Introduction
La contraction musculaire, qu'elle soit unilatérale ou bilatérale, est un processus fondamental pour le mouvement et la posture. Comprendre les mécanismes physiologiques qui sous-tendent ces contractions est essentiel pour optimiser l'entraînement sportif, la rééducation et la prévention des blessures. Cet article explore en détail les aspects physiologiques des contractions unilatérales et bilatérales, en mettant en évidence les différences, les adaptations et les implications cliniques.
Rappel Anatomophysiologique de la Motricité Volontaire
La motricité volontaire est un processus complexe qui implique plusieurs structures cérébrales et nerveuses. Elle est commandée par les aires motrices primaires et secondaires situées dans le lobe frontal du cerveau. L'aire motrice primaire, qui occupe le gyrus précentral, est responsable de l'exécution du mouvement, tandis que les aires motrices secondaires (cortex prémoteur et aire motrice supplémentaire) interviennent dans sa programmation et sa planification.
Les neurones de l'aire motrice primaire projettent des axones qui constituent deux faisceaux principaux :
- Le faisceau corticospinal (anciennement appelé faisceau pyramidal) : il se dirige vers la corne ventrale de la moelle épinière.
- Le faisceau corticonucléaire (anciennement appelé faisceau géniculé) : il se dirige vers les noyaux moteurs des nerfs crâniens.
Ces faisceaux descendent à travers la substance blanche des hémisphères cérébraux, se regroupent au niveau de la capsule interne, puis traversent les pédoncules cérébraux, le pont et les pyramides bulbaires. Au niveau bulbaire, la majorité des fibres du faisceau corticospinal décussent pour former le faisceau corticospinal croisé de la moelle épinière.
Les deuxièmes neurones moteurs (motoneurones α), situés dans la corne ventrale de la moelle épinière et dans les noyaux des nerfs crâniens, reçoivent les projections des voies corticospinale et corticonucléaire, respectivement. Ils envoient ensuite des axones qui passent par les nerfs périphériques ou crâniens pour se projeter sur les fibres musculaires.
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Chaque deuxième neurone moteur innerve plusieurs fibres musculaires, formant ainsi une unité motrice. La transmission neuromusculaire s'effectue par une synapse entre une terminaison axonale du deuxième neurone moteur et une plaque motrice, une zone spécialisée à la surface des fibres musculaires contenant des récepteurs à l'acétylcholine.
La contraction de la fibre musculaire est régulée par un arc réflexe mettant en jeu les fuseaux neuromusculaires, des structures sensibles à l'étirement présentes entre les fibres musculaires. L'étirement d'un fuseau neuromusculaire active un neurone sensitif de la moelle épinière, qui se projette à son tour sur un deuxième neurone moteur, provoquant de manière réflexe la contraction de l'unité motrice. Cet arc réflexe est à l'origine des réflexes ostéotendineux (ROT).
Contraction Musculaire : Force et Volume
La force musculaire n'est pas uniquement déterminée par la taille du muscle. Bien que l'hypertrophie musculaire contribue à l'augmentation de la force, d'autres facteurs, tels que l'interaction entre le muscle et le nerf, jouent un rôle crucial.
L'influx nerveux est essentiel pour la contraction musculaire. Des signaux sont transmis du cerveau grâce aux nerfs sensitifs, et lorsqu'ils parviennent aux muscles, un certain nombre de propriétés déterminent la force de contraction. Ces propriétés incluent le nombre d'unités motrices stimulées, la fréquence des influx nerveux, le schéma de recrutement des unités, ainsi que la taille du muscle et la longueur du segment à mouvoir.
Les progrès rapides observés au cours des premières semaines d'entraînement sont principalement dus à une amélioration neuromusculaire, plutôt qu'à une hypertrophie musculaire. Les nerfs et les unités motrices apprennent à travailler ensemble au cours d'une séquence particulière d'un mouvement, ce qui améliore la performance.
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Il est possible de stimuler le muscle grâce à un courant électrique (électrostimulateurs) ou par action de réflexe (réflexe rotulien), ce qui démontre que la contraction peut être volontaire ou involontaire.
Transfert Bilatéral et Déficience Bilatérale
Les recherches scientifiques ont mis en évidence des adaptations remarquables qui se produisent dans l'organisme grâce à un entraînement de force. Parmi ces adaptations, on distingue le transfert bilatéral et la déficience bilatérale.
