, F. C., and Ugrinowitsch, C. (2015). A review of resistance training-induced changes in skeletal muscle protein synthesis and their contribution to hypertrophy. Sports Med. 45, 801–807. doi: 10.1007/s40279-015-0320-0
Dons, B., Bollerup, K., Bonde-Petersen, F., and Hancke, S. (1979). The effect of weight-lifting exercise related to muscle fiber composition and muscle crosssectional area in humans. Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. 40, 95–106. doi: 10.1007/BF00421155
Folland, J. P., and Williams, A. G. (2007). The adaptations to strength training: morphological and neurological contributions to increased strength. Sports Med. 37, 145–168. doi: 10.2165/00007256-200737020-00004
Grgic, J., Homolak, J.,Mikulic, P., Botella, J., and Schoenfeld, B. J. (2018). Inducing hypertrophic effects of type I skeletal muscle fibers: a hypothetical role of time under load in resistance training aimed at muscular hypertrophy. Med. Hypotheses. 112, 40–42. doi: 10.1016/j.mehy.2018.01.012
Henneman, E. (1985). The size-principle: a deterministic output emerges from a set of probabilistic connections. J. Exp. Biol. 115, 105–112.
Jackson, C. G., Dickinson, A. L., and Ringel, S. P. (1990). Skeletal muscle fiber area alterations in two opposing modes of resistance-exercise training in the same individual. Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. 61, 37–41. doi: 10.1007/BF00236691
Lamas, L., Aoki, M. S., Ugrinowitsch, C., Campos, G. E., Regazzini, M., Moriscot, A. S., et al. (2010). Expression of genes related to muscle plasticity after strength and power training regimens. Scand. J. Med. Sci. Sports 20, 216–225. doi: 10.1111/j.1600-0838.2009.00905.x
Mackey, A. L., Holm, L., Reitelseder, S., Pedersen, T. G., Doessing, S., Kadi, F., et al. (2011). Myogenic response of human skeletal muscle to 12 weeks of resistance training at light loading intensity. Scand. J. Med. Sci. Sports 21, 773–782. doi: 10.1111/j.1600-0838.2010.01178.x
McCall, G. E., Byrnes, W. C., Dickinson, A., Pattany, P. M., and Fleck, S. J. (1996). Muscle fiber hypertrophy, hyperplasia, and capillary density in college men after resistance training. J. Appl. Physiol. (1985) 81, 2004–2012. doi: 10.1152/jappl.1996.81.5.2004
Mitchell, C. J., Churchward-Venne, T. A., West, D. D., Burd, N. A., Breen, L., Baker, S. K., et al. (2012). Resistance exercise load does not determine trainingmediated hypertrophic gains in young men. J. Appl. Physiol. (1985) 113, 71–77. doi: 10.1152/japplphysiol.00307.2012
Morton, R. W., Oikawa, S. Y., Wavell, C. G., Mazara, N., McGlory, C., Quadrilatero, J., et al. (2016). Neither load nor systemic hormones determine resistance training-mediated hypertrophy or strength gains in resistance-trained young men. J. Appl. Physiol. (1985) 121, 129–138. doi: 10.1152/japplphysiol.00154.2016
Netreba, A., Popov, D., Bravyy, Y., Lyubaeva, E., Terada, M., Ohira, T., et al. (2013). Responses of knee extensor muscles to leg press training of various types in human. Ross. Fiziol. Zh. Im. I. M. Sechenova. 99, 406–416.
Ogborn, D., and Schoenfeld, B. J. (2014). The role of fiber types in muscle hypertrophy: implications for loading strategies. Strength Cond. J. 36, 20–25. doi: 10.1519/SSC.0000000000000030
Ohlendieck, K. (2010). Proteomics of skeletal muscle differentiation, neuromuscular disorders and fiber aging. Expert Rev. Proteomics 7, 283–296. doi: 10.1586/epr.10.2
Schoenfeld, B. J. (2013). Potential mechanisms for a role of metabolic stress in hypertrophic adaptations to resistance training. Sports Med. 43, 179–194. doi: 10.1007/s40279-013-0017-1
Schoenfeld, B. J., Contreras, B., Vigotsky, A. D., Ogborn, D., Fontana, F., and Tiryaki-Sonmez, G. (2016). Upper body muscle activation during low-versus high-load resistance exercise in the bench press. Isokinet. Exerc. Sci. 24,217–224. doi: 10.3233/IES-160620
Schoenfeld, B. J., Contreras, B., Willardson, J. M., Fontana, F., and Tiryaki- Sonmez, G. (2014). Muscle activation during low-versus high-load resistance training in well-trained men. Eur. J. Appl. Physiol. 114, 2491–2497. doi: 10.1007/s00421-014-2976-9
Schoenfeld, B. J., Grgic, J., Ogborn, D., and Krieger, J. W. (2017). Strength and hypertrophy adaptations between low- versus high-load resistance training: a systematic review and meta-analysis. J. Strength Cond. Res. 31, 3508–3523. doi: 10.1519/JSC.0000000000002200
Schuenke, M. D., Herman, J. R., Gliders, R. M., Hagerman, F. C., Hikida, R. S., Rana, S. R., et al. (2012). Early-phase muscular adaptations in response to slowspeed versus traditional resistance-training regimens. Eur. J. Appl. Physiol. 112, 3585–3595. doi: 10.1007/s00421-012-2339-3
Staron, R. S., Hagerman, F. C., Hikida, R. S., Murray, T. F., Hostler, D. P., Crill, M. T., et al. (2000). Fiber type composition of the vastus lateralis muscle of young men and women. J. Histochem. Cytochem. 48, 623–629. doi: 10.1177/002215540004800506
Staron, R. S., Malicky, E. S., Leonardi, M. J., Falkel, J. E., Hagerman, F. C., and Dudley, G. A. (1990). Muscle hypertrophy and fast fiber type conversions in heavy resistance-trained women. Eur. J. Appl. Physiol.Occup. Physiol. 60, 71–79. doi: 10.1007/BF00572189
Taaffe, D. R., Pruitt, L., Pyka, G., Guido, D., and Marcus, R. (1996). Comparative effects of high- and low-intensity resistance training on thigh muscle strength, fiber area, and tissue composition in elderly women. Clin. Physiol. 16, 381–392. doi: 10.1111/j.1475-097X.1996.tb00727.x
Vigotsky, A. D., Halperin, I., Lehman, G. J., Trajano, G. S., and Vieira, T.M. (2018). Interpreting signal amplitudes in surface electromyography studies in sport and rehabilitation sciences. Front. Physiol. 8:985. doi: 10.3389/fphys.2017.00985
Vinogradova, O. L., Popov, D. V., Netreba, A. I., Tsvirkun, D. V., Kurochkina, N. S., Bachinin, A. V., et al. (2013). Optimization of training: development of a new partial load mode of strength training. Hum. Physiol. 39, 71–85. doi: 10.1134/S0362119713050162
Wernbom, M., Augustsson, J., and Thomeé, R. (2007). The influence of frequency, intensity, volume and mode of strength training on whole muscle cross-sectional area in humans. Sports Med. 37, 225–264. doi: 10.2165/00007256-200737030-00004



Instagram Twitter Facebook Inscription Newsletter