Adapté de Corinne Caillaud (Montpellier) Biologie de la croissance STAPS Bobigny Luciana Hagström Bex Adapté de Corinne Caillaud (Montpellier)

Bibliographie conseillée E. MARIEB. Anatomie et physiologie humaine. De Boeck Université. O. BAR-OR. Médecine du sport chez l'enfant. Masson, 1987. C. Thiebauld et P. Sprumont. L'enfant et le sport. De Boeck Université, 1998. C. Benezis, J. Simeray et L Simon. L'enfant, l'adolescent et le sport. Masson, 1986.

Programme du cours Nature des processus de croissance et de maturation Principales modifications de l’organisme en cours de croissance composition corporelle maturation sexuelle modifications du squelette maturation neuro-musculaire système respiratoire système cardiovasculaire Bases hormonales de la croissance Nutrition Evaluation de l’aptitude physique

Pré-requis Connaissance des grandes fonctions Connaissance des bases de l’adaptation à l’exercice Notions de biologie cellulaire

« L’enfant n’est pas un adulte en miniature et sa mentalité n’est pas seulement quantitativement différente de celle de l’adulte, si bien que l’enfant n’est pas seulement plus petit, il est aussi différent. » (Claparède, E. : La psychologie de l’intelligence. Scientas 1937) Pour optimiser le dvt corporel et sportif des enfants et des adolescents: connaître leurs particularités physiques et psychiques à chacune des étapes de leur dvt.

Donc, l’activité physique doit être adaptée à l’âge physio de l’enfant et répondre efficacement aux capacités et besoins du corps en plein développement. Attention au transfert sur l’enfant de connaissances acquises chez l’adulte! L’éducation physique met l’enfant en position d’utiliser ses potentialités, dans le but de développer. Pour répondre à ces questions il faut savoir comment se développent les aptitudes motrices de l’enfant et aussi connaître ses caractéristiques physiologiques.

La croissance correspond à : L'augmentation des dimensions du corps; Introduction Définition La croissance correspond à : L'augmentation des dimensions du corps; Une caractéristique de l'enfance Liée à l'interaction entre des facteurs génétiques, biologiques et environnementaux. La croissance et le développement chez l’homme représentent une fraction considérable de la vie. C’est seulement après 18 années que l’individu atteindra sa maturité complète, même si, l’habilité motrice, par exemple est déjà affinée auparavant.

La croissance repose sur la succession de stades de développement similaires d’un individu à l’autre mais dont la durée et l’amplitude peuvent varier sous l’action de facteurs génétiques et environnementaux.

Sous le contrôle de facteurs biochimiques et hormonaux Introduction Sous le contrôle de facteurs biochimiques et hormonaux Croissance modifications : longueur des segments métaboliques hormonales Modulation de la capacité à s’adapter et à produire une performance motrice

2. Nature des processus de croissance et de maturation La croissance se caractérise par :  de la taille du corps dans son ensemble ou de certaines parties spécifiques Croissance Accretion = augmentation des substances intercellulaires (par exemple les fibres de collagène qui fournissent la matrice sur laquelle se fixent les adipocytes du tissu adipeux). Hyperplasie Accrétion Hypertrophie

La Croissance anabolisme > catabolisme (importance de la nutrition) Nature des processus de croissance et de maturation La Croissance anabolisme > catabolisme (importance de la nutrition) La maturation : progression vers l’état de maturation (varie selon le système considéré: maturation sexuelle, osseuse…) Grande différence individuelle dans les âges et les rythmes de croissance ! Maturation = la progression vers l’état de maturité (maturité = état de plein développement. L’adjective associé est mûr). Croissance et maturation conduisent à l’adulte et s’arrêtent : les processus de vieillissement démarrent

En résumé… Croissance: critères de type quantitatifs Développement: critères de type qualitatifs correspond aux modifications fonctionnelles accompagnant la croissance Maturation est le processus par lequel un organe acquiert progressivement sa fonction « adulte ». Croissance: C’est un phénomène physiologique qui se déroule de façon ininterrompue, de la conception à la vie adulte. Elle est dynamique, non- uniforme est obéit à des lois complexes.

