Respiration
Primo rédactrice Luciana BOU SADER 2023
Figure 1 Les trois composantes qui facilitent la respiration (Webster et al. 2020). 1
Définition
La respiration est l'un des processus physiologiques essentiels à la vie, facilitant les échanges gazeux au niveau cellulaire, autrement dit le processus de l'absorption d'O2 et de l'élimination de CO2. La respiration implique aussi la synchronisation de divers composants, notamment le contrôle neuronal central (commande respiratoire), les systèmes d'entrée sensorielle, les muscles respiratoires et les poumons. Le contrôle neural central et les systèmes d'entrée sensorielle coordonnent le moment et le rythme de la ventilation et de l'admission du volume d'air, ce qui est signalé aux muscles respiratoires et aux poumons pour l'échange mécanique des gaz inspirés (c'est-à-dire de l'air)1 ainsi que le schéma et la profondeur de la respiration ont un impact physiologique direct sur le niveau d'oxygénation, la fréquence cardiaque, la ventilation et la pression artérielle 2.
Ceci dit qu’une respiration efficace peut jouer un rôle crucial dans l'optimisation de la performance sportive. Dans cet article, nous explorerons les implications d'une respiration efficace sur la performance athlétique d'un point de vue biomécanique et métabolique :
Implication biomécanique d’une respiration efficace
Les muscles respiratoires comme tout autres muscles, nécessitent de l'entraînement. Selon McConnel3, un entraînement des muscles respiratoires se base sur un renforcement des muscles impliqués dans la respiration qui sont : le diaphragme, les muscles intercostaux et les muscles accessoires. Ces muscles sont responsables de l'expansion et la contraction de la cage thoracique, entraînant une augmentation de la capacité pulmonaire, de l'absorption d'oxygène et de l'élimination du dioxyde de carbone.
Au-delà de sa fonction respiratoire, le diaphragme, joue un rôle crucial dans la stabilisation du tronc et le maintien du contrôle postural pendant les mouvements rapides, par sa coordination directe avec les muscles transverses de l'abdomen et les muscles du plancher pelvien4. D’autant plus, un entraînement des muscles respiratoires visant à améliorer l'alignement postural peut aussi optimiser les performances athlétiques, comme l’a démontré l’étude de Jackson et al.5, les athlètes ayant un meilleur alignement postural et anatomique étaient plus rapides, plus puissants et plus efficaces dans leurs mouvements.
Implication métabolique d’une respiration efficace
La qualité de la respiration joue aussi un rôle important dans la qualité de la récupération, qui est un processus essentiel pour maximiser la performance sportive, éviter la fatigue, les blessures et la surcharge de stress. Il est bien connu que le système respiratoire joue un rôle crucial pendant le repos et l'exercice en tamponnant les sous-produits métaboliques, tels que les ions hydrogène (H+) et le dioxyde de carbone (CO2), afin de maintenir l'homéostasie acido-basique et de minimiser le dérèglement du processus de couplage excitation-contraction dans le tissu musculaire localisé6.
Récemment Michaelson et al.7 suggère qu’une posture de respiration efficace peut favoriser le mécanisme respiratoire. Cette étude a comparé deux types de postures de récupération différentes, mains sur la tête (Hands on Head) favorisant l’extension du tronc et mains sur les genoux (Hands on Knees) favorisant la flexion du tronc, et les résultats ont révélé que les athlètes qui adoptent un modèle de respiration plus détendu, donc la position des mains sur genoux, récupèrent plus rapidement de leur fatigue. Cette posture favorisant la flexion naturelle thoracique, maximise la surface diaphragmatique et la zone d'apositionnement optimale (ZOA), qui est la zone où le diaphragme peut exercer une force optimale pour l'expansion et la contraction du thorax8, permettant ainsi une meilleure expiration du volume de CO2 et une optimisation de la récupération de la fréquence cardiaque (HRR).
