Physiologie de lenfant et application en EPS(S5 tout parcours Phy 13)Erick Dousset (Ph D)doussetstaps@hotmail.comDterminants Physiologiques de lActivit Physique (UPRES EA 3285) Facult des Sciences du Sport Universit de la mditerrane

SOMMAIRE Introduction Maturation S.N. et entranement Contraintes mtaboliques de lexercice Entranement des qualits physiques Rponse hormonale leffort Thermorgulation et pratique des APS Altitude et enfant Evaluation de laptitude au sport Pathologies congnitales et prinatales: attitudes vis--vis des APS Affections mdicales chez lenfant Suivi de lenfant sportif Alimentation de lenfant sportif

INTRODUCTION

DEFINITIONProgramme gntique = APTITUDE MOTRICE ENVIRONNEMENT APPRENTISSAGE

CAPACITE MOTRICE SITUATIONS MOTRICES (APS) CONDUITES MOTRICES

HABILETE MOTRICE

MATURATION DU SYSTEME NERVEUX ET ENTRAINEMENT CHEZ LENFANT

RappelsMaturation du systme nerveux: IMITATION reproduction globale de lactivit DEMARCHE ANALYTIQUE essais / erreurs AUTOMATISME rptition du geste Correspondance: 5 ans: priode ballistique 7 ans: utilisation des affrences sensorielles au cours du mvt ap 7 ans: intgration proactive et rtroactive

Dveloppement du contrle postural A 15 mois: Raction posturale adapte + lgre raction surcompensatrice.

Entre 4 et 6 ans: Phase apparente de dsorganisation du contrle moteur variabilits des paramtres + latence dactivation des muscles impliqus.

A partir de 7 ans: Les paramtres de la rponse motrices deviennent semblables ceux de ladulte.

Dveloppement du contrle du mouvement dirig vers une cible Nouveau n: Contrle proactif, il lance son bras vers un objet apparaissant dans son champ visuel mais ne peut modifier sa trajectoire.

Dveloppement: Le contrle rtroactif se mets en place avec intgration de la proprioception, de la vision, etc 5 ans: Contrle proactif majoritairement utilis.

7-8 ans: Dgradation des performances balistiques, car il privilgie le mode rtroactif au dtriment du proactif.

10 ans: Intgration des 2 contrles avec approche balistique, puis ajustement terminal et enfin harmonisation de ce type de mouvement.

Entranement

Amliorat : capacits dactivat muscles initiateurs de mvt et/ou coordinat muscles synergiques et antagonistes

Gains entranementEnfant prpubre : synchronisation UM, coordination agoniste/antagoniste.peu d des dimensions musculaires

A vie

Mmorisation de lactivit Rversible, pb de linactivit

Pas de en gain de force pour 1 mme entrainemt prpubres postpubres

Force de contraction

section musculaire

9 11 ans EMG

Adaptat neurogne avant adt musculaire prdomine ds 1er processus dentranement [androgne] gain adt neurologique

CONTRAINTES METABOLIQUES DE LEXERCICE CHEZ LENFANT

VitessesDette dO2 alactique Dette dO2 lactique Equilibre O2 avec dette dO2 Alactique et lactique pralables possible

VM An AlAn Al Ex: 100m An L Ex: 400m Arobie Ex: 10000m

VM An L VM A

10s

2 3 min

Log de temps

Caractristiques des trois processus mtaboliques dapport dnergie (ATP) aux muscles (adapt de Howald, 1974) et les dettes doxygne correspondantes

Evolution des proprits contractiles 6 mois: Muscles rapides. De 6 9-13 mois: Ralentissement du muscle. 9-13 mois: muscles lents. Cause = 1) Evolution de la composition en fibres lentes et rapides troitement associe aux caractristiques contractiles. 2) Induction de nouvelles proprits contractiles par le changement dactivit de chacune des cellules musculaires.

Proportion de fibres I (Vogler et Bove 1985) 80 70 60

Fibres I, %

50 40 30Quadriceps

20 10 0 0 1

Deltodes Rectus abdominis Diaphragme

2

3

4

5

6

7

8

Age, annes

Glycogne intramusculaire [enfant] < [adulte]

ATP et Phosphocratine [enfant] = [adulte]

PCK et PFK [enfant] < [adulte] (50%).

Succinate dshydrognase [enfant] > [adulte] (50%).

Cycle de krebs, E NAD+ [enfant] > [adulte] (40%).