Étapes de la croissance → Croissance pré-natale et post-natale : Nature des processus de croissance et de maturation 2.1 Vue d’ensemble de la croissance Étapes de la croissance → Croissance pré-natale et post-natale : Croissance prénatale (embryonnaire et fœtale) : c’est la période la plus active de croissance, où l’organisme passe de 1/10 de mm des diamètre et quelques décigrammes à une taille de 50 cm et un poids moyen de 3.300g à la naissance. 2 10/15 Petite enfance Enfance Adolescence Adulte

L’adolescence intervient de façon très variable selon les individus Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble L’adolescence intervient de façon très variable selon les individus Elle est caractérisée par une poussée de croissance (= gain de taille rapide mais bref) et par la maturation sexuelle La taille adulte est acquise en fin de puberté et alors la croissance staturale s’arrête. Certains tissus présentent des profils particuliers de croissance: comme le cerveau et le tissu lymphoïde. La taille définitive est atteinte à 15 ans chez la femme et à 17.5 ans chez l’homme (± 2ans). vers 12 ans chez les filles et 14 ans chez les garçons.

Les courbes des filles et des garçons se séparent à l’adolescence Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble Rythme de croissance (poids et taille) en 4 phases : rapide dans la petite enfance ralentit puis se stabilise pendant l’enfance (croissance régulière) nouvelle accélération à la puberté ralentissement jusqu’à l’âge adulte Rythme de croissance = taille et poids. Les courbes des filles et des garçons se séparent à l’adolescence

stature exprimées en gain de taille/année Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble taille Augmentation de taille 175 150 125 100 75 20 15 10 5 Les modifications de stature exprimées en gain de taille/année correspond à une décroissance exponentielle jusqu'à l’âge de la puberté. Le 2ème graphique montre que le taux de croissance de la taille diminue constamment, ce qui signifie que l’enfant grandit sans arrêt, mais de moins en moins vite. Ce taux de croissance atteint un creux juste avant le début de l’adolescence, pour présenter ensuite une accélération.

Expliqué par l’amélioration : de l’alimentation Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble Durant les cent dernières années :  taille moyenne dans les pays industrialisés = avance séculaire Expliqué par l’amélioration : de l’alimentation du status économique et social Les facteurs nutritionnels sont responsables de l’accroissement général de la population au cours du dernier siècle.

A la naissance : tête = ¼ de la taille totale et Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble Croissance du système nerveux est très importante pendant la vie fœtale : A la naissance : tête = ¼ de la taille totale et le tronc est légèrement plus long que les jambes. Figure: modifications des proportions du corps selon l’âge. Les proportions du corps pendant la petite enfance sont à l’inverse de ce qu’elles seront plus tard: les membres inférieurs sont très courts et le rapport segment inférieur/tronc sera le plus faible de toute la vie.

Déficiences mentales graves Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble Croissance du système nerveux est très importante pendant la vie fœtale : Effet très négatif de certains comportements de la mère : alcool drogue cigarette Déficiences mentales graves Concernant l’alcool, une seule « cuite » dans les premières semaines peut avoir des répercussions irréversibles sur le fonctionnement cérébral amenant à des déficiences mentales.

 très rapide pendant la petite enfance Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble Périmètre crânien :  très rapide pendant la petite enfance important de le mesurer (détection d’anomalies du développement du système nerveux) Il s’agit de la mesure du "tour de tête". La courbe du périmètre crânien sert à surveiller la croissance du cerveau, extrêmement rapide lors des premières années. La mesure du périmètre crânien effectuée par le médecin est particulièrement importante la première année car elle permet de détecter précocement des anomalies du développement du système nerveux.

Le développement et la maturation du système nerveux sont soumis à : Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble Le développement et la maturation du système nerveux sont soumis à : l’alimentation les relations sociales la sollicitation de l’environnement

Les différents tissus et organes ont leur propre rythme de croissance Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble Les différents tissus et organes ont leur propre rythme de croissance La croissance va déterminer l’évolution de la motricité. Il faut savoir que les différents systèmes (nerveux, cardio-vasculaire, respiratoire et locomoteur) ne se développent pas en parallèle. La croissance de chaque structure est exprimée en pourcentage de la totalité de l’accroissement depuis la naissance jusqu’à l’âge de 20 ans (100% - trait pontillé).

