Prise de Masse Musculaire Mécanisme de l'Hypertrophie

La prise de masse musculaire est un processus compliqué mais passionnant. Dans cet article vous allez comprendre comment l'entraînement en musculation peut développer l'hypertrophie. En général quand on parle d'hypertrophie musculaire on désigne le fait d'augmenter la taille des muscles, mais il est intéressant de comprendre la prise de masse musculaire d'un point de vue biologique.

L'Endocrinologie de la Prise de Masse Musculaire

Une bonne compréhension des fonctionnements anaboliques implique une bonne connaissance de la croissance et de la prise de masse musculaire du point de vue biologique. Souvent simplifiée par l'expression "synthèse protéique", la prise de masse musculaire est en réalité un processus extrêmement complexe couvrant bien davantage qu'une simple transformation d'acides aminés en protéines.

L'hypertrophie musculaire, terme scientifique désignant le procédé par lequel nous autres humains développons nos muscles squelettiques, est le résultat de la fusion de nouvelles cellules (appelées cellules satellites) avec les fibres musculaires existantes. Depuis 1961, année de la découverte de ces cellules satellites, nombre de recherches poussées ont été menées sur les mécanismes de l'hypertrophie musculaire. Les chercheurs sont arrivés à la conclusion qu'à la différence des cellules musculaires normales, ces cellules satellites ont la capacité de se régénérer tout au long de l'âge adulte. De plus, elles ne se contentent pas d'être en elles-mêmes des cellules autonomes fonctionnelles, mais elles fournissent une partie des éléments nécessaires à la réparation des cellules musculaires endommagées. Ces cellules satellites sont en général dormantes et se trouvent par petits groupes à la périphérie extérieure des fibres musculaires, attendant patiemment que quelque chose vienne les stimuler.

Les blessures et traumatismes ont le pouvoir de les activer et à partir de là, elles vont se démultiplier et former des myoblastes (ces derniers sont essentiellement des cellules donneuses à l'origine des gènes myogéniques). Cette étape de l'hypertrophie musculaire est généralement appelée l'étape de prolifération des cellules satellites.  Les myoblastes vont alors entrer en fusion avec les fibres musculaires existantes auxquelles elles vont donner leurs noyaux, il s'agit de la phase de différentiation. Les cellules des muscles squelettiques sont plurinucléées (ce qui signifie qu'elles sont pourvues de plusieurs noyaux). Augmenter le nombre de ces noyaux permet aux cellules de gérer davantage de cytoplasme et par-là, d'augmenter la production d'actine et de myosine qui sont les deux protéines contractiles principales. Tout cela fait augmenter la taille de la cellule musculaire ainsi que la quantité de protéines qu'elle contient. D'autre part, la quantité de noyaux aide à déterminer le type de la fibre en question, en l'occurrence, s'il s'agit d'une fibre à contraction lente ou rapide. Il est important de noter que l'hypertrophie musculaire ne consiste pas à accroître le nombre de cellules musculaires (bien qu'il soit fait usage de cellules satellites dans le processus), mais de faire augmenter leur taille et leur teneur en protéines. Il reste possible pour les myoblastes de fusionner ensemble et de créer de nouvelles fibres, dans un processus dénommé hyperplasie musculaire, mais il ne s'agit pas là du processus principal de fabrication musculaire à l'âge adulte.

Prise de Masse Musculaire et Chaîne Anabolique

Maintenant que nous avons compris ce qu'est exactement l'hypertrophie musculaire, portons notre attention sur le stimulus anabolique et la régulation en continu. Ce qui va suivre est un compte-rendu du processus hormonal et des facteurs de croissance qui interviennent dans la croissance musculaire, de la mise en place de la gestion des dommages subis jusqu'à la reprise de la croissance, en passant par la rémission et la réparation. On a choisi de les présenter ici en suivant trois phases d'action logiques. Il ne s'agit pas là d'une analyse suivant des codes strictement scientifiques. Il serait possible de décortiquer plus profondément chacune des différentes composantes, protéines de liaison, ou encore chacun des récepteurs impliqués dans ce processus biologique d'une merveilleuse complexité. Toutefois, le texte qui va suivre devrait permettre de décrire le développement musculaire d'une façon claire, tangible et dénuée de toute information superflue qui en compliquerait la compréhension. Chacun des points abordé pourra faire l'objet d'une recherche plus poussée de votre part si votre curiosité n'est pas satisfaite.