Les effets d’une respiration efficace s'étendent aussi sur la gestion du stress, spécifiquement la "respiration diaphragmatique" ou "respiration profonde" qui est définie comme un entraînement intégratif efficace du corps et de l'esprit pour faire face au stress et aux conditions psychosomatiques. En effet, un entraînement visant à promouvoir la respiration diaphragmatique implique la contraction du diaphragme, l'expansion du ventre et l'approfondissement de l'inspiration et de l'expiration, permettant de diminuer la fréquence respiratoire et de maximiser la quantité de gaz sanguins, ce qui permet d’améliorer les fonctions cognitives comme l'attention, tout en réduisant l'affect négatif et les niveaux de stress9. Gholamrezaei et al.10, ont également démontré l’efficacité de ces techniques de respiration chez certains patients souffrant de douleur ou d’hypertension par la stimulation des barorécepteurs et la modulation autonome et émotionnelle. Bien que le travail de la respiration par diverses techniques peut être efficace pour améliorer le stress et la santé mentale, de plus amples résultats sont nécessaires pour approfondir les connaissances sur les principes sous-jacents ainsi que la définition des paramètres invariants11.
En conclusion, une respiration efficace est essentielle pour optimiser les performances sportives, favoriser la récupération et gérer le stress et les tâches cognitives chez les athlètes.
D'un point de vue biomécanique, l'entraînement des muscles respiratoires visant à optimiser le travail du diaphragme et les autres muscles respiratoires peut améliorer le contrôle postural et l'efficacité des mouvements. Sur le plan métabolique, des schémas respiratoires efficaces peuvent retarder la fatigue des muscles respiratoires, réduire le stress et améliorer les fonctions cognitives. Par conséquent, les athlètes et leurs staffs devraient accorder plus d’importance à l'entraînement de la respiration dans le cadre de leur programme d'entraînement afin d'atteindre des performances optimales.
Notes et références
Bibliographie
1. Brinkman, J. E., Toro, F. & Sharma, S. Physiology, Respiratory Drive. in StatPearls (StatPearls Publishing, 2023).
2. Russo, M. A., Santarelli, D. M. & O’Rourke, D. The physiological effects of slow breathing in the healthy human. Breathe 13, 298–309 (2017).
3. McConnell, A. Respiratory Muscle Training: Theory and Practice. Respiratory Muscle Training: Theory and Practice (2013).
4. Hodges, P. W., Butler, J. E., McKenzie, D. K. & Gandevia, S. C. Contraction of the human diaphragm during rapid postural adjustments. J. Physiol. 505, 539–548 (1997).
5. Jackson, L. R., Purvis, J. & Brown, T. THE EFFECTS OF POSTURAL AND ANATOMICAL ALIGNMENT ON SPEED, POWER, AND ATHLETIC PERFORMANCE IN MALE COLLEGIATE ATHLETES: A RANDOMIZED CONTROLLED TRIAL. Int. J. Sports Phys. Ther. 14, 623–636 (2019).
6. Stringer, W., Casaburi, R. & Wasserman, K. Acid-base regulation during exercise and recovery in humans. J. Appl. Physiol. Bethesda Md 1985 72, 954–961 (1992).
7. Michaelson, J. V., Brilla, L. R., Suprak, D. N., McLaughlin, W. L. & Dahlquist, D. T. Effects of Two Different Recovery Postures during High-Intensity Interval Training. 4, (2019).
8. Boyle, K. L., Olinick, J. & Lewis, C. THE VALUE OF BLOWING UP A BALLOON. North Am. J. Sports Phys. Ther. NAJSPT 5, 179–188 (2010).
9. Ma, X. et al. The Effect of Diaphragmatic Breathing on Attention, Negative Affect and Stress in Healthy Adults. Front. Psychol. 8, (2017).
10. Gholamrezaei, A., Van Diest, I., Aziz, Q., Vlaeyen, J. W. S. & Van Oudenhove, L. Psychophysiological responses to various slow, deep breathing techniques. Psychophysiology 58, e13712 (2021).
11. Fincham, G. W., Strauss, C., Montero-Marin, J. & Cavanagh, K. Effect of breathwork on stress and mental health: A meta-analysis of randomised-controlled trials. Sci. Rep. 13, 432 (2023).