La contraction musculaire normale

Les muscles se raccourcissent sur commande. Ils ont une architecture hypersophistiquée.
1) Les muscles représentent 30 à 40% du poids du corps. Ils sont composés de 75 à 80% d'eau, 15 à 20%
de protéines, 1% de glycogène, 1% de lipides, 1% de sels minéraux. Il existe deux sortes de muscles :
les muscles striés (muscles squelettiques et myocarde) et les muscles lisses.
Le muscle squelettique - dont la fonction est de mobiliser les différentes parties du squelette - est un
ensemble de cellules (fibres musculaires) qui forment l'unité fonctionnelle du muscle. Leur diamètre varie de
0,01 à 0,1 mm et leur longueur peut atteindre 10 cm. Elles se rassemblent en faisceaux qui fusionnent avec les
fibres tendineuses.
Les fibres musculaires sont composées
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d'une membrane (le sarcolemme)
d'un cytoplasme (le sarcoplasme)
de plusieurs centaines de noyaux rejetés à la périphérie
d'organismes intra cytoplasmiques (très nombreuses mitochondries, réticulum sarcoplasmique en
réseau...)
de myofibrilles organisées en unités fondamentales, les sarcomères, reliées entre elles pour former un
cytosquelette, lui-même fixé au sarcolemme. Les principales myofibrilles sont : la Myosine et le
complexe actinique (Actine, Troponines, Tropomyosine, ...)
de myoglobine, d'enzymes... Bandes M où est lié la myosine
Vue microscopique d'un muscle
squelettique ; on distingue bien les
stries caractéristiques qui
correspondent à la juxtaposition des
sarcomères
Schéma d'un sarcomère : les stries Z,
sur lesquelles sont fixés les complexes
actiniques, sont reliées entre elles et à
la membrane cellulaire. La disposition
imbriquée des filaments d'Actine et de
Myosine permet leur glissement
réciproque.
La contraction musculaire normale
Principe de la contraction :
Une molécule de myosine ressemble à deux clubs de golf, liés l’un à l’autre. Il y en a environ
deux cents dans un filament. Leurs têtes jumelles se lient à un endroit spécifique sur le
filament d’actine, à condition de ne pas être bloquées par la tropomyosine, une protéine
spiralée en forme de ficelle. Même quand le muscle est au repos, les têtes de myosine sont
prêtes à l’action, activées par la transformation d’ATP en ADP et phosphate. Quand le nerf
transmet un ordre de contraction, du calcium est libéré et se lie à la tropomyosine qui
déclenche l’exposition des sites de liaison. Dès lors, chaque tête de myosine activée peut se
lier, en pont, avec un filament d’actine. Ainsi commence une série d’actions répétitives. Les
têtes se courbent vers le centre du sarcomère, attirant l’actine. A ce moment, l’ADP et le
phosphate sont libérés par la myosine pour être recyclés. Puis, une nouvelle d’ATP se lie à la
tête de myosine pour lui faire « lâcher » la molécule d’actine. De nouveau, l’ATP dégradée en
ADP et phosphate réactive la tête de myosine, prête à se lier au site suivant, parcourant ainsi
un chemin de proche en proche, tout au long du filament d’actine. Cette succession de ponts
qui se font et se défont raccourcit les sarcomères et entraîne les contractions musculaires.
Quand les stimulations nerveuses cessent, les ions calcium s’en vont, la tropomyosine
bloque les sites de liaison et le muscle se repose.
Les différents apports : Afin de fonctionner correctement, le muscle à besoin d’être
approvisionner de différentes manières. Tout d’abord comme dit précédemment un apport
en calcium est nécessaire. Il y a bien sur un apport de nutriment , présent dans la nourriture
(sucre), ou dans l’air (oxygène). Un apport qui varie suivant l’effort pratiqué. Pour un effort
rapide et important (…..) ce sera plutôt le sucre, pour un apport long et moins intense (un
marathon) ce sera plutôt l’oxygène.
2) Développement du muscle : Durant l’effort musculaire, les fibres musculaires se
cassent. C’est l’apport des protéines qui va permettre à ses fibres de se reformer ; en
plus grand nombres, expliquant le grossissement du muscle et la prise de force, c’est
l’hypertrophie musculaire.
3) Différents facteurs comme une un mauvais échauffement, trop forte utilisation, ou
un mauvais repos peuvent entrainés différents types de blessures.
-La contracture musculaire, est souvent le résultat d’un mauvais échauffement ou d’une
absence d’échauffement.
La douleur se situe à un endroit précis du muscle, elle est particulièrement forte au toucher
et lors d’un étirement et durera environ 10 jours (l’un des facteurs qui différencie la
contracture de la crampe).
La contracture peut-être une réaction de défense de l’organisme suite à une trop forte
utilisation du muscle.
-Dans le même domaine que la contracture, la crampe musculaire est aussi une contraction
incontrôlée du muscle. Elle survient suite à l’utilisation brutale d’un groupe musculaire ou
d’un seul muscle. Les crampes arrivent suite à la combinaison de deux facteurs : des gestes
mal accomplis et une mauvaise hydratation. C’est pourquoi il ne faut jamais oublier de boire
durant un effort physique. Un peu de sucre dans l’eau est bénéfique. Il faut boire par petites
gorgées. Un petit massage permet de détendre le muscle, il faut donc essayer de l’étirer très
lentement.
-La courbature est une petite déchirure musculaire suite à un effort intense et inhabituel. Ce
sont des éléments annonciateurs de légères blessures. Les courbatures révèlent que le
muscle a été trop stressé, utilisé. Que le muscle n’a pas assez récupéré, que les tendons ou
les muscles sont trop endommagés .
osine induit une force de plusieurs millions de fois 5 à 10-12 Newton mais aussi une
consommation de plusieurs millions de molécules d'ATP. La succession de plusieurs cycles
d'excitation par seconde (40 à 100) produit le raccourcissement du muscle.
La mise en route de la contraction musculaire est donc une dépolarisation
électrique, mais le moteur énergétique est la consommation de molécules d'ATP. Quels sont
les mécanismes produisant cette molécule ?
Ils sont de deux sortes :
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les mécanismes extrêmement rapides, pouvant répondre à une demande de plusieurs
millions de molécules en un temps très court (permettant ainsi les contractions
musculaires rapides) :
* la phosphorylation directe d'une molécule d'ADP selon la réaction ADP + P
==> ATP
* la glycolyse intra cytoplasmique anaérobie selon la réaction : 1 glucose ==> 3
ATP + 2 Pyruvate ; le pyruvate formé sera ensuite brûlé dans le cycle de Krebs
intramitochondrial.
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les mécanismes plus lents correspondants à la combustion aérobie intramitochondriale,
dont le rendement est nettement meilleur :
* des pyruvates : 35 ATP pour les 2 pyruvates issus d'une molécule de glucose
* des acides gras : 128 ATP pour la combustion d'une molécule de palmitate
(acide gras à 16 atomes de carbone).
* des corps cétoniques : 26 ATP pour la combustion d'un acide bêta hydroxybutyrique
Les sous-produits de cette combustion aérobie sont : le CO2, qui devra être
éliminé par les poumons, l'eau et la chaleur.
La relaxation musculaire enclenchée, le calcium sera transféré dans les
réservoirs sarcoplasmiques au moyen d'une pompe (fonctionnant à l'ATP) et le muscle
reviendra à son état de relâchement.