A l’inverse Pics de croissance : affectent la motricité de l’enfant Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble Pics de croissance : affectent la motricité de l’enfant peuvent affecter la performance A l’inverse Certains sports ET une pratique intensive : Ralentissement de la croissance retard de maturation

Retard staturo-pondéral de ~2 ans Retard de la maturation sexuelle Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble Gymnastique ? Retard staturo-pondéral de ~2 ans Retard de la maturation sexuelle Arrêt de la pratique intensive Reprise de la croissance Taille adulte normale (sauf facteurs génétiques) Les travaux de Peltenburg et al. confirment que le pic de croissance, bien que plus tardif chez les gymnastes, existe toujours avec une récupération adéquate du potentiel de croissance. La croissance staturale, contrairement aux idées reçues est certes ralentie mais pas arrêtée par la pratique gymnique intense. Il y a un effet hormonal, tant au niveau des sécrétions des facteurs de croissance qu'au niveau des sécrétions d'hormones sexuelles. Des perturbations endocriniennes sont induites par des régimes alimentaires carencés, par la répétition de charges d'entraînement, mais aussi par un stress physique et psychologique qui joue un rôle d'autant plus important que l'activité gymnique a été commencée jeune.

Entre autres choses: perturbations hormonales Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble Gymnastique ? Croissance staturale, contrairement aux idées reçues est ralentie mais pas arrêtée par la pratique intense. Entre autres choses: perturbations hormonales Régimes alimentaires carencés, répétition de charges d’entraînement, stress physique et psychologique

Concernant le poids inférieur: Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble Gymnastique ? Concernant le poids inférieur: - Effet de l’entraînement: balance énergétique négative - Effet esthétique lié aux besoins de la performance. le poids des gymnastes de haut niveau reste toujours inférieur à celui des témoins et plusieurs arguments peuvent l'expliquer : • il y a un effet entraînement évident qui permet une balance énergétique négative et donc pas de prise de poids ; • il y a un effet esthétique lié aux besoins de la performance : pour voler haut lors des acrobaties, la légèreté est un atout considérable voire indispensable.

Influence plus importante des facteurs génétiques En revanche… Pas de preuve convaincante qui soutienne que l’exercice régulier permet une augmentation de la taille. Effet stimulant de l’activité physique sur la GH  répercussion modeste sur le gain de taille. Influence plus importante des facteurs génétiques Erlandson et al. Growth and Maturation of Adolescent Female Gymnasts, Swimmers, and Tennis players. Med. Sci. Sports Exerc., 40(1), 34-42, 2008. Damsgaard et al. Body porportions, body composition and pubertal development of childen in competitie sports. Scand. J. Med. Sci. Sports, 11, 54-60, 2001.

Biométrie et prédiction de la performance Nature des processus de croissance et de maturation / vue d’ensemble Biométrie et prédiction de la performance Sélection des enfants à partir des caractéristiques biométriques : des athlètes adultes performants ? Trop de modifications à la puberté morphologiques physiologiques psychologiques Certains auteurs et entraîneurs pensent que des caractéristiques biométriques et anthropométriques peuvent permettre de sélectionner des enfants car ils seraient prédisposés pour certains sports. Peu Intéressant. Car la sélection est faite sur les caractéristiques biométriques des athlètes adultes qui sont performants. Les modifications morphologiques, biologiques et psychologiques qui accompagnent la puberté réduisent souvent à zéro l’aspect prédictif de ses sélections. Mauvaise prédiction des performances

3. Principales modifications de l’organisme en cours de croissance 3.1 La composition corporelle L’évolution générale du poids corporel est très comparable à celle de la taille. 1. Taille (cm) 2. Masse (kg) Les différences sexuelles apparaissent nettement au pic de croissance de l’adolescence. âge (années) âge (années)