Le Déclenchement de la Croissance Musculaire

Il paraît évident que l'entraînement est une étape fondamentale du processus de croissance musculaire. Jusqu'à ce jour, aucune pilule n'a été inventée qui soit capable de vous rendre balèze tandis que vous restez avachis dans un fauteuil à vous tourner les pouces. Ca tombe sous le sens, mais voilà tout de même la raison pour laquelle une telle pilule serait impensable. Lors d'un entraînement intensif, beaucoup de changements se produisent dans votre tissu musculaire, lesquels sont indispensables au processus de croissance. Si l'on va à l'économie de ces changements, il est difficile voire impossible de stimuler le développement de votre masse musculaire. Nous attaquerons donc par-là si vous le voulez bien. L'entraînement agit comme déclencheur du processus anabolique. Plus précisément, ce sont les dommages cellulaires causés par une session d'exercices qui vont ouvrir la marche vers la suite des opérations. Le corps va donc tenter de réparer les dégâts et dans la foulée, entreprendre de s'adapter. Par-là, il sera en mesure de se renforcer. La croissance musculaire est un procédé cyclique qui nécessitera toujours un pas en arrière (et donc des dommages) avant de pouvoir aller de l'avant (réparation, amélioration).

Phase n°1 : La Réaction Initiale

Ce que nous appellerons la réaction initiale couvre en réalité les premiers changements qui se produisent, dès le début de l'entraînement, dans la composition du muscle et qui préparent le terrain pour la réparation et le développement futurs. La phase de réaction initiale détermine la magnitude potentielle des opérations qui suivront. Dans le processus anabolique, cette phase correspond à la libération par les cellules musculaires d'acide arachidonique et par la formation de messagers actifs incluant prostaglandines, cytokines, leucotriènes et prostacycline. Cela commence par la rupture de la couche externe de phospholipides des cellules musculaires, engendrée par l'endommagement cellulaire dû à l'entraînement. Des phospholipases sont ainsi libérées. Le mouvement de relâchement accompagné des poids est l'acteur principal de ce processus, c'est-à-dire le moment où le muscle s'étire en opposant une résistance.

cellules satellites

La quantité libérée d'acide arachidonique (qui est le lipide bioactif majeur du processus anabolique) détermine ce qui va se découler durant cette phase. Il sera immédiatement converti sous l'action d'enzymes en produits anaboliques prêts à l'emploi, majoritairement en prostaglandines, obtenues par interaction avec la cyclo-oxygénase. Ces prostaglandines (principalement PGE2 et PGF2alpha) initieront la phase suivante, que nous appellerons : phase d'ignition tissulaire localisée. La prostaglandine PGE2 travaillera également à l'augmentation du niveau d'oxyde nitrique (autre molécule active du processus anabolique) qui est contenue dans le périmètre. Cette dernière sert à dilater les vaisseaux sanguins, de façon à accroître l'afflux de nutriments et hormones à destination des muscles. Elle sert aussi à accélérer la production du facteur de croissance des hépatocytes (HGF) qui entre dans l'activation des cellules satellites. L'acide arachidonique contribue également aux inflammations et à l'émission des signaux de douleur, sa libération joue donc un rôle important dans l'apparition des courbatures suivant une session de travail efficace !

L'intensité de l'entraînement et la proportion relative de l'acide arachidonique contenue dans la couche phospholipidique dicteront quelle quantité de ce puissant lipide pourra être libérée durant l'entraînement. La quantité de cet acide stockée dans les tissus des muscles squelettiques est en constante fluctuation. Sa régulation dépend de nombreux facteurs, le premier étant le régime alimentaire et le second, l'utilisation qui en est faite au quotidien. Un exercice fréquent diminue la quantité d'espaces de stockage de l'acide arachidonique et les remplace par d'autres acides gras, plus abondants. Une quantité moindre d'acide arachidonique, obtenue grâce à un entraînement régulier, apaise en outre les réactions des prostaglandines. Vous est-il déjà arrivé de vous demander pourquoi vous étiez si courbaturé à la suite de vos premières sessions d'entraînement ?  Et pourquoi ces dernières vous semblaient rétrospectivement avoir été beaucoup plus efficaces que les suivantes, durant lesquelles vous devez y aller vraiment fort pour retrouver une infime partie de la douleur ressentie jadis, malgré des performances plus considérables ? Eh bien une grande partie du mystère trouve une réponse dans ces fameux espaces de stockage d'acide arachidonique. Fort heureusement, un apport diététique approprié peut contribuer à en augmenter le niveau.

