Musculation et efficacité : concentrique, excentrique ou isométrique ?

Claudio Viecelli

4/2/2022

Concentrique, excentrique, isométrique : ces trois termes hantent les centres de fitness depuis des années. Qu'est-ce qui se cache derrière ? Pourquoi certaines personnes privilégient-elles les mouvements ralentis ? Sont-ils plus efficaces ? Lisez plus bas pour le savoir !

La production de force musculaire se produit entre les filaments d'actine et de myosine selon la théorie des filaments glissants.) dans le muscle squelettique [1].

De quoi parle-t-on ?

L'action musculaire (muscle action en anglais) fait référence aux différentes propriétés mécaniques des filaments d'actine-myosine pendant le travail musculaire. Ces filaments peuvent se rapprocher les uns des autres (concentriques), s'éloigner les uns des autres (excentriques) ou ne pas se déplacer du tout (isométriques). Pour décrire ces différents types d'action musculaire, on a introduit les termes de contractions concentriques, excentriques et isométriques [2]. Contrairement au mot miométrique (du grec ; mio, raccourcissement) et pliométrique (du grec ; plio, allongement), les termes de concentrique et excentrique ne reflètent toutefois pas le fonctionnement physiologique. Pourtant, ce sont eux qu'on emploie. C'est d'ailleurs ce que nous allons faire ici.
Mécaniquement, on distingue les contractions musculaires concentriques, excentriques et isométriques par leur capacité à générer une force. La génération de force excentrique est de 20 à 50 pour cent supérieure à la génération de force concentrique [3]. Sur le plan métabolique, le travail excentrique nécessite environ six fois moins d'énergie [4]. Autrement dit, les contractions excentriques sont plus efficaces que les contractions concentriques.

Concentrique ou excentrique ?

La capacité à produire plus de force pendant les contractions excentriques a conduit à la thèse selon laquelle cette plus grande contrainte mécanique pourrait avoir un impact plus important sur l'hypertrophie ou la force [5]. Il convient toutefois de souligner qu'il est difficile d'attribuer des contributions anabolisantes individuelles à l'un des deux types de contraction, l'activation musculaire, le recrutement, la capacité de force et le métabolisme différant entre les types de contraction.

Compte tenu des divergences mentionnées ci-dessus, Smith et Rutherford [6] ont utilisé un modèle d'étude dans lequel cinq hommes (20,6 ± 0,9 an) et cinq femmes (20,2 ± 1,3 an) ont entraîné le quadriceps d'une jambe avec des contractions concentriques et le quadriceps de l'autre jambe avec des contractions excentriques pendant 20 semaines. La charge pour le mouvement excentrique était 35 % plus élevée que pour le mouvement concentrique. La section transversale du muscle a été déterminée par tomographie assistée par ordinateur. On a constaté une augmentation significative de la masse musculaire dans les deux groupes. Il n'y avait cependant pas de différence significative entre les deux jambes. De nombreuses études examinant les formes de contraction à partir de mesures directes [6-12], de la masse corporelle maigre [13] ou de la circonférence [14] de l'hypertrophie musculaire chez des personnes non entraînées et entraînées ne montrent pas de différences significatives entre les deux types de contraction.

En résumé, aucune preuve claire d'un effet supérieur d'une contraction concentrique par rapport à une contraction excentrique, ou inversement, sur l'hypertrophie musculaire n'a été observée jusqu'à présent [8,15-21].

Isométrie

Plusieurs études portent sur l'entraînement isométrique. En 1987, Jones et Rutherford [22] ont comparé les trois formes de contraction dans un schéma d'étude sur 12 personnes non entraînées (11 hommes, 1 femme, 27,5 ± 6 ans). Six personnes (5 hommes, 1 femme) ont entraîné une jambe avec des contractions concentriques (80 % du 1RM, 2 à 3 s par répétition) et l'autre jambe avec des contractions excentriques (145 % du 1RM, 2 à 3 s par répétition) sur une machine d'extension des jambes. Six sujets ont effectué des contractions isométriques sur une jambe, une production de force sans modification de la longueur des muscles. L'autre jambe servait au contrôle. Une augmentation significative de la force et de l'hypertrophie a été observée pour toutes les formes de contraction, sans différence significative entre les formes de contraction.

