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Maintenir la densité minérale osseuse chez les femmes ménopausées grâce à la musculation

par P. Debraux | 13 Décembre 2011

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Le processus de vieillissement du corps humain s'accompagne d'une perte de masse musculaire (i.e., la sarcopénie) et d'une diminution de la densité minérale osseuse. Ces phénomènes apparaissent sans distinction chez l'homme et la femme. Cependant, pour la femme en post-ménopause, la diminution de la densité minérale osseuse peut souvent mener à l'ostéoporose. L'ostéoporose est une perte si importante de la masse osseuse qu'elle fragilise le squelette et augmente le risque de fractures (e.g., fracture fréquente du col du fémur chez les femmes âgées).

Figure 1. Quel entraînement permet le mieux de lutter contre l'ostéoporose ?

Il est désormais bien établi que l'activité physique et l'exercice sont favorables au gain de masses musculaire et osseuse. Et dans le cas des personnes âgées, à défaut de les augmenter, l'exercice permet de maintenir la masse musculaire (voir notre article) et la densité minérale osseuse malgré les effets du vieillissement. La recherche scientifique a permis de démontrer que la densité minérale osseuse était fortement associée aux activités où de forts impacts sont fréquents et à celles où les tensions musculaires sont élevées.

La force de la contrainte sur l'os, la vitesse à laquelle cette contrainte est appliquée, sa fréquence et sa distribution sont autant de paramètres qui affectent la densité minérale osseuse. Néanmoins, quel paramètre est le plus important lors d'un entraînement n'est pas encore tout à fait clair.

L'étude réalisée

En 2005, une équipe de chercheurs allemands a étudié l'effet de la vitesse d'exécution dans un entraînement de musculation chez deux groupes de femmes en post-ménopause pour étudier l'influence de la vitesse à laquelle est appliquée une contrainte sur le système squelettique. Pour cela, 53 femmes en post-ménopause ont participé à l'étude. Toutes ces femmes avaient déjà eu l'occasion de participer à une étude similaire 3 ans auparavant.

Protocole d'entraînement :

La durée de l'étude était de 12 mois. Les participantes ont été réparties en 2 groupes d'entraînement avec un protocole spécifique pour chaque groupe : un groupe "Force" (n = 28) et un groupe "Puissance" (n = 25). Le programme d'entraînement hebdomadaire pour les deux groupes était le suivant :

  • 2 séances de musculation (env. 60 min / session) : La séance se composait d'un échauffement de 20 minutes, puis d'exercices réalisés sur machines permettant le travail des principaux groupes musculaires du corps. Le protocole alternait 12 semaines à intensité élevée (70-90% du 1RM) et 5 semaines à intensité faible (50% du 1RM). La différence de protocole entre les deux groupes reposait uniquement sur la vitesse d'exécution de la phase concentrique des exercices réalisés :
    • Groupe "Force" : 4s pour la phase concentrique et 4s pour la phase excentrique
    • Groupe "Puissance" : Rapide/Explosif pour la phase concentrique et 4s pour la phase excentrique
  • 1 séance "gymnastique" (env. 60 min / session) : L'objectif de ces séances était d'améliorer la coordination, la souplesse et l'endurance.
  • 1 séance à la maison (env. 25 min / session) : Cette séance était composée de corde à sauter, d'étirements, d'exercices isométriques et d'exercices avec bandes élastiques.

NOTE : Après 6 mois d'entraînement, 18 femmes du groupe "Force" et 16 femmes du groupe "Puissance" ont été testées sur une presse à cuisse horizontale. Le test consistait à éxécuter 6 répétitions à 75% du 1RM en respectant les vitesses d'éxécution propres à chaque groupe. Une plateforme de force était placée sous les pieds pour mesurer la force développée en fonction du temps. A partir de ces mesures, les chercheurs ont déterminé la force relative développée (i.e., le rapport en pourcentage entre la moyenne des 6 maxima et la charge déplacée), l'amplitude de cette force (i.e., le rapport en pourcentage entre la moyenne des différences entre maximum et minimum sur chaque répétition et la charge déplacée) et le taux de développement de force (i.e., la quantité de force développée par seconde) (voir Table 1).