Le transfert bilatéral est le phénomène par lequel le renforcement d'un membre entraîne une amélioration de la force du membre opposé non entraîné. Ce phénomène peut être particulièrement utile en rééducation, où l'entraînement du membre sain peut aider à maintenir ou à améliorer la force du membre blessé ou immobilisé.
La déficience bilatérale, quant à elle, est le phénomène inverse. Elle se manifeste par une réduction de la force musculaire au niveau du membre non entraîné lors d'une contraction bilatérale. Ce phénomène est transitoire et se produit uniquement pendant l'exercice. Les chercheurs pensent que le déficit peut atteindre 25% pendant une contraction bilatérale et qu'il est plus important pour les groupes musculaires plus volumineux, comme les quadriceps.
Contraction Unilatérale
La contraction unilatérale implique l'activation des muscles d'un seul côté du corps. Elle est couramment utilisée dans de nombreux exercices sportifs et activités quotidiennes.
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Exemple clinique : Atteinte du muscle carré des lombes
Une atteinte isolée du muscle carré des lombes peut être à l'origine de douleurs lombaires. Le muscle carré des lombes fait partie du groupe moyen des muscles de la région postérieure du tronc. Il s'étend des apophyses transverses lombaires à la crête iliaque et à la douzième côte. Il est innervé par des branches collatérales du plexus lombaire.
Une contraction unilatérale du muscle carré des lombes permet d'incliner le tronc du même côté ou d'élever le bassin si le bassin est fixe.
Observation clinique
Un patient de 46 ans présente une douleur lombaire unilatérale, localisée dans la région iliaque, en dehors de la ligne des épineuses, sans irradiation. La flexion et l'inclinaison gauche du tronc sont impossibles. L'examen révèle une attitude antalgique modérée en inclinaison latérale droite du rachis lombaire. La palpation reproduit la douleur spontanée, et la contraction résistée aggrave la douleur.
Le traitement consiste en une infiltration d'anesthésique au point le plus douloureux (point gâchette).
Contraction Bilatérale
La contraction bilatérale implique l'activation simultanée des muscles des deux côtés du corps. Elle est également courante dans de nombreux exercices et activités.
Implications de la déficience bilatérale
La déficience bilatérale suggère que travailler séparément les membres peut aider à gagner en force sur chaque membre. Cependant, si l'objectif est de réaliser une contraction maximale avec les deux membres simultanément, il peut être préférable de s'entraîner avec les deux membres à la fois.
Variations dans l'entraînement
Il est important de varier les exercices et de travailler de façon bilatérale et unilatérale pour optimiser le développement de la force et de la puissance musculaire.
Fatigue Musculaire et Contrôle Postural
Une étude a comparé les effets de la fatigue musculaire des quadriceps femoris après un exercice musculaire volontaire (VOL) et un exercice musculaire électroinduit (ES) sur le contrôle postural bipodal, ainsi que sur la fatigue centrale.
Les résultats ont montré que l'exercice ES dégrade davantage la force musculaire que l'exercice VOL, que la tâche soit unilatérale ou bilatérale. Cependant, le contrôle postural bipodal est indifféremment perturbé par les deux exercices. De plus, les vitesses de récupération des capacités posturales et de force musculaire ne diffèrent pas à l'issue des exercices.
L'exercice VOL altère davantage la commande centrale que l'exercice ES immédiatement après l'effort, tandis que l'exercice ES retarde l'apparition de la fatigue centrale et la maintient plus longuement.
Syndrome Pyramidal et Syndrome Myogène
Il est important de distinguer les syndromes pyramidal et myogène, qui peuvent affecter la contraction musculaire.
Syndrome Pyramidal
Le syndrome pyramidal résulte de l'atteinte de la voie corticospinale, responsable de la commande motrice volontaire. Il se caractérise par une association de signes déficitaires (faiblesse motrice) et de signes de spasticité (hypertonie pyramidale, hyperréflexie ostéotendineuse, signe de Babinski).
Syndrome Myogène
Le syndrome myogène est lié à une atteinte du muscle lui-même. Il se caractérise par une fatigabilité musculaire, des douleurs musculaires (myalgies), des crampes, un déficit moteur proximal et bilatéral, une amyotrophie et des anomalies de la contraction ou de la décontraction musculaire (abolition du réflexe idiomusculaire, myotonie).
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