L'activité sportive nécessite une activité musculaire. Le contrôle des mouvements des muscles passe par le cerveau, qui les provoque en fonction des informations qu'il reçoit de l'environnement. Ces informations passent par les nerfs, qui relient les capteurs sensoriels aux centres nerveux puis aux effecteurs.
La commande du mouvement
La perception de l'environnement
L'organisme reçoit de multiples stimulations de l'environnement, qui sont détectées par des capteurs spécialisés. Chaque stimulation est propre à un type de capteurs.
| Type d'information perçue | Organes des sens |
|---|---|
| Température | Peau |
| Lumière | Yeux |
| Sons (vibrations de l'air) | Oreille |
| Odeurs et goûts (molécules dans l'air ou les aliments) | Muqueuse nasale, langue, palais |
| Toucher (sensation physique des objets) | Peau |
| Douleur | Partout |
| Position dans l'espace, équilibre | Oreille |
Pour que les capteurs puissent se mettre en activité, il faut une stimulation ayant une intensité suffisante. Les capteurs envoient alors des messages nerveux en direction des centres nerveux. Ces différentes stimulations sont perçues et traitées par des aires spécialisées du cerveau.
Les lobes du cerveau contenant des aires spécialisées dans diverses fonctions
La transmission de l'information reçue
Les informations reçues par les capteurs sont transmises au cerveau par les nerfs sous la forme de messages nerveux. Ce sont les cellules nerveuses, ou neurones, qui assurent cette circulation des messages.
Neurone
Les cellules nerveuses ou neurones sont des cellules spécialisées dans la communication.
Les neurones possèdent :
- Comme toutes les cellules, une membrane, un cytoplasme et un noyau.
- Un corps cellulaire contenant le noyau. Les corps cellulaires de très nombreux neurones sont regroupés dans les centres nerveux.
- Des fibres nerveuses qui permettent d'établir des contacts avec d'autres cellules (nerveuses ou non) et ce à côté ou très loin dans l'organisme.
Un neurone
Le message nerveux, qui se propage des capteurs jusqu'aux centres nerveux, est un signal électrique. Ces signaux électriques sont nommés potentiels d'action.
Les potentiels d'action peuvent être enregistrés à la surface des nerfs, grâce à des microélectrodes. On peut alors les visualiser sur un écran.
Enregistrement (électrique) d'un potentiel d'action à la surface d'une fibre nerveuse
Le message nerveux passe par des nerfs qui sont des assemblages de fibres nerveuses. Ils relient les récepteurs aux centres nerveux, et les centres nerveux aux effecteurs.
Un individu participe à une activité consistant à attraper une balle qui lui est lancée. La stimulation visuelle est la balle qui lui parvient. Le message nerveux part donc des yeux et va, par les nerfs optiques, jusqu'au cerveau. Celui-ci envoie alors des messages nerveux aux muscles qui mettent le bras en mouvement, et vont permettre d'attraper la balle.
Centre nerveux
Les centres nerveux sont l'encéphale, dont fait partie le cerveau, et la moelle épinière.
Effecteur
Un effecteur est un organe au niveau duquel une réponse apparaît, suite à une stimulation.
Un muscle est un organe effecteur.
Le trajet du message nerveux, des capteurs sensoriels aux effecteurs
La transmission des messages nerveux entre deux neurones (ou entre un neurone et une cellule musculaire) s'effectue par l'intermédiaire de synapses, qui sont les points de contact entre les cellules nerveuses.
Les messages passent d'une cellule à une autre grâce à des substances chimiques, les neurotransmetteurs, qui transmettent le message au neurone suivant.
Synapses
Zones de communication entre cellules nerveuses. Les messages y passent d'une cellule à une autre grâce à des substances chimiques, les neurotransmetteurs.
Les neurotransmetteurs sont sécrétés à l'extrémité d'un neurone et transmettent le message au neurone suivant.
La propagation d'un message nerveux entre neurones
Pratiquer une activité sportive
Les capacités et limites de l'organisme
Lors d'une activité physique, l'organisme s'adapte aux besoins des muscles. Le cœur bat plus vite, la ventilation s'accélère. Ces modifications permettent d'apporter aux muscles davantage de nutriments et de dioxygène, pour qu'ils puissent fournir l'effort demandé. Mais ces adaptations ont des limites.
Tout d'abord, il est impossible d'augmenter indéfiniment le rythme cardiaque. Le rythme cardiaque peut s'élever jusqu'à un maximum RC_{max} qui diminue avec l'âge.
Le rythme cardiaque maximal est, très approximativement, estimé par la formule :
RC_{max} = 220 – \text{âge}
La quantité de dioxygène consommé par unité de temps, qui augmente avec l'intensité de l'effort, présente elle aussi un maximum (VO_{2_{max}}). Elle représente une limite à l'intensité de l'effort aérobie qu'un individu puisse fournir.
Consommation de dioxygène en fonction de l'intensité de l'effort
Dans l'exemple ci-dessus, on constate que la consommation de dioxygène par unité de temps augmente avec l'effort, jusqu'à une quantité VO_{2_{max}} qui vaut environ 65 mL/min/kg.
Enfin, l'apport en nutriments aux muscles est également une limite à l'effort.
Avoir un entraînement responsable
L'adaptation de l'effort à ses capacités
L'entraînement régulier et adapté permet d'augmenter les performances ( VO_{2_{max}}, par exemple). Mais cela doit se faire de manière raisonnée : il est possible d'augmenter petit à petit l'intensité de l'effort fourni, mais il est risqué d'essayer de l'augmenter brutalement. Le corps s'adapte de manière lente et progressive à l'activité qui lui est demandée.
Par ailleurs, le corps doit avoir des temps de récupération suffisants entre deux entraînements. Dans le cas contraire, l'organisme peut être blessé (fractures de fatigue, rupture de tendons, etc.).
Le dopage
Dopage
Le dopage correspond à l'utilisation ou l'administration de substances ou de procédés destinés à augmenter artificiellement les capacités physiques d'un individu.
Les performances de l'organisme peuvent être améliorées par le dopage. Il s'agit d'une pratique illégale et dangereuse. En plus des poursuites judiciaires possibles, prendre des produits dopants comporte des risques élevés pour la santé du sportif, pouvant aller jusqu'à la mort.
Les différents types de dopages sont récapitulés dans le tableau suivant :
| But recherché | Type de produit | Risques associés |
|---|---|---|
| Augmentation de la masse musculaire | Hormone de croissance, stéroïdes anabolisants | Cancers, maladies cardio-vasculaires |
| Augmentation de l'oxygénation des muscles | EPO (= Érythropoïétine), transfusions sanguines, produits anti-asthme | Arrêt cardiaque, accident vasculaire cérébral (AVC) |
| Augmentation de la résistance psychologique, diminution de la sensation de fatigue, de la douleur, augmentation de la motivation | Psychotropes : cocaïne, alcool, caféine, héroïne | Dépression, suicide, comportement agressif |