-oxydation, AA transamination [enfant] ~ [adulte]

Glycogne musculaire (vaste externe, quadriceps)Utilisation (mmol.kg-1 dunits glycosyles)80

Lactate musculaire (vaste externe, quadriceps)Concentration (mM)80

15.5 ans 13.5 ans40

11.6 ans

40

0

0

60

120

0

0

60

120

Consommation dO2 (%VO2max)

Consommation dO2 (%VO2max)

ENDURANCE Capacit maintenir un exercice modr (sous maximal) pendant un temps relativement long.

Mise en jeu filire arobie (capacit leve, puissance faible). Intert : Prservation du systme cardiovasculaire et respiratoire Pratique la plus courante dans la prparation physique gnrale

Aptitude arobie - VMA Test Navette

VAMEVAL

Vnavette (Km.h-1)

Donnes normatives de VMA par sexe et par classe15 14 13

16 14 10 08

Vnavette = 0.416 Vpiste + 6.123

Filles Garons

12 r = 0.75

VMA (Km/h)

12 11 10 9 8 CP CE1 CE2 CM1 CM2 6e 5e 4e 3e 2nde 1re

08

10

Vpiste (Km.h-1) 12 14 16 17

Classe

Daprs Gerbeaux et al., 1991

VMA (= L.min-1) VO2max (= mL.Kg-1.min-1) VO2max, L.min-1 4 VO2max, mL.Kg-1.min-1 60

2

45

0 5 12 19 Age

30

5

12

19 Age

: Garons : Filles

Aptitude arobie - CMA

Quantit totale dnergie fournie par la filire arobie Tlim 100Evolution de Tlim100 en fonction de la classe et du sexe400 Filles Garons 350

T 10s lim 0 ,

300

250

200

150 CP CE1 CE2 CM1 CM2 6e 5e 4e 3e 2nde 1re

Classes

Pronnet & Thibault, 1987 garons Adultes Filles

50Tlim (min)

40 30 20 10 0

Enfants

80

90 Log (%VMA)

100

ENDURANCE: les adaptations lentranement Programme dentranement de 6 32 mois chez des enfants (6 11 ans):

Amliorations Volume cardiaque Capacit vitale PMA

Tmoin + 36% +34% +37%

Entrans +43% +58% +55%

Diffrence 7% 24% 18%

Au collge

Exercice dintensit suffisamment lev

VO2max

x10 20%

+ Augmentation de lconomie de course = Forte lvation du niveau de performance

Daprs Eriksson, 1972 ; Fournier et al., 1982

Entranement pendant 4 mois (garons de 11 13 ans)

Glycogne musculaire x 31% PCr x 39%

PFK x 83% SDH x 30% Lentranement arobie augmente galement les capacits des autres filires

Rappels chez ladulte2 semaines darrt: capacits cardiovasculaires

Arrt total: retour niveau prentranement en 3 8 mois ! 4 12 semaines darrt: Perte de 50% des gains de VO2max

Les risques en endurance chez lenfantEfforts de longue dure: Thermolyse sudorale - efficace Risque HYPERTHERMIE

Penser lapport hydrique

Ex: la course en dure au collgePermet lenfant de connatre ses limites physiques + gestion des ressources + ventuels progrs

VMA

VO2max Tlim100

200

Frquence cardiaque

18

Dbit cardiaque

Adulte Enfant 80 0.5 Volume djection (VES) 120 2.5 VO2 (L.min-1) 15 6 0.5 2.5 VO (L.min-1) Diffrence artrio-veineuse O22

50 0.5 2.5 VO2 (L.min-1)

9 0.5 2.5 VO2 (L.min-1)

100 80 60 40 20 2 4 Enfant Adulte 115% VO2max 80% VO2max 6 8

T ncessaire pour atteindre VO2max chez lenfant et ladulte au cours de 2 exercices (80 & 115 %PMA). Grandmontagne, 1977

Garon Fc VE VO2 64s 61s 41s

Jeune adulte 132s 100s 52s

Entranement arobie en milieu scolaireExercice continu 120 80 40 0 Temps %VMA

80 % de VMA pour une dure de 25 minutes

Intervalle training: long-long = L-L 120 80 40 0 %VMA

Temps 2 x (3x3 min) 90% de VMA

Intervalle training: court-court = C-C %VMA 120 80 40 0

Temps 3 x (10x10 s) 120% de VMA + 10 s de rcuprat passive entre les rptitions + 3 min rcup passive entre les sries