Kubo et al. [23] ont étudié l'influence de la durée des contractions isométriques sur l'élasticité des structures tendineuses humaines in vivo. Pour ce faire, huit hommes jeunes (22,6 ± 2,8 ans) ont été soumis à un entraînement de musculation pendant douze semaines. On a mesuré lle volume musculaire et la force avant et après l'étude. Les chercheurs ont utilisé un modèle d'étude dans lequel une jambe a été assignée à un protocole de contraction de longue durée et l'autre jambe, de courte durée. Le protocole de longue durée de tension comprenait quatre séries de quatre contractions de 20 secondes chacune. Le protocole de courte durée de tension comprenait trois séries de 50 répétitions d'une contraction d'une seconde. La charge était de 70 % du 1RM. L'intervention a duré douze semaines avec une fréquence d'entraînement de quatre jours par semaine. Le volume musculaire a été calculé par IRM. Les deux protocoles ont entraîné une augmentation significative de la force de contraction volontaire maximale et du volume musculaire, sans qu'il y ait de différences significatives entre les protocoles d'entraînement.

Conclusion

L'hypertrophie provoquée par l'effort mécanique et métabolique peut être induite en maximisant l'intégrale du temps de recrutement des fibres. Il est évident que cela peut être réalisé par des contractions musculaires concentriques, excentriques et isométriques, bien que l'activation, le recrutement, la capacité de force et le métabolisme soient différents [24]. La littérature actuelle ne permet pas de conclure à la supériorité de l'une ou l'autre action musculaire. Par conséquent, pour augmenter la masse et la force musculaires, il est recommandé d'utiliser toutes les formes de contraction [25].

