Types de fibres musculaires et leur relation avec le sport

Les types de fibres musculaires sont le facteur principal pour déterminer la capacité de performance de n’importe quel muscle squelettique.

Composition des fibres musculaires

Quand on pense aux muscles, on a tendance à considérer chacun d’eux comme une seule unité. C’est naturel car un muscle squelettique semble agir comme une unité indépendante, mais c’est bien plus complexe que ça.

En dissectant un muscle, on commencerait par couper le tissu conjonctif qui le recouvre extérieurement, puis à l’intérieur, on trouverait les fibres musculaires, qui sont les cellules musculaires individuelles.

Le nombre de fibres musculaires par muscle varie considérablement selon sa taille et sa fonction

Unité motrice et fibre musculaire

Une unité motrice est un seul neurone et les fibres musculaires qu’il innerve. Le neurone détermine si les fibres sont lentes ou rapides. Dans une unité motrice lente, le neurone innerve un groupe de 10 à 180 fibres musculaires. En revanche, une unité motrice rapide innerve entre 300 et 800 fibres musculaires.

Par conséquent, les fibres rapides atteignent leur pic de tension plus vite et génèrent relativement plus de force que les fibres lentes. Cependant, la force des fibres lentes et rapides individuelles n’est pas spectaculairement différente.

La différence dans le développement de la force entre les unités motrices rapides et lentes vient du nombre de fibres musculaires par unité motrice, pas de la force générée par chaque fibre.

Types de fibres musculaires

Le corps humain possède trois types principaux de fibres du muscle squelettique :

Ces distinctions semblent influencer la façon dont les muscles répondent à l’entraînement et à l’activité physique. Et chaque type de fibre est unique dans sa capacité à se contracter d’une certaine manière.

Fibres rapides ou fibres de type II-B

La majorité des fibres du muscle squelettique dans le corps sont appelées fibres rapides, car elles peuvent se contracter en 0,01 seconde ou moins après stimulation.

Les fibres rapides ont un grand diamètre. Elles contiennent des myofibrilles denses, de grandes réserves de glycogène, et les mitochondries sont relativement rares. La tension produite par une fibre musculaire est directement proportionnelle à la quantité de sarcomères, donc les muscles dominés par les fibres rapides produisent des contractions puissantes.

Plusieurs noms sont utilisés pour désigner ces fibres musculaires, y compris les fibres musculaires blanches, fibres à contraction rapide glycolytique, et fibres de type II-B.

Les activités ou sports où les athlètes se distinguent par une majorité de fibres de type II-B sont ceux de puissance maximale et de courte durée, comme les sprinteurs

Fibres lentes ou fibres de type I

Les fibres lentes ont seulement la moitié du diamètre des fibres rapides et mettent trois fois plus de temps à se contracter après stimulation.

Les fibres lentes sont conçues pour pouvoir travailler sur de longues périodes.

Le tissu musculaire lent contient un réseau plus étendu de capillaires que les tissus musculaires à contraction rapide et donc a un apport en oxygène beaucoup plus élevé. De plus, les fibres lentes contiennent le pigment rouge de la myoglobine. Cette protéine globulaire est structurellement liée à l’hémoglobine, le pigment qui transporte l’oxygène dans le sang.

La myoglobine et l’hémoglobine sont des pigments rouges qui se lient réversiblement aux molécules d’oxygène. Bien que d’autres types de fibres musculaires contiennent de petites quantités de myoglobine, elle est plus abondante dans les fibres lentes. En conséquence, les fibres lentes contiennent d’importantes réserves d’oxygène qui peuvent être mobilisées pendant une contraction.

Elles sont aussi appelées fibres musculaires rouges, fibres à contraction lente oxydative, et fibres de type I.

Pour que les réserves d’oxygène et l’apport sanguin soient plus efficaces, les mitochondries des fibres lentes peuvent fournir plus d’ATP pendant la contraction. Par conséquent, les fibres lentes sont moins dépendantes du métabolisme anaérobie que les fibres rapides. Une partie de la production d’énergie mitochondriale consiste en la dégradation des lipides stockés plutôt que du glycogène, donc les réserves de glycogène des fibres lentes sont plus petites que celles des fibres rapides.

