ADEP 3 et 4 Le muscle

TD 3
Le fonctionnement du muscle
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Plan
Intro : muscle et muscle squelettique
1. Sa structure
2. Sa commande
3. Sa contraction
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Intro : Le muscle
3 types de muscles dans le corps humain:
 Cardiaque
 Lisse
 Squelettique.
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Le muscle squelettique
 Fixé
 Innervé
 Irrigué
Il convertit « l’ énergie chimique » en énergie mécanique
(= contraction)
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Ses propriétés
 Excitabilité: doit être excité pour être stimulé
 Contractilité : faculté de se raccourcir suite à toute
excitation.
 Elasticité: s’allonger et revenir en position initiale.
 Tonicité: contraction permanente involontaire pour
maintenir une posture.
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Chap 1: La structure du muscle
squelettique
= un système muscle + tendon :
2 structures :
 Une structure contractile: filaments d’actine et de
myosine (la contraction du muscle)
 Une structure élastique: la titine + tendon + enveloppe
musculaire (tissu conjonctif) qui peuvent stocker et
restituer de l’énergie.( ressort)
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Le sarcomère
 Élément contractile du muscle.
 Myofibrille (« train » ) cloisonnée par des petits
cylindres (« wagons »)= sarcomères.
 Sarcomères = alternance de myofilaments d’actine
(filament fin) et de myosine(filament épais) =.
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Chap 2 :La commande musculaire
Le système nerveux commande l’innervation du muscle.
Les fibres musculaires répondent à une stimulation
nerveuse. Elles sont commandées par une unité
motrice (UM).
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2.1 L’unité motrice
L’unité motrice: composée de
 Un motoneurone (alpha)
 + un axone
 + collatérales
 + fibres musculaires.
Un moto neurone innerve un nombre variable de fibres.
(de 10 à + de 300 fibres parfois).
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3 catégories d’unités motrices
 Rapides et fatigables FF
 Lentes S
 Rapides et résistantes FR
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UM rapides et vite fatigables
1. FF (fast contracting-fast fatigable):






MN de grande taille
Vitesse de conduction du message nerveux élevée
Temps de contraction court
Dév de tension élevé
Très fatigables
Seuil d’activation élevé
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UM lentes
2. S : slow contracting :opposé à FF






MN de petite taille
Vitesse de conduction du message nerveux faible
Temps de contraction lent
Dév de tension faible
Très résistantes à la fatigue
Seuil d’activation bas
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UM rapides et résistantes
3. FR : fast contracting- fast résistant: intermédiaire .





MN de moyenne taille
Vitesse de conduction du message nerveux élevée
Temps de contraction rapide
Dév de tension moyennes
Bonne résistance à la fatigue
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2.2: 3 catégories de fibres
Voir tableau
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Caractéristiques des fibres
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Fibres lentes
 Peu fatigables
 Sollicitées dans les efforts de longue durée
 Permettent de maintenir une contraction très
longtemps
 Échappent au contrôle de la volonté (exemple : la
marche et toutes les actions du quotidien)
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Fibres rapides 2 b
 Riches en réserves d’énergie (glucose et graisse)
 Peuvent se contracter rapidement
 Sont placées sous le contrôle de la volonté (un sprint
ou le soulevé d’une charge lourde par exemple).
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Fibres rapides 2 a
 Intermédiaires
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Répartition des fibres
 La proportion respective de fibres lentes et rapides est
variable selon les individus.
 Elle varie aussi à l’intérieur d’un même muscle d’un
individu à l’autre.
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2.3 Relation UM et fibres
 Les fibres musculaires ont les mêmes propriétés
contractiles que l’UM qui les innerve.
 les fibres « obéissent » aux types d’influx (si influx
lents, elles prennent les caractéristiques des fibres
lentes)
 « Le type de fibres est déterminé par leur
innervation motrice (type d’UM) »
 Exemple: Expérience d’innervation croisée de John
Eccles (cross innervation )
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Innervation croisée : 20 semaines après la
suture…
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2.4 Selon le type d’effort
musculaire, le recrutement diffère
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2.4.1 Effort progressif=
fatiguant
 Ex 1: tenir une position statique jusqu’à fatigue=
isométrie totale
 Ex 2: efforts répétés jusqu’à fatigue (ex: soulever charge
jusqu’à échec ou course jusqu’à chute de l’allure)
 Ex 3: efforts progressifs (soulever une charge de + en +
lourde jusqu’à échec)
 Quel recrutement de fibres?
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Recrutement « en rampe »
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Principe de Hennemann :
 Effort progressif en intensité = l’ordre de recrutement des
fibres s’effectue dans un ordre immuable:
 De la + petite vers la + grosse taille de MotoNeurone .
 Donc de l’UM lente vers l’UM rapide.
 Déroulement :
Recrutement d’UM lentes ( petites: seuil d’excitation bas)
La fréquence des impulsions électriques augmente : tétanos (
l’Um atteint sa force max)
Puis recrutement de nouvelles UM + grosses ( etc…)
 Augmentation du nombre d’UM recruté = ↑force
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loi de Henneman
ordre de recrutement des fibres en fonction de la charge =
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Pourquoi cet ordre?
 les unités motrices sont recrutées, dans l'ordre, des moins
fatigables, dont le seuil d'excitabilité est très bas, aux plus
fatigables, dont le seuil d'excitabilité est très élevé.
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Pourquoi la force augmente?
 Plus le nombre d’UM recruté est grand, plus la force
développée sera grande
 loi du tout ou rien : si axone excité =toutes les fibres sont
excitées .
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2.4.2 Effort explosif (balistique)
 Quel recrutement de fibres?
Avant on pensait:
 Idem loi de Henneman
 Ou recrutement sélectif UM rapides
Maintenant :
Recrutement impulsif = recrutement presque simultané
= synchronisation des fibres (cahiers de l’Insep N°3) :
les UM sont toutes activées très tôt dont les grosses
UM car abaissement du seuil d’excitation des UM
rapides.
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Rampe (a) et balistique (b)
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2.5 Enjeux du renforcement
musculaire
Un des enjeux
 Recruter plus de fibres rapides
 Recruter plus + vite ces fibres rapides
on vise force et explosivité
 Pose le choix d’une méthodologie d’entraînement.
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Entraînement
Combat inégal :
 Sur 24 heures : 23 heures influx lents

: 1 heure rapide
 Avec l’âge
: ↓nombre de FF et ↑ nombre de lentes
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Comment transformer les fibres?
Des rapides vers les lentes :
 Endurance = Augmentation des Influx lents : (ex:
marathonien perd de ses qualités de détente )
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Des lentes vers rapides:
 Plus difficile à transformer .
 Procédés : créer des tensions importantes
= Charges lourdes.( >80 % d’1RM)= ↑nombre de fibres
recrutées dont les fibres rapides (mais à vitesse lente )
= Vitesse.( mouvements rapides = fibres rapides)
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Travail avec Charges lourdes
 Charge= 80% et plus avec intention de vitesse max
 Progrès constatés =↑ vitesse surtout pour les charges
élevées
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Travail avec Ch.
lourdes
Travail à vitesse
max à Ch. