Les mécanismes physiologiques de l'hypertrophie musculaire.

Salut à tous.

Avant de commencer, je souhaite vous prévenir. Certaines des informations qui vont suivre sortent de la littérature scientifique récente, et peuvent donc être en contradiction avec certains sujets que j'ai déjà pu écrire sur le forum. Notamment celui sur la différence entre la masse et le volume (post initial, mais également les mise à jour apportées à la suite de ce post), que vous pouvez retrouver ici: https://musculation.1fr1.net/t850-la-masse-et-le-volume-la-difference.

L'hypertrophie est un mécanisme très très complexe, et certaines choses ne sont pas encore claires et définies, c'est pour cela que les termes et leurs définitions changent, disparaissent ou reviennent. Ce que vous allez lire n'est pas fondé, c'est à dire que les informations sont susceptibles d'évoluer avec des études futures.

Bref, ce sujet sera plus précis que les autres. Je signalerais en rouge si il y a des domaines qui sont flou (le cas de l'hyperplasie, que l'on verra ensuite). 


L'hypertrophie c'est quoi ?!

Cette partie est une sorte de résumé pour ceux qui n'auraient pas tout suivi.

Il faut savoir que le corps humain s'adapte. Et il s'adapte à toutes les situations dès qu'une contrainte est exercée sur ce dernier. L'entraînement musculaire est une contrainte, le corps est donc obligé de réagir. La réponse se présente sous 3 formes de facteurs: structuraux, nerveux et mécaniques.
Les facteurs structuraux regroupent l'hypertrophie et l'architecture musculaire (l'angle de penation).
Les facteurs nerveux consistent à diminuer le système de protection du corps (diminution de l'inhibition autogène).
Les facteurs mécaniques et morphologiques (l'énergie élastique, le type de fibre etc ...).

L'hypertrophie est donc une des nombreuses réactions du corps face à l'entraînement. Cette réponse est modulée par plusieurs facteurs comme:
- Le sexe (les hommes sont avantagés par rapport aux femmes).
- L'âge (la tranche d'âge propice au développement musculaire serait: 18-30ans, tout dépend des personnes).
- La génétique.
- Le type d'entraînement.
- Le muscle en lui même.
- L'alimentation (les études les plus récentes disent que 1.5g/kg/pdc d'apport en protéines serait suffisamment pour favoriser l'hypertrophie).

On constate 4 phénomènes caractéristiques de l'hypertrophie:
- L'hypertrophie sarcoplasmique, soit l'augmentation des éléments non contractiles du muscle (le glycogène, le lactate, l'eau etc ...), ou le volume musculaire, ou l'hypertrophie des culturistes. Les 2 autres phénomènes qui suivent correspondraient plus à la masse musculaire (pour rester en corrélation avec le sujet "masse, et volume").
- Une augmentation du diamètre des myofibrilles (sous unité de la fibre musculaire, si elles grossissent toutes, la fibre musculaire grossit).
- Une augmentation du nombre de myofibrilles (la myofibrille se divise en deux):

Spoiler:

La rupture de la strie Z, se déroule à un endroit précis. Comme une fermeture éclair, c'est une réaction en chaîne. Une rupture à lieu, et cela se propage de manière longitudinale dans l’alignement d'une strie Z à l'autre.
/!\ A ne pas confondre avec l'hyperplasie, la division cellulaire n'est pas l'hyperplasie d'après les dernières études.

- L'hyperplasie serait l'augmentation du nombre de fibres. Je pars de rien, et j'arrive à construire une nouvelle fibre (et non myofibrille comme on vient de voir ci-dessus). Cela est possible grâce aux cellules satellites. On va rentrer dans les détails dans la partie suivante. Mais ce phénomène participerait peu à l'augmentation de la section transversale du muscle (son diamètre), et à la progression de la force.


Les mécanismes physiologique:

Un stimulus (ici l'entraînement) entraîne une perturbation (au niveau de la myofibrille), s'enchaîne une réponse hypertrophique (adaptation).
Entre ces 3 phases, des événements myogéniques complexes interviennent.

La réponse hypertrophique est: l'augmentation du diamètre, l'augmentation du nombre de myofibrilles, et l'hypertrophie sarcoplasmique.
Il faut également rajouter l'augmentation du nombre de noyaux cellulaires dans la fibre musculaire. Une fibre musculaire hypertrophiée comporte plus de noyaux qu'une fibre qui ne l'est pas. Les noyaux permettent (comme dans tout le reste du corps) de "s'occuper" de la fibre: dégradation protéine, alimentation en énergie, aide à la contraction, etc etc ...