Les fibres lentes contiennent plus de mitochondries que les fibres rapides.

Les activités ou sports où les athlètes se distinguent par une majorité de fibres de type I sont ceux de nature résistive et de longue durée, comme les marathoniens

Fibres intermédiaires de type II-A

Les propriétés des fibres intermédiaires sont une combinaison de celles des fibres rapides et lentes. En apparence, les fibres intermédiaires ressemblent aux fibres rapides, car elles contiennent peu de myoglobine et sont relativement claires.

Dans les muscles qui contiennent un mélange de fibres rapides et intermédiaires, la proportion peut changer avec la condition physique. Par exemple, si un muscle est utilisé de façon répétée pour des épreuves d’endurance, certaines fibres rapides développeront l’apparence et les capacités fonctionnelles des fibres intermédiaires. Le muscle dans son ensemble devient donc plus résistant à la fatigue.

Génétique et répartition des fibres musculaires

Les caractéristiques des fibres musculaires lentes et rapides sont déterminées tôt dans la vie, elles sont génétiquement programmées.

Les pourcentages de fibres lentes et rapides ne sont pas les mêmes dans tous les muscles du corps. En général, les muscles des membres supérieurs et inférieurs d’une personne ont des compositions de fibres similaires.

Différences entre fibres lentes et rapides

La différence principale concerne le type de fibre et son impact sur la performance physique : notre type de fibre musculaire peut influencer la performance sportive pour déterminer si une personne est naturellement rapide ou forte.

Les athlètes olympiques ont tendance à briller dans les sports qui correspondent à leur composition génétique. Les sprinteurs olympiques ont montré qu’ils possèdent environ 80 % de fibres à contraction rapide, tandis que ceux qui excellent en marathon ont tendance à avoir 80 % de fibres à contraction lente.

On observe que les efforts de nature résistive et de longue durée sont liés à une personne avec une plus grande répartition de fibres rouges. À mesure qu’on s’oriente vers des activités plus intenses et de courte durée, la tendance penche vers une prédominance plus importante de fibres blanches.

Succès de l’athlète selon le type de fibres

La connaissance de la composition et de l’utilisation des fibres musculaires suggère que les sportifs avec un fort pourcentage de fibres à contraction lente peuvent avoir un certain avantage dans les épreuves prolongées d’endurance, tandis que ceux avec une prédominance de fibres à contraction rapide peuvent être mieux adaptés aux activités brèves et explosives.

Les muscles des membres inférieurs des coureurs de fond, qui dépendent de leur capacité d’endurance, ont une prédominance de fibres lentes. Chez les coureurs de fond, leurs muscles jumeaux (situés à l’arrière de la jambe) présentent plus de 90 % de fibres lentes. Les muscles jumeaux sont principalement composés de fibres rapides chez les sprinteurs, qui dépendent de la vitesse et de la force.

Sprinteurs VS Marathoniens

La composition en fibres des muscles des coureurs de fond et des sprinteurs est remarquablement différente.

Cependant, il peut être un peu risqué de penser qu’on peut sélectionner des champions de fond et des sprinteurs uniquement sur la base du type de fibre musculaire prédominant.

D’autres facteurs, tels que la fonction cardiovasculaire et la taille musculaire, contribuent aussi au succès dans ces épreuves d’endurance, de vitesse et de force. Le succès sportif est un mélange de plusieurs facteurs, parmi lesquels le type de fibres musculaires que possède le sportif occupe une place importante.

Voici une vidéo illustrative où, à titre d’exemple, les différences entre les types de fibres musculaires seront clarifiées :

Sources bibliographiques :

• Physiologie de l’effort et du sport. Jack H. Wilmore. David L. Costill, SL. Édition Paidotribo, 2004.

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