References

1. Podolsky RJ, Schoenberg M. Force generation and shortening in skeletal muscle. Comprehensive Physiology. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc.; 1983. pp. 173–187. doi:10.1002/cphy.cp100106
2. Wall PD, Karpovich P V. Physiology of Muscular Activity. AIBS Bull. Oxford University Press (OUP); 1960;10: 45. doi:10.2307/1292836
3. Petrella JK, Kim J -s., Cross JM, Kosek DJ, Bamman MM. Efficacy of myonuclear addition may explain differential myofiber growth among resistance-trained young and older men and women. AJP Endocrinol Metab. 2006;291: E937–E946. doi:10.1152/ajpendo.00190.2006
4. Hoppeler H. Moderate load eccentric exercise; A distinct novel training modality. Front Physiol. 2016;7. doi:10.3389/fphys.2016.00483
5. Roig M, O’Brien K, Kirk G, Murray R, McKinnon P, Shadgan B, et al. The effects of eccentric versus concentric resistance training on muscle strength and mass in healthy adults: A systematic review with meta-analysis. British Journal of Sports Medicine. 2009. pp. 556–568. doi:10.1136/bjsm.2008.051417
6. Carey Smith R, Rutherford OM. The role of metabolites in strength training - I. A comparison of eccentric and concentric contractions. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. Springer-Verlag; 1995;71: 332–336. doi:10.1007/BF00240413
7. Blazevich AJ, Cannavan D, Coleman DR, Horne S. Influence of concentric and eccentric resistance training on architectural adaptation in human quadriceps muscles. J Appl Physiol. 2007;103: 1565–1575. doi:10.1152/japplphysiol.00578.2007
8. Farup J, Rahbek SK, Vendelbo MH, Matzon A, Hindhede J, Bejder A, et al. Whey protein hydrolysate augments tendon and muscle hypertrophy independent of resistance exercise contraction mode. Scand J Med Sci Sport. Wiley; 2014;24: 788–798. doi:10.1111/sms.12083
9. Moore DR, Young M, Phillips SM. Similar increases in muscle size and strength in young men after training with maximal shortening or lengthening contractions when matched for total work. Eur J Appl Physiol. 2012;112: 1587–1592. doi:10.1007/s00421-011-2078-x
10. Reeves ND, Maganaris CN, Longo S, Narici M V. Differential adaptations to eccentric versus conventional resistance training in older humans. Exp Physiol. Blackwell Publishing Ltd; 2009;94: 825–833. doi:10.1113/expphysiol.2009.046599
11. Franchi M V., Atherton PJ, Reeves ND, Flück M, Williams J, Mitchell WK, et al. Architectural, functional and molecular responses to concentric and eccentric loading in human skeletal muscle. Acta Physiol. Acta Physiol (Oxf); 2014;210: 642–654. doi:10.1111/apha.12225
12. Mamerow MM, Mettler JA, English KL, Casperson SL, Arentson-Lantz E, Sheffield-Moore M, et al. Dietary Protein Distribution Positively Influences 24-h Muscle Protein Synthesis in Healthy Adults. J Nutr. 2014;144: 876–880. doi:10.3945/jn.113.185280
13. Nickols-Richardson SM, Miller LE, Wootten DF, Ramp WK, Herbert WG. Concentric and eccentric isokinetic resistance training similarly increases muscular strength, fat-free soft tissue mass, and specific bone mineral measurements in young women. Osteoporos Int. 2007;18: 789–796. doi:10.1007/s00198-006-0305-9
14. Cadore EL, Izquierdo M, Pinto SS, Alberton CL, Pinto RS, Baroni BM, et al. Neuromuscular adaptations to concurrent training in the elderly: Effects of intrasession exercise sequence. Age (Omaha). 2013;35: 891–903. doi:10.1007/s11357-012-9405-y
15. Farthing JP, Chilibeck PD. The effects of eccentric and concentric training at different velocities on muscle hypertrophy. Eur J Appl Physiol. Springer; 2003;89: 578–586. doi:10.1007/s00421-003-0842-2
16. Higbie EJ, Cureton KJ, Warren GL, Prior BM. Effects of concentric and eccentric training on muscle strength, cross- sectional area, and neural activation. J Appl Physiol. American Physiological Society; 1996;81: 2173–2181. doi:10.1152/jappl.1996.81.5.2173
17. Hortobágyi T, Hill JP, Houmard JA, Fraser DD, Lambert NJ, Israel RG. Adaptive responses to muscle lengthening and shortening in humans. J Appl Physiol. American Physiological Society; 1996;80: 765–772. doi:10.1152/jappl.1996.80.3.765
18. Hortobágyi T, Dempsey L, Fraser D, Zheng D, Hamilton G, Lambert J, et al. Changes in muscle strength, muscle fibre size and myofibrillar gene expression after immobilization and retraining in humans. J Physiol. Cambridge University Press; 2000;524: 293–304. doi:10.1111/j.1469-7793.2000.00293.x
19. Mayhew TP, Rothstein JM, Finucane SD, Lamb RL. Muscular adaptation to concentric and eccentric exercise at equal power levels. Med Sci Sports Exerc. 1995;27: 868–874. doi:10.1249/00005768-199506000-00011
20. Seger JY, Arvidsson B, Thorstensson A. Specific effects of eccentric and concentric training on muscle strength and morphology in humans. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology. 1998. doi:10.1007/s004210050472
21. Vikne H, Refsnes PE, Ekmark M, Medbø JI, Gundersen V, Gundersen K. Muscular performance after concentric and eccentric exercise in trained men. Med Sci Sports Exerc. 2006;38: 1770–1781. doi:10.1249/01.mss.0000229568.17284.ab
22. Jones DA, Rutherford OM. Human muscle strength training: the effects of three different regimens and the nature of the resultant changes. J Physiol. John Wiley & Sons, Ltd; 1987;391: 1–11. doi:10.1113/jphysiol.1987.sp016721
23. Kubo K, Kanehisa H, Fukunaga T. Effects of different duration isometric contractions on tendon elasticity in human quadriceps muscles. J Physiol. Wiley-Blackwell; 2001;536: 649–655. doi:10.1111/j.1469-7793.2001.0649c.xd
24. Franchi M V., Reeves ND, Narici M V. Skeletal muscle remodeling in response to eccentric vs. concentric loading: Morphological, molecular, and metabolic adaptations. Front Physiol. Frontiers; 2017;8: 447. doi:10.3389/fphys.2017.00447
25. ACSM, American College of Sports Medicine. Progression models in resistance training for healthy adults. Med Sci Sports Exerc. United States; 2009;41: 687–708. doi:10.1249/MSS.0b013e3181915670

Claudio Viecelli

Biologe

viecelli@imsb.biol.ethz.ch

Biologiste moléculaire et musculaire. Chercheur à l'ETH Zurich. Athlète de force.

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