INTRODUCTION

Pour  tenter d’expliquer les causes de la fatigue liée à l’effort intense et prolongé (comme en cyclisme), plusieurs modèles théoriques ont été proposés. Ces modèles avancent qu’il existe qu’une relation de cause à effet entre la perturbation de l’homéostasie d’un système physiologique spécifique et la fatigue. Selon ces théories, plus l’homéostasie d’un système est perturbée, moins le système est efficace et plus la fatigue est élevée.

Cette étude propose une revue détaillée et exhaustive de ces modèles et présente un nouveau modèle intégrateur qui offre un éclairage nouveau sur le phénomène de la fatigue à l’effort chez le cycliste de haut niveau.

1. MODÈLE CARDIOVASCULAIRE/ANAÉROBIE

Ce modèle veut que la performance lors d’une épreuve de longue durée soit limitée principalement par les trois éléments suivants : 1) la capacité du cœur à fournir du sang oxygéné aux muscles sollicités (débit cardiaque, volume plasmatique, masse des globules rouges, occlusion musculaire); 2) de la capacité des muscles à utiliser l’oxygène (densité des mitochondries, activité enzymatique et capillarisation); et 3) de la capacité du système cardiovasculaire à éliminer les déchets métabolites.

2. MODÈLE ÉNERGÉTIQUE/DÉPLÉTION DES RÉSERVES ÉNERGÉTIQUES

Selon ce modèle, l’apparition de la fatigue est provoquée par deux mécanismes principaux : 1) un approvisionnement insuffisant des muscles actifs en ATP; et 2) une déplétion des substrats énergétiques endogènes (glycogène, etc).

3. MODÈLRE NEUROMUSCULAIRE

Ce modèle présente la réduction de l’activation musculaire et la diminution de la force des contractions comme les causes principales de la fatigue. Trois mécanismes sont proposés pour expliquer ces phénomènes : 1) une réduction de la conduction nerveuse; 2) une réduction de la réponse musculaire au stimulus transmis par le système nerveux; et 3) une détérioration de l’efficacité des composantes intramusculaires.

4. MODÈLE DU TRAUMATISME MUSCULAIRE

Ce modèle suggère que la réduction de l’activation neuromusculaire et/ou la réduction de la production de force musculaire, survenant lors d’efforts de longue durée, est provoquée par des atteintes intramusculaires induites par la nécessité qu’ont les athlètes d’appliquer une force importante de façon prolongée (ex. utilisation de développements élevés à vélo).

5. MODÈLE BIOMÉCANIQUE

Ce modèle avance que l’apparition de la fatigue est liée à l’efficacité de la technique de pédalage. Selon cette théorie,  une efficacité de pédalage optimale résulte en : 1) une réduction de la consommation d’oxygène à une puissance donnée; 2) une déplétion moins rapide des réserves énergétiques; 3) une accumulation des métabolites retardée; et 4) une élévation de la température corporelle atténuée.

6. MODÈLE DE LA THERMORÉGULATION

D’après ce modèle, une élévation trop importante de la température corporelle (centrale, musculaire ou cutanée) provoque la réduction de la puissance de travail, voire l’arrêt de l’effort.

7. MODÈLE PSYCHOLOGIQUE

Le modèle psychologique suggère que les altérations à l’homéostasie causées par les différents mécanismes physiologiques sont responsables de l’augmentation de la difficulté de l’effort perçu, de la perte d’enthousiasme et de la perception de fatigue, trois facteurs menant à une réduction de la puissance de travail ou à l’épuisement.

8. MODÈLE DU CONTRÔLE CENTRAL

Contrairement aux précédents modèles, la théorie du contrôle central proposé par Ulmer en 1996 avance que la puissance de travail du cycliste est régulée par le système nerveux central. Selon ce modèle, les variations d’intensité sont gérées par un système de rétroaction continu où les signaux concernant la force, le déplacement, le temps et le métabolisme énergétique sont transmis à un module régulateur centralisé. Ce modèle est le précurseur immédiat du modèle complexe présenté ci-dessous.

9. MODÈLE COMPLEXE

Le modèle complexe représente le modèle le plus sophistiqué proposé à ce jour. Selon ce modèle, des rétroactions constantes sont envoyées par les différents systèmes physiologiques, ces rétroactions sont ensuite intégrées par le cerveau, transformées de façon inconsciente en sensation de fatigue, ce qui invite en retour à un ajustement immédiat de la puissance de travail.

Ainsi, la fatigue serait le résultat de l’interaction complexe de signaux traités dans le le cerveau et provenant de multiple systèmes physiologiques. La puissance de travail du cycliste ne serait donc pas tant commandée par le maintien de l’homéostatie de l’un ou de l’autre des systèmes physiologiques mais elle serait ajustée constamment grâce à l’intégration et la régulation centralisée de l’ensemble des systèmes physiologiques.

CONCLUSION

Le modèle complexe apporte un éclairage différent sur le phénomène de la fatigue à l’effort et la régulation interne de la performance. Avec ce nouveau modèle, tous les changements physiologiques périphériques agissent comme autant de signaux afférents envoyés au cerveau  de façon dynamique, non linéaire et intégrée.