Fatigue : aspects psychophysiologiques

Lorsqu'un exercice se poursuit malgré le stress physiologique engendré, une fatigue apparaît inéluctablement. Etre endurant signifie donc en fait d'être capable de résister le plus longtemps possible à l'apparition de la fatigue. La fatigue fait partie intégrante de la performance sportive mais également de la vie quotidienne et professionnelle. Elle est de ce fait largement étudiée depuis plus d'un siècle même si les mécanismes relatifs à son apparition font encore largement débats à l'heure actuelle.

La fatigue est définie comme une diminution de la force, de la puissance ou de la vitesse requise ou espérée au cours de l'exercice (Edwards, 1983). Certains auteurs y rajoutent une dimension psychologique en soulignant que la fatigue est associée à une augmentation de l'effort perçu par le sportif (St Clair Gibson & Noakes, 2004). Définir la fatigue ne représente donc pas une difficulté majeure et fait l'objet d'un consensus bien établi. Quand on essaye d'en comprendre les mécanismes par contre, cela se complique nettement et fait naître des débats nombreux et parfois houleux.

On peut distinguer 2 types de fatigue : périphérique et centrale.

La distinction entre ces deux types de fatigue se fait en fonction de l'origine de la perte de force par rapport à la jonction neuromusculaire: soit en amont (on l'appelle alors fatigue centrale ou nerveuse), soit en aval (on l'appelle alors fatigue périphérique ou musculaire). Le schéma de Bigland-Ritchie (1984) permet de mettre en évidence ces 2 sites potentiels (Figure 1):

Figure 1 : la fatigue selon le schéma de Bigland-Ritchie (1984)

La fatigue centrale correspond à une diminution soit (1) de l'influx nerveux vers les centres moteurs supérieurs, soit (2) de la commande nerveuse vers les motoneurones, soit (3) de l'excitabilité des motoneurones des cornes antérieurs de la moelle. En aval de cela, on parle de fatigue périphérique. Elle correspond soit à une diminution de (4) la transmission neuro-musculaire, soit (5) de l'excitabilité du sarcolemme, soit (6) du couplage excitation-contraction au niveau des tubules T et de la captation du calcium par le réticulum sarcoplasmique, soit (7) de la contraction musculaire à proprement parler, soit (8) de la production d'énergie et une augmentation des métabolites produits. Le schéma d'Edwards (1983) (Figure 2) reprend ces éléments et rajoute certaines notions intéressantes : notamment l'intervention de la motivation dans les paramètres centraux de la fatigue.

Figure 2 : la fatigue selon le schéma d'Edwards (1983)

La distinction entre les sites ou facteurs centraux et périphérique de la fatigue semble donc simple et bien établie : la fatigue centrale comprend tous les mécanismes altérant la génération de la commande motrice et le recrutement des unités motrices, à la fois au niveau spinal et supraspinal, alors que la fatigue périphérique correspond aux perturbations de la capacité de production de force du muscle. Néanmoins, les observations expérimentales montrent qu'une modification périphérique agit au niveau central sur le recrutement des unités motrices. Le SNC et le muscle interagissent donc entre-eux, rendant cette distinction entre fatigue périphérique et central un peu simpliste, arbitraire, et ne rendant pas compte de la complexité du processus de la fatigue (Bary & Enoka, 2007 + Noakes). Les différentes connaissances issues de résultats expérimentaux sur les deux types de fatigues sont néanmoins intéressantes et ne sont pas à remettre en question, dès lors que l'on garde bien à l'esprit cette complexité et ces interactions entre fatigue périphérique et centrale pour appréhender la fatigue sans dénaturer sa compréhension.

On peut notamment retenir comme facteurs participant à la fatigue centrale :

Les variations de la concentration en neurotransmetteurs telles que la noradrénaline, la dopamine, la sérotonine, le GABA, la glycémie.

Les facteurs incriminés dans le développement de la fatigue périphérique peuvent être de nature mécano-chimique : On peut citer l'altération des propriétés mécaniques du muscle, l'augmentation de la libération d'ion potassium et l'altération du fonctionnement de la pompe Na+-K+, un disfonctionnement des canaux calcique.

Ils peuvent également être de nature métabolique : diminution des réserves en glycogène, augmentation de la concentration en phosphate inorganique, augmentation de la concentration en ions lactates, diminution du pH intramusculaire ou encore de la concentration en ATP.

Dans tous les cas, il semble établi qu'une altération isolée de tel ou tel mécanisme ne peut être rendu responsable du processus global de la fatigue. Son origine semble au contraire être multifactorielle, que ce soit au niveau périphérique ou central.