3. Principales modifications de l’organisme en cours de croissance 3.1 La composition corporelle L’augmentation de poids corporel s’accompagne d’une modification des masses grasse et maigre. Masse maigre: évolution similaire au poids et la taille. Masse grasse:  pdt petite enfance puis peu de changement jusqu’à 5/6 ans. Puis  + imp. Chez les filles. Elle continue à  pdt l’adolescence chez les filles, alors qu’elle varie peu chez les garçons adolescents. La masse graisse total augmente durant les deux ou trois premières années de la vie et ne marque ensuite que peu de changement jusqu’à 5 ou 6 ans. Les différences sexuelles sont négligeables à cet âge. Par la suite, la masse augmente plus rapidement chez les filles que chez les garçons. Elle continue à augmenter pendant l’adolescence chez les filles, alors qu’elle ateint un plateau ou ne varie que peu chez les garçons adolescents (de 13 à 15 ans). Les filles présentent en moyenne 1.5 à 2 fois plus de masse graisse que les garçons en fin d’adolescence ou jeunes adultes.

La masse maigre  comme la masse totale Principales modifications de l’organisme / composition corporelle En résumé… La masse maigre  comme la masse totale La masse grasse :  rapidement de 0 à 2 ans se stabilise de 2 à 5-6 ans Idem garçons et filles Après 8-9 ans :  + rapide chez les filles 17 ans, masse grasse = 25 % chez les filles 18 % chez les garçons

3. Principales modifications de l’organisme en cours de croissance 3.1 La composition corporelle Le rapport entre masse grasse et masse maigre se modifie avec la croissance. La masse grasse étant stockée dans : le tissu adipeux sous cutané (mesurable par la méthode des plis cutanés) le tissu adipeux viscéral

Principales modifications de l’organisme / composition corporelle Différence de composition corporelle entre garçons et filles à la puberté Origine hormonale : œstrogène progestérone testostérone Filles : tissu adipeux En fin de croissance 24 à 27% de tissu adipeux Effets somatiques et métaboliques: œstrogène: stimule l’allongement des os long et la féminisation du squelette, stimule la soudure des cartilages de conjugaison et entraîne la disposition féminine des dépôts adipeux et l’apparition des poils pubiens et axillaires. Testostérone: produit la poussé de croissance à l’adolescence, assure l’augmentation de la masse osseuse, etc. Effets anabolisants généraux. Garçons : tissu musculaire En fin de croissance 15 à 18% de tissu adipeux

Important : maintenir le rapport normal Principales modifications de l’organisme / composition corporelle Important : maintenir le rapport normal M.grasse/M.maigre  Tissu adipeux pdt enfance : très difficile à perdre  de M. grasse pendant l’enfance :  du contenu lipidique des cellules adipeuses  du nombre de cellules : très difficile à  ensuite Le contrôle du poids chez l’enfant est capital car les adultes obèses ont généralement été des enfants obèses.

3.2 La maturation sexuelle Principales modifications de l’organisme 3.2 La maturation sexuelle Maturation des organes sexuels étudiée à partir des caractères sexuels secondaires par comparaison avec des aspect répertoriés selon les 5 stades définis par J.M. Tanner stade 1 : pré-pubère pas de poils pubiens anatomie des organes génitaux non modifiée                                                                                                                                                  La maturation sexuelle est étudiée à partir des caractères sexuels secondaires par comparaison avec des aspects répertoriés selon les stades de Tanner.

apparition de poils pubiens fille : poitrine, 1ère règles Principales modifications de l’organisme / la maturation sexuelle Stades de Tanner (suite) stades 2 à 4 : puberté apparition de poils pubiens fille : poitrine, 1ère règles garçon : élargissement du scrotum et du pénis, modification de la voix stade 5 : maturation sexuelle complète                                                                                                                                                 

différent de âge biologique / maturation sexuelle Principales modifications de l’organisme / la maturation sexuelle âge biologique / maturation sexuelle différent de L’âge chronologique / date de naissance L’âge biologique est aussi déterminable via la maturation osseuse (ossification des cartilages)