Phase n°2 : Ignition Tissulaire Localisée

Cette seconde phase est caractérisée par une augmentation localisée des facteurs de croissance et de la réceptivité des tissus aux hormones anaboliques. Ceux parmi vous à qui il est arrivé de s'interroger sur la raison pour laquelle les anabolisants ne fonctionnaient pas sans entraînement parallèle trouveront ici de quoi étancher leur curiosité. Pour faire simple, vos muscles ont besoin d'être stimulés avant de pouvoir être réceptifs à ces produits. Une des méthodes employées par le corps dans ce but est d'augmenter la densité de certains récepteurs (androgènes, IGF-1, MGF et récepteurs d'insuline) dans les fibres musculaires qui nécessitent une réparation. Les dommages musculaires engendrés par l'étirement et les réactions de la Phase n° 1 en sont les deux principaux déclencheurs. La régulation des récepteurs est capitale car elle empêche les hormones anaboliques de stimuler la croissance musculaire à des endroits inopportuns. La densité de ces récepteurs peut en conséquence être en elle-même un acteur de régulation tout aussi efficace au niveau de l'action pharmacologique des anabolisants que l'est le taux de sérum contenu dans ces mêmes anabolisants.

Afin d'avoir une bonne vision d'ensemble, il ne faut pas oublier que deux éléments distincts agissent en amont, c'est-à-dire avant que la cellule musculaire ne reçoive d'injonction à se développer. D'un côté, nous avons une hormone ou facteur de croissance, tel que la testostérone, l'IGF-1, le MGF ou l'insuline, et de l'autre, nous avons les récepteurs correspondants. L'injection d'anabolisants exogènes facilite la création de meilleurs récepteurs en fournissant, de fait, une quantité plus conséquente d'hormones. Plus vos cellules seront encerclées d'hormones et de facteurs de croissance, meilleur sera l'accueil qui leur sera réservé par les récepteurs. Il est également vrai qu'une quantité inversement supérieure de récepteur facilite tout autant le processus : plus vous aurez de récepteurs, plus les hormones sauront rapidement vers où se diriger. Et plus la réunion hormones/récepteurs est fluide et véloce, plus le message anabolique est envoyé rapidement. Une fois sa tâche complétée, le messager anabolique aura davantage de temps pour se diriger vers un autre récepteur (et donc envoyer un autre message) avant d'être invalidé par les enzymes. Tout est question du nombre de signaux qui peuvent être envoyés dans un laps de temps donné et les deux parties de l'équation jouent un rôle également important dans l'affaire.

Tandis que d'un côté nous avons besoin d'une augmentation de la réceptivité des tissus aux hormones anabolisantes et facteurs de croissance, l'augmentation de l'action localisée de certains facteurs de croissance est également vitale dans le processus d'ignition tissulaire. Certaines composantes (IGF-1, MGF, FGF, HGF, TNF, IL-1 et IL-6) seront relâchées et travailleront main dans la main sur les fibres musculaires endommagées et les cellules satellite, comme un grand orchestre symphonique au sein duquel chaque instrument à son rôle à jouer dans l'harmonie d'ensemble. Dans la plupart des cas, l'effet d'une de ces composantes aura un rôle de support sur celui des autres, soit en développant ses performances, soit en éliminant des protéines à l'action restrictive, soit en permettant une circulation plus fluide des signaux via des mécanismes interdépendants. Une description détaillée des mécanismes en question dépasserait de loin le cadre de cet article, d'autant plus qu'ils sont d'une complexité telle que la science elle-même n'en a pas encore fait le tour. Toutefois, une vision générale de l'action de ces différentes composantes nous attend dans la présentation de la phase n°3.