La cellule satellite (évoquée au dessus) a un pouvoir mitotique, c'est à dire qu'elle peut se diviser. Chose que ne peut pas faire une cellule musculaire (car elle ne possède plus ce pouvoir). Elle se trouve entre la membre basale et la membrane sarcoplasmique.


Cela est très utile, par exemple dans le cas d'une opération (ou les tissus musculaires sont endommagés), la cellule satellite permet de réparer ces derniers.

L'état habituel de la cellule satellite est la quiescence (c'est à dire qu'elle est en repos), si on ne s'entraîne pas, elle ne se divise pas. Il faut donc un stimulus (l'entraînement ou lésion musculaire) pour l'activer, et ainsi permettre la prolifération (par la division cellulaire). Elles comportent des gènes (myogénine, MyoD, Myf5 etc ...) relançant la maturation, elles sortent donc de la quiescence. 
L'entraînement en excentrique favoriserait la stimulation de ces cellules.

Soit les cellules satellites fusionnent et donc, on parle d'hyperplasie, c'est la création d'une nouvelle fibre musculaire.

Soit elles se greffent sur une fibre déjà existante (formation d'un noyau) et créaient un nouveau potentiel contractile (sarcomère content les filaments protéiques de la contraction: myosine et actine).

En résumé:



L'hypertrophie est donc la modification de l'équilibre synthèse/dégradation protéique, en faveur de la synthèse.

Citation :

Stimulus -> transcription via un flux de molécules -> Cellules cibles (dont les cellules satellites) -> synthèse protéïque (soit par créatine de nouveaux noyaux, soit par création d'une nouvelle fibre musculaire à partir de rien).

L'entraînement entraîne une stimulation mécanique, un flux de molécules en réponse à cette stimulation apparaît et cible les cellules satellites (et les facteurs génétiques permettant la reprise de la stimulation), et modifie l'équilibre de la balance synthèse/dégradation protéiques en faveur de la synthèse.


Le flux de molécule, qu'est ce ?

Suite à un stimulus, un flux de molécules (hormones, cytokines, intégrine etc ...) apparaît et agit sur des cellules (dont les satellites). Ces molécules ont un rôle particulier, elles rendent compte de l'intensité de la stimulation mécanique (stimulus de départ) et en fonction de cette dernière la production de protéines sera plus ou moins importantes. C'est la régulation de la réponse hypertrophique.
Plus la stimulation sera importante, et plus la réponse le sera.
La concentration de molécules augmentent en fonction de l'intensité de la stimulation, augmentant la synthèse protéique (et donc un "réveil" des cellules satellites proportionnel à la concentration de molécules), et favorisant l'hypertrophie.

Je vais donc vous présenter ce flux de molécules composé d'hormones (vous en connaissez certaines). Ces hormones sont liées, c'est à dire qu'elles n'agissent pas indépendamment mais en "synergie". Une hormone peut en stimuler une autre etc ... C'est très complexe.

- L'IGF-1 (Insulin-like growth factor) est sûrement l'hormone qui a le rôle le plus important. Elle agit sur les cellules satellites (elles favorisent la production de nouveaux noyaux, et donc de protéines, mais également sur la formation de nouvelles fibres musculaires à partir de rien), mais également sur la cellule musculaire (si y a nouveaux noyaux, il y a d'autant plus d'enzymes et d'autres facteurs permettant l'amélioration de la réponse hypertrophique).
Les effets de l'entrainement et des dommages qu'il engendre sur l'organisme favorise la production d'IGF-1 et ces effets myogénétiques jusqu'à 72h après l'effort.
On peut donc dire que cette hormone améliore/augmente la réponse anabolique.

- La Testostérone augmente également la réponse anabolique car elle agit également sur les mêmes facteurs que l'hormone précédente (elle influence la transcription au niveau de la cellule satellite et de la cellule musculaire). Elle aurait également une action sur la GH (que nous verrons juste après) et la sécrétion de l'IGF-1.
De plus, elle aurait une influence sur les messagers du catabolisme.
L'exercice augmente la sécrétion de testostérone, idéal pour notre réponse hypertrophique.

- La GH (ou hormone de croissance) est sujet à controverses, son rôle dans l'hypertrophie n'est pas totalement maîtrisé et déterminé. Toujours est il que certains scientifique suppose que la sécrétion de GH augmente avec l'exercice.

- L'insuline favoriserait également la réponse hypertrophique, ainsi que la sécrétion d'IGF-1. Elle permettrait également de stimuler les cellules satellites.