Figure 2. Un entraînement approprié avec une vitesse d'éxécution élevée permet de maintenir la densité minérale osseuse tout en limitant les douleurs articulaires.

Compléments :

Chaque participante a reçu tout au long de l'étude des compléments de calcium et de vitamine D pour un total journalier de 1500 mg de Calcium et 500 UI de vitamine D. Toutes les diètes étaient contrôlées et adaptées à chaque femme.

Mesures avant-après :

Chaque participante a été testée au début de l'étude et 12 mois après. Les tests comprenaient :

  • Anthropométrie :
    • Hauteur
    • Masse corporelle
    • Masse grasse
    • Masse sèche
    • Quantité d'eau dans le corps
  • Mesure de la densitométrie osseuse au niveau des vertèbres lombaires, du haut du fémur et du poignet.
  • Force maximale isométrique
  • Questionnaire sur la douleur lors des entraînements

Résultats & Analyses

Les chercheurs ont donc comparé les résultats des deux groupes pour comparer l'influence des deux types d'entraînement sur la densité minérale osseuse. Sur les 53 participantes, 11 ont été exclues du traitement des résultats, soit par manque de régularité aux entraînements ( < 2 / semaines), soit pour cause de blessures ou maladies. Les mesures avant le début de l'étude ont montré qu'il n'existait aucune différence entre les deux groupes, à tous les niveaux.

Concernant les effets de l'entraînement sur les paramètres d'ostéodensitométrie, les femmes du groupe "Puissance" ont obtenu de meilleurs résultats que celles du groupe "Force" au niveau des vertèbres lombaires et au niveau du fémur. En effet, alors que la densité minérale du groupe "Puissance" a été maintenue tout au long de l'étude au niveau des vertèbres lombaires et du fémur, la densité minérale du groupe "Force" a diminué significativement sur ces deux sites. Comme vu dans la Table 1, la différence de vitesse d'éxécution lors de la phase concentrique du mouvement a permis de jouer sur différents paramètres mécaniques à la fois (Force relative développée, amplitude relative, et taux de développement). Cependant lequel de ces paramètres est le plus important n'est pas encore clairement défini.

L'entraînement avec une vitesse concentrique élevée permet un maintien de la densité minérale osseuse chez des femmes post-ménopause. Néanmoins, un entraînement de ce type, même avec l'utilisation de machine, peut être problématique chez des personnes âgées, puisque l'entraînement à forte vitesse de contraction induit de plus fortes contraintes au niveau des tendons et des articulations. Pour étudier cette possibilité, les chercheurs avaient fait passé des questionnaires sur la douleur perçue. L'intensité et la fréquence des douleurs n'étaient pas différentes d'un groupe à l'autre. Après 1 an, il y avait même une tendance à la diminution des douleurs au niveau des principales articulations chez les deux groupes. L'alternance de 12 semaines intenses et 5 semaines plus modérées a également permis de diminuer la fatigue musculaire et nerveuse et une meilleure récupération. Il faut tout de même noter que ces femmes avaient déjà participé à une étude de ce type 3 ans auparavant et qu'elles étaient d'une certaine manière mieux préparées à un entraînement de musculation.

Applications pratiques

Les résultats de cette étude sont encourageants puisqu'ils démontrent qu'il est possible de ralentir les effets néfastes liés à l'âge et aux changements hormonaux avec un mode d'entraînement approprié. Il est cependant problématique de mettre en place un entraînement avec des vitesses d'éxécution élevées chez des personnes qui n'ont pas l'habitude de pratiquer une activité physique. Néanmoins, les questionnaires sur la douleur ont permis de mettre en évidence qu'après 1 an d'entraînement, la douleur diminuait pour le groupe "Puissance".

Une mise en place progressive et adaptée d'exercices de musculation sur machine permettrait aux femmes en post-ménopause et aux personnes âgées de combattre les effets du vieillissement et d'améliorer leur forme physique tout en minimisant les douleurs que peuvent engendrer l'entraînement.

Références

  1. Stengel SV, Kemmler W, Pintag R, Beeskow C, Weineck J, Lauber D, Kalender WA and Engelke K. Power training is more effective than strength training for maintaining bone mineral density in postmenopausal women. J Appl Physiol 99 : 181-188, 2005.

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