IV. Architecture musculaire

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Propriétés mécaniques du complexe muscle-tendon
(CMT)
I. Introduction :
1. Relation fondamentale in-vivo :
 Fibres et/ou tendons isolés
 Cadavre (architecture)
 Stimulation supramaximale tétanique
2. Relation in-vivo analogue :
 Complexe muscle-tendon
 En situation réelle (c’est-à-dire contraction contre repos)
 Stimulation volontaire
3. Différences in-vitro/in-vivo :
 Influence de la commande nerveuse
 Pathologie, vieillissement, entraînement
 Biais méthodologiques liés aux études in-vitro
II. Structure et composition musculaire :
1. Organisation macroscopique d’un muscle :
Toute les enveloppe non pas la même fonction :
 La déformation du fascicule = muscle :
o L’épymisium en est l’enveloppe principale.
 Un fascicule comprend entre 10 à 50 fibres :
o Le perimysium est l’enveloppe autours de 2 fascicules :
 La déformation des myofibrilles = une fibre :
o L’endomysium est l’enveloppe autours d’une fibre.
Le rôle du muscle est de générer de la force et de la transmettre.
2. Organisation macroscopique d’une fibre :
2 000 myofibrilles donne une fibre, entourée d’un tissu conjonctif (collagène) : l’endomysium. Les
cellules sont polynuclées. La membrane est électro-chimique (sarcolemme < endomysium).

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3. Le sarcomère :
C’est l’unité fonctionnelle de la myofibrille. Le sarcomère est en série : alternance de bandes claires
(isotrope) et sombres (anisotrope). La déformation des sarcomères (100-400) = une myofibrille.
Chaque myofibrille est entourée par un réticulum sarcoplasmique (transfert du calcium). La longueur
du sarcomère est constante. Plus les fibres musculaires sont longues, plus on est capable de développer
de la vitesse.
4. Organisation du sarcomère :
Entre 2 disques Z :
 Bande H : zone sans recouvrement des filaments fins (actine) et des filaments épais (myosine).
 Bande A : elle à une longueur constante : filament épais.
Le degré de recouvrement dépend de la longueur du muscle.
 Ligne M : liaison des filaments épais.
5. Filament de myosine :
Un filament est composé d’environ 400 molécules de myosine. 50 % des molécules ont les têtes
orientées dans une direction opposée avec une organisation étoilée. Les éléments de la myosine sont
stabilisés par la titine (élément élastique).
6. Filament d’actine :
 Ensemble des molécules d’actine g donnent des fibres d’actine f.

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 2 molécules d’actine f donne un filament fin.
Il sert d’ancre aux protéines du disque Z. Une molécule d’actine possède un site de fixation pour les
têtes de myosine.
III. Modèle mécanique à 3 composantes :
 Composante contractile (CC) :
Son rôle est de générer la force => représente les ponts actines – myosine formés => génrateur de
force IMPARFAIT.
 Composante élastique série (CES) : composée de 2 fraction :
o Une fraction active
o Une fraction passive située dans le tissu conjonctif
La CES est au niveau des ponts actine-myosine et des structures tendineuse. Elle permet la
transmission de force
 Composante élastique parallèle (CEP) : tissu conjonctif, sarcolemme
La CEP se situe au niveau de la titine, sarcolemme, perimysuim elle permet la transmission de force et
la protection
IV. Architecture musculaire :
1. Couple maximal théorique et surface de section
physiologique (PCSA) :
Le couple maximum théorique qu’un muscle peut générer est proportionnel à sa surface de section
physiologique (PCSA) différente de la section anatomique (ACSA) selon l’architecture musculaire.
La force maximale est proportionnelle au nombre de ponts actine/myosine formés et mesurés en
condition isométrique.
La section physiologique du muscle dépend de son architecture.
2 types de muscles :
Les muscles fusiformes : les fibres musculaires sont de la même longueur que le corps musculaire
entier
Les muscles pennés : la longueur d’une fibre est inférieur à la longueur totale du muscle

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Globalement on a beaucoup plus de muscles pennés que de muscles fusiformes. Les muscles pennés
permettent de développer plus de force que les muscles fusiformes.
2. PCSA et angle de pennation :
L’angle de pennation maximalise la surface de section physiologique. En effet plus la contraction
maximale volontaire augmente et plus la surface de section augmente elle aussi.
La surface de section est un faible indicateur de la surface de section physiologique.
La section anatomique (ACSA) d’un muscle représente la surface du muscle prise
perpendiculairement à l’axe longitudinale du muscle
Donc pour un muscle fusiforme, l’ACSA = PCSA
Pour un muscle penné la PCSA = A1 + A2
Plus l’angle de pennation sera important et plus la section physiologique le sera aussi par rapport à la
section anatomique de ce muscle.
La PCSA permet de dire pourquoi un individu est plus fort qu’un autre.
3. Propriété force longueur globale :
4. Propriété force longueur active :
Capacité seul du muscle à générer de la force. On obtient le maximum de force à L0

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C’est-à-dire entre 2 et 2.5 microns sur le schéma ci-dessous. Elle dépend du nombre de ponts actine -
myosine formés. La longueur optimale d’un muscle correspond à la longueur du muscle pour laquelle
il y a le plus de ponts actine – myosine formés c'est-à-dire L0.
Phase descendante (1) : pas de pont actine - myosine formé donc la force sera faible
Plateau (2,3) : alignement parfait beaucoup de ponts - actine myosine formés donc beaucoup de force
(L0)
Phase ascendante (4,5) : les ponts de myosine sont superposés sur les têtes de myosine donc peu de
force pourra être développé aussi
5. Propriété force longueur passive :
Elle correspond à la propriété élastique du muscle.
 Phase l'amorçage : 0-1,5 % :
o Alignement des fibres de collagène ;
o Glissement inter-fibullaire
o Cisaillement du gel inter-fibullaire.
 Phase linéaire élastique : 1,5 à 4,8 % :
 Phase plastique : 6-8 à 8-10 % :
 Rupture : 8-10 %
L’utilisation physiologique des tendons se situe entre 0 et 4 à 5 %.
6. Relation du couple angle isométrique :
Elle dépend du volume musculaire ainsi que du bras de levier :
 Bras de levier de l’angle articulaire :
La relation couple-angle dépend en plus du bras de levier (d).