Sans vouloir me répéter, suite à un stress/stimuli, un flux de molécules/hormones (IGF-1, Testo, GH, Insuline) va stimuler les cellules satellites (ou les cellules musculaires). Cette stimulation du flux est d'une intensité proportionnelle à l'intensité du stress/stimuli.
De nouveaux noyaux, ou de nouvelles fibres musculaires se forment. S'en suit une réparation des dommages créés ou adaptation au stimuli (c'est la réponse hypertrophique). 
Mais, il n'y a pas que ces 4 hormones qui ont une incidence sur la réponse hypertrophique, je vais donc vous parler de l'hydratation cellulaire et de l'hypoxie:

- L'hydratation cellulaire ou "gonflement". A l'exercice et avec un volume de travail important, comme celui des bodybuilders qui jouent énormément sur ce système pour profiter de la réponse hypertrophique, une perturbation de l'équilibre hydrique intra et extra cellulaires via un flux d'ions se déroulent.
Le contenu hydrique augmente la pression cellulaire. L'intégrine qui est une protéine sensible aux pressions (et notamment à l'étirement) exercées sur la membrane cellulaires, et qui a un rôle important dans la survie de la cellule, est alertée. Face à ce danger, une production de messager met en route tout un processus favorisant la réponse hypertrophique.

- L'hypoxie est une technique d'entraînement qui consiste à se placer un garrot pour diminuer l'arriver de sang (et donc d'oxygène) dans le muscle sollicité par l'effort. Cette technique a pour effet d'augmenter le contenu hydrique (même processus que l'hydratation musculaire) et la concentration en lactate (qui va également produire une réaction et une réponse hypertrophique, malheureusement non détaillé par manque d'informations). Je ferais peut être un article sur cette technique d'entraînement.


Conclusion: 
J'espère avoir été clair et précis, les mécanismes de l'hypertrophie restent complexes, nous n'avons pas encore tout découvert sur le corps humain, et certains sujets sont sources de débats entre les scientifiques. Mais plus les années passent et plus la science avance.
Ce sujet est extrait d'un cours, je ne suis pas en fac de physiologie, ou d'endocrinologie, ou d'hypertrophologie (ça n'existe pas ^^), donc nous ne rentrons pas dans les détails, nous n'avons qu'effleurer une partie de l'hypertrophie, mais une partie qui nous en apprend déjà beaucoup.
Il existe un problème déontologique sur l'étude du corps humain car il est difficile d'étudier l'hypertrophie (ou d'autres domaines) sur l'humain (il faudrait prélever un morceau de muscle, et peut de personnes s'entraînant sont pour, et c'est normal). Je pense que les études sont d'abord issu de résultats obtenus sur des animaux, puis extrapoler et mise en relation avec le corps humain.

Après avoir finis cet article, je vais de ce pas en créer un autre. Car c'est sympathique de savoir qu'un stimuli (l'entraînement) permet d'obtenir une réponse hypertrophique, mais si on ne sait pas comment faire ... C'est problématique.
C'est pour ça, que je vais vous proposer un autre sujet (pour que celui là ne soit pas trop long et indigeste) sur les stimulus du déclenchement de la réponse hypertrophique.

Bonne après midi.

En lisant sur le net, j'ai trouvé des infos et éclaircir le cours.

La cellule satellite sort de la quiescence lorsqu'elle reçoit un stimuli. Elle reprend sa maturation grâce à des gènes: Myogénine, MyoD, Myf5.

Le travail excentrique favoriseraient l'activation de ces cellules satellites.

J'ignorais encore tout ça !
C'est très clair Math, merci beaucoup !

Ce n'est pas fini, la suite ce week end.

C'est cool mec, ca va me faire bosser la physio

Thumbs up gros ! 

Très bien expliqué, au top. J'attend la suite avec impatience poulet !  

La suite:

Spoiler:

Bien vu Tamal' !

Je rajouterai un petit "plus", concernant l'insuline d'après ce que j'ai pu lire depuis un bout de temps. 

C'est l'hormone la plus anabolique et anti-catabolique du corps (pour un naturel), puisqu'elle inhibe totalement le cortisol, ordonne directement le stockage des glucides/acides aminés etc... dans le muscle et le gras, et inhibe entièrement la dégradation des protéines musculaires, du glucogène, et aussi des lipides. C'est tellement puissant que c'est elle qui est responsable de la "fenêtre métabolique" en post-entrainement, c'est aussi grâce à elle que les bodybuilders ont l'air si énormes après un rebond glucidique, etc... C'est même l'hormone la plus puissante du corps, puisque chez les mammifères c'est la seule hormone qui peut tourner ton métabolisme.