Phase n°3 : Réparation et Hypertrophie Musculaire

Les tissus musculaires sont donc mis en branle durant les deux premières phases. Lors de la troisième phase, les hormones et facteurs de croissance se mettent au travail afin de boucler la boucle. Cette dernière étape est considérée comme une phase d'action continue, théâtre des actions combinées de nombreuses hormones et facteurs de croissance (androgènes, insuline, IGF-1, IGF-2, MGF, FGF , HGF, TNF, IL-1 et IL-6). Il s'agit du moment où ont lieu la réparation et l'hypertrophie musculaires à proprement parler et chaque composante a son rôle à jouer. N'oublions pas que les étapes qui nous ont menés jusqu'ici ont permis de déterminer la qualité de la réponse en matière d'accroissement musculaire, en modifiant la densité des récepteurs et en améliorant l'efficacité localisée des hormones et facteurs de croissance.

Nous allons désormais observer d'un peu plus près les effets individuels des différentes composantes anaboliques. Tout au long de cette troisième phase, la réparation et le développement des tissus musculaires sera finalisée grâce aux hormones et facteurs de croissance suivants.

Le facteur de croissance des hépatocytes (HGF Hepatocyte Growth Factor)

L'HGF est un facteur de croissance liant l'héparine, qui se trouve sur la couche extérieure des cellules non-endommagées. En cas de blessure, il migre vers les cellules satellites dont il stimule l'activation afin qu'elles prennent part au cycle cellulaire. Son action est ponctuée par la libération d'oxyde nitrique, stimulée en cas de lésions dans le but d'aider à gérer le flux d'hormones et de nutriments dans le périmètre. Les prostaglandines (PGE2) joue un rôle capital dans la synthèse de l'oxyde nitrique et dans la libération de l'HGF.

Les androgènes

Les androgènes ne sont autres que les hormones naturelles qu'imitent les stéroïdes anabolisants androgènes. Elles soutiennent le taux de synthèse des protéines dans les tissus musculaires squelettiques. Elles sont également connues pour avoir un effet stimulant sur l'action locale des hormones IGF-1, dont la portée va s'étendre jusqu'au cycle des cellules satellite, ce qui explique probablement pourquoi les androgènes sont de si importants éléments de la croissance musculaire. L'acide arachidonique, augmentant la densité des récepteurs d'androgène sur le tissu musculaire, met en place les éléments biochimiques qui vont créer les liens avec les réactions de la phase n°1 et de la phase n°2

Facteur de croissance analogue à l'insuline 1 ( IGF-1 - Insulin-Like Growth Factor 1)

L'IGF-1 est une hormone semblable à l'insuline offrant, en plus des effets de l'insuline suggérés par son appellation, d'autres effets anabolisants. L'IGF-1 augmente la synthèse des protéines et encourage la multiplication et la différenciation des cellules satellites. Les prostaglandines PGF2alpha et PGE2 sont respectivement connues pour fortement stimuler l'action des récepteurs d'IGF-1, et pour contribuer à améliorer la synthèse locale d'IGF-1.

Facteur de croissance analogue à l'insuline 2 ( IGF-2 - Insulin-Like Growth Factor 2)

L'IGF-2 est un autre facteur de croissance semblable à l'insuline qui contribue à la prolifération des cellules satellites. En revanche, contrairement à l'IGF-1, son action ne semble pas augmenter de façon probante en corrélation avec l'intensité de la séance d'entraînement.

Facteur de croissance mécanique (MGF Mechano-Growth-Factor)

Le MGF est une variante découverte récemment de l'IGF-1 obtenue durant un épissage alternatif de la protéine  d'IGF. Ce facteur de croissance joue un rôle important dans la prolifération des myoblastes. Comme pour la plupart des autres facteurs de croissance évoqués ici, son expression est stimulée par l'étirement des tissus musculaires.

Facteur de croissance des fibroblastes (FGF Fibroblast Growth Factor)

Les FGF sont en réalité une famille de facteurs de croissance, couvrant neuf isoformes différentes (de FGF-1 à FGF-9). La rôle joué par la famille des FGF dans l'organisme adulte n'est pas encore intégralement démystifié, mais il semblerait qu'ils interviennent dans la prolifération des cellules satellites et probablement aussi au moment de la différenciation cellulaire. Comme pour la plupart des autres facteurs de croissance, leur action est proportionnelle aux dommages subis par les tissus musculaires. Les FGF-2 et FGF-4 semblent être les plus représentés et les plus actifs de la famille.