Exemple de planification dun cycle de course en dureProc. & nature des exercices = N I- Continu Puissance =P Dure Rcup Travail + rcup Dure sance Amlioration

80-85% de VMA

80%, 2025 min

10 min passives

20-25 min + 10 min =30-35 min Nature

40-45 min

CMA

II- Par intervalles

N

P

Comp sries12 min 10 min 8 min 6 min 5 x 2 min 3 x 3 min 3 x 4 min 2 x 5 min 15 x 8 s 30 x 10 s 15 x 15 s (lim. lactique)

Nbre Rcup sries ds sries2 2 3 4 13 13 12 12 3

Rcup inter sries 5m semi-act ou pass. 6 min 60% VMA

Dure sance 26 min 30 min 30 min environ

L-L : R 10 ans

Perte dlasticit collagne Sp filles > Sp garonsmoindre masse musculaire tirer Action des hormones

Entranement

Entretient et augmentation souplesse naturelle et spcifique

> souplesse souplesseRorganisation des fibres de collagnes Rduction excitabilit motoneuronale Rq: pas daltration des autres capacits motrices

Dsentranement Perte des gains de mobilit plus lent que vitesse de gain Adolescent (13 16 ans), rtention des gains au niveau de la flexion des hanches 81% aprs 21 jours darrt. Gains obtenus aprs 14 jours de stretching rpartis sur 30 jours, maintenus si le sujet pratique a minima 1 sance/sem. Mthodes associatives = contraction isomtrique + tirement pralable + efficace qutirement passif

PLANIFICATION DE LENTRAINEMENT CHEZ LENFANT

Avant 10 ans: Stade de la formation gnrale de base Principales qualits dvelopper (caractre ludique): *Adresse et coordination gnrale *Temps de raction, vitesse et frquence gestuelle *Equilibre *Endurance (capacit arobie) De 10 ans la pubert: stade de lorientation sportive Principales qualits dvelopper : *Coordination spcifique dans une optique pluridisciplinaire *Force-endurance; Force-vitesse (sauts, lancers) *Vitesse de dplacement (puissance anarobie alactique) *Endurance (capacit et puissance arobie) *Souplesse

Priode pubertaire: Stade de la spcialisation Principales qualits dvelopper: *Technique spcifique *Force (musculature de soutien) *Souplesse (articulaire et musculaire) *Vitesse (puissance et capacit anarobie alactique) *Rsistance (capacit anarobie lactique) Priode post-pubertaire: Stade du perfectionnement et de lentranement spcifique Principales qualits dvelopper: *Force maximale *Rsistance (puissance anarobie lactique) *Poursuite de lentranement des autres qualits Physiques spcifiquement en fonction de la discipline sportive

REPONSE HORMONALE A LEFFORT CHEZ LENFANT

[Catcholamines]enfant < [Catcholamines]adulte au repos et lexercice [Catcholamines]fille < [Catcholamines]garon au repos et lexercice

Exercice musculaire Pubert priode post pubertaire

Exercice musculaire enfant < adulte Glucagon

Variable en fonction de la chronologie identique chez ladulte et chez lenfant.

Peu dtudes, pas dinfluence de lexercice ou de lentranement. Juricsay & Mezey (1995): excrtion urinaire de prgnenetriol + androstrone chez adolescente entranes. Mtabolites urinaires cortisol chez garons entrans

Consquences lexercice Rgulation glycmique leffort seffectue moins bien chez les enfants que chez les adultes. prcautions nutritionnelles appliques avec rigueur.

Rgulation thermique et pratique des APS chez lenfant

Mtabolisme de base, W. m-2 65 60 55 50 45 40 0 10 20 30 // 70 Age (ans)

10 ans 1m45

P = 50w ; rdt = 20% 200w S = 1.25 m MB = 62.5w 262.5wChaleur produite

37 Kg 25 ans

Surf max dchange

= 210 w.m-2

P = 50w ; rdt = 20% 200w 1m80 S = 1.90 m MB = 85.5w 285.5w = 150 w.m-2

70 Kg

Chaleur produite Surf max dchange

Taux de sudation enfant < adulte Limite pour activit physique surtout en ambiance thermique leve Temprature interne enfant > adulte

LALTITUDE ET LENFANT

Contre-indication au sjour en altitude (>1500m) Cardiopathies cyanognes Insuffisance Respiratoire Chronique (PaO2 < 65 mmHg) Anmie (Hb < 10g/dl) pilepsie Pathologie lie HTA ou asthme

Mal Aigu des Montagnes et age80

% d e su rven u e d e M AM

70 60 50 40 30 20 10 0 >18 18-30 30-40 40-50 >50

annes

Risque couru en altitude par lenfant Mort subite du nourrisson (?) valuation MAM Avant 10 ans : PRECAUTIONS(maturation crbrale non achev)

- Irritabilit (Frquence + Intensit) - Apptit (prsence de vomissement) - Activits de jeu - Sommeil

- Tenir compte de laltitude de rsidence + ge de dbut des activits en Montagne. - valuation risque + encadrements parents et enfants - Plaisir enfants plaisir parents - Risque hypoxie (crbrale)

-Ne pas monter trop vite trop haut. dnivel de 400m en 2 jours. -Ne pas faire dexercice puisant pendant lacclimatation. - Surveiller le comportement des enfants. Notamment lassitude, irritabilit et anorexie. - Bien shydrater.

EVALUATION DE LAPTITUDE AU SPORT CHEZ LENFANT

CAPACITE MOTRICE : la force Force isomtrique

Force concentrique RM Poids et haltres non recommands chez le jeune enfant. Force excentrique (limit cause des risques)

CAPACITE MOTRICE : la puissance Course navette Course 20 40m

Lancer de projectile ou saut puissance - force puissance - vitesse

CAPACITE MOTRICE : lendurance musculaire Statique Maintien dune position Dynamique Rptitions, tractions, flexions - extension

Indice de fatigue moment F=60 - 40% valeur max de dpart

Test de fatigue moment de force aprs 50 contractionsPb = abandon prcoce de lenfant

CAPACITE MOTRICE : souplesse I Ceinture scapulaire + paule

Apprciat quant. + qual. angle bras avec verticale

Circumduction des bras Dist. minimale entre les 2 mains qui permet encore 1 mvt correct dont on retranche la largeur des paules

CAPACITE MOTRICE : souplesse II Mains dans le dos Apprciat distance entre les mainsDOS

Ceinture pelvienne + hanches Apprciat distance mainsplan des talons + angle entre cuisse cartes

+

CAPACITE MOTRICE : souplesse III Colonne vertbrale

+

Variation du mouvement

Composante neuromotriceTemps de raction visuelletest de la chte du baton

Vitesse de mouvement du bras2 plaques distantes de 60 cm frapper en aller-retour

Vitesse de mouvement des membres infrieursidem que pour les bras mais au sol

Coordination gnrale et agilittest de la chte du baton

Course navette Test dquilibre Test flamingo Test de lhexagone

Burpee test

(2)

(1)

Systme locomoteur et aptitude au sport

Daprs lenfant et le sport, De Boeck dition

Prvention des lsions de lappareil locomoteur

Ncessit de lchauffement et dexercice dtirement.

Ncessit des renforcements des musculatures agoniste et antagoniste. Education de la proprioception.

Adaptation et progressivit des entranements.

Ergonomie.

Respect des signaux dalarme (fatigue, apptit, sommeil, douleurs).

Pathologies congnitales et prinatales: attitude vis--vis des pratiques sportives

Surveillance troite: au premier signe dinsuffisance physique, limiter les APS. Cas de ttralogie de Fallot.

Evaluation recommande en cas de cyanose, dyspne, fatigue: echographie, ECG, holter.

Contre-indication: stnoses rsiduelles, troubles du rythme et HTA pulmonaire fixe.

Angiodysplasie veineuse

Daprs lenfant et le sport, De Boeck dition

Syndrme de Klippel & Trenaunay Remarquez lhypertrophie

Fistule artrio-veineuse du 3 doigt (main droite) avec souffle systolodiastolique. Veine saillante de drainage + allongmt dviation phalangienne.

Mesures prventives de linsuffisance veineuse chez lenfant

Lutter ctre lobsit habitude alimentaire, courbe du poids Corriger les troubles de la statique du pied examen orthopdique, corriger malformations Eviter toute sdentarit

Lutter ctre la constipation Porter des vtements ars et lger Ne pas entraver la circulation Eviter les exposit solaire prolongs et les environnements chauds et humides Eviter le voisinage des sources de chaleur chauffage par le sol viter etc.

Soulagement et freinage de linsuffisance veineuse Chez lenfant Repos surlvation jambes (9-15cm) Gymnastique et APS adaptes

Bas de compression (