J'avais lu une étude qui a démontré qu'elle est tellement anabolisante qu'elle conduit à une augmentation de la masse maigre de 15 à 20% du poids total gagné chez les personnes qui sont en suralimentation SANS entrainement. Etude menée chez des obèses, donc ça n'est pas une diète de bodybuilder riche en protéines, mais la diète d'un type qui reste assis et mange des glaces/barres de chocolat et bois du coca toute la journée. Ils se sont rendus compte que malgré qu'ils aient pris 40 ou 50kgs de pdc, ils avaient pris 10kgs de muscle aussi !   Je vais essayer de la retrouver.




Yep, j'avais essayé l'entrainement en hypoxie sur mes mollets pour arriver a les hypertrophier au PDC après mes deux blessures (appelé en occlusion, d'après l'article sur T-nation que j'avais lu). Par contre il faut pas faire un garrot sinon tu vas perdre ta jambe ou ton bras lol. 

J'avais mis des bandes de squat. Tu fais 3 ou 5 séries, sans enlever les bandes... Les pires douleurs de toute ma vie. Première ça va. Et ensuite, même au "repos", tu sens que l'acide lactique AUGMENTE dans ton muscle. Tu renchaine ta 2e série, et tu n'arrives même pas à faire 5 reps au pdc (véridique). Et le temps de récup' deviens une torture, l'acide lactique augmente encore, ça te soulage jamais. Tu recommences chaque série avec PLUS d'acide lactique qu'à la précédente. C'est vraiment extrêmement douloureux comme technique, incomparable.

Le raisonnement derrière ça, c'est qu'en privant ton muscle de sang, tu le prives d'oxygène, et donc tu créées artificiellement les conditions d'un fonctionnement intensif en anaérobie alors que les charges sont extrêmement faible (du genre mollets au pdc, curls à 5kgs, leg extension à 15kgs...). A la base c'était inventé pour remuscler les personnes âgées sans qu'elles aient à soulever lourd. Ils leurs foutaient les bandes, les faisaient marcher 30secondes, et ils prenaient significativement du muscle !

Le truc d'un obèse, c'est qu'il faut qu'il déplace sa charge additionnel (son surpoids), et mine de rien ça le muscle. C'est comme si on se promenait avec 50kgs de lest toute la journée, au final, tu te muscles. (pour te tenir les articulations aussi, quand tu as un bras de 20kgs de gras qui pendouille au bout de ton épaule, je pense que le corps s'adapte et muscle cette zone pour justement supporter le poids) 
Sachant que si il bouffe mal, le corps s'adapte et il peut transformer certains nutriments en substrats pour le muscle. Donc au final, ça ne me surprend pas plus que ça. Ajoute à a cela le rôle de l'insuline.

Je rajouterais que les obèses ont des mollets bien musclé (chose remarqué en regardant les mollets des personnes en surpoids), et on peut supposer que sous leur gras c'est également le cas.


Pour l'hypoxie, on a vu ce sujet en cours justement pour cet aspect: ré-éducation pour les blessés et personnes âgées.
Tu peux le faire sur tous les muscles, et apparemment il existe maintenant des garrots spéciaux qui permettent de bloquer uniquement l'apport ou le retour sanguin je ne sais plus.

Ce n'est pas un peu "dangereux" travailler sous hypoxie ?
Je connaissais la méthode pour le cardio dans des chambres prévues à cet effet, en montage ou avec un masque respiratoire mais j'ignorais que l'on pouvait appliquer ça à un muscle sur une certaine zone.
Aucun intérêt pour nous, pas vrai ?

Merci pour tout les gars, je trouve vos débats hyper interessant !
Merci Math pour l'article, c'est parfait.

L'hypoxie ça se fait pour le cardio effectivement, mais l'objectif est de stimuler la sécrétion d'EPO pour mieux transporter l'oxygène par le sang. (Si mes souvenirs sont bons).
Tu peux le faire en altitude (montagne), dans des chambres, ou avec des masques.

Mais en musculation, l'objectif est de se rapprocher d'un effort quasiment max en recréant les conditions similaires au niveau du muscle. Donc, tu mobilises une charge faible (30kg par exemple) mais ton corps à l'impression de bosser avec beaucoup plus lourd.
Résultats: tu as les mêmes effets que si tu faisais du lourd, mais sans mettre lourd (tu protèges tes articulations).

C'est dangereux, un culturiste norvégien qui faisait ce type d'entraînement, a failli perdre l'usage d'une de ces jambes. Il a trop serré le garrot.

Y a un intérêt, pour la rééducation ou pour des personnes qui stagnent. Mais bon, ne va pas te mettre un élastique autour du biceps demain lors de ton training ! ^^
En revanche, le fait de mettre un garrot au niveau du sexe, permettrait de le faire grandir de 3cm au bout d'un mois.  

Ca existe. Ca s'appelle un cock ring