L'Insuline

En plus d'agir sur l'amélioration de la synthèse protéique et de ralentir la dégradation des protéines, l'insuline est l'hormone de transport des nutriments par excellence. Elle permet aux cellules de faire passer le glucose et les acides aminés au travers de la membrane du plasma. Les récepteurs d?insuline sont beaucoup plus actifs après un traumatisme musculaire, réagissant à l'impératif de prodiguer rapidement des nutriments à la zone endommagée.

Les Cytokines (IL-1, IL-6, TNF InterLeukines 1 et 6 et Facteur de Nécrose Tumorale)

Les cytokines sont un groupe de composés immuno-modulateurs, mais nous nous y référerons dans le contexte de cet article en tant que facteurs de croissance. Entre autres choses, les cytokines sont connues pour stimuler la migration des lymphocytes, neutrophiles, monocytes et autres cellules régénératrices vers les zones où le tissu cellulaire est endommagé, afin de procéder à sa réparation. Elles aident également à l'élimination des cellules endommagées, ainsi qu'à réguler les réactions liées aux inflammations (entre autres, la production de prostaglandines). Il est avéré que les prostaglandines sont partiellement à l'origine de la stimulation des actions des trois cytokines évoquées ici.

Les prostaglandines

Bien que ces dernières soient l'élément clef à l'origine de la chaîne chimique, elles ne s'arrêtent pas là et continuent à jouer un rôle lors de la phase de croissance musculaire, en assurant entre autres l'encouragement de la prolifération de récepteurs d?hormones, la stimulation des taux de synthèse protéique et une amélioration de la signalisation anabolique des IGF-1.

Les oestrogènes

Bien que ce soit à un niveau modeste, les oestrogènes ont quelques petits rôles dans le processus anabolique. Ils contribuent à augmenter la densité des récepteurs dans certains tissus (mais pas dans les muscles squelettiques) et renforcent l'utilisation du glucose pour la réparation et la croissance tissulaires.

cellules satellites2

Pour faire le point

Voilà, en résumé, ce qui se déroule dans votre organisme entre le moment où vous attrapez un poids et celui où vos muscles sont réparés, plus forts, et fin prêts à recommencer à s'exercer.

Ce résumé vous laisse perplexe ? Ce n'est pas surprenant. En réalité, l'ensemble de processus de croissance musculaire fascine et questionne les scientifiques depuis des décennies et continuera certainement à les tenir occupés pour quelques lustres supplémentaires. Le chemin est long, avant de pouvoir expliquer dans le détail l'hypertrophie musculaire de l'être humain, mais fort heureusement, une partie de ce chemin a déjà été parcourue.

Au début des années 1960, les scientifiques venaient tout juste d'apprendre l'existence et le rôle des cellules satellites dans la croissance musculaire. Plus de quarante ans après, les scientifiques ont découvert, identifié et observé les agissements de douzaines de facteurs de croissance inconnus à l'époque. Nous vivons dans un monde bien différent d'alors, et bien que nous n'ayons pas les réponses à toutes nos interrogations encore, nous en avons découvert assez pour nous permettre d'améliorer les performances humaines de multiples façons, inédites et enthousiasmantes.

Cet article n'a pas pour aspiration de vous fournir le plan détaillé et fonctionnel du processus anabolique, et encore moins de vous guider vers le parfait cocktail de produits et additifs incontournables. Il n'est destiné qu'à attirer votre attention sur la fabuleuse complexité de l'anabolisme, car c'est en observant les tenants et aboutissants de la croissance et de la prise de masse musculaire sous tous les angles possibles que l'on parvient à entrevoir le formidable potentiel à notre disposition. Mais au final, que vous exploitiez ou non le contenu de cet article pour votre usage personnel, le plus important est que vous vous sentiez mieux informé et équipé après

Synthèse et Traduction faites par TNT SPORT Sarl, tirée du livre ANABOLICS 2010 du scientifique William Llewellyn

NB : Texte Unique, Duplication Interdite, Propriété TNT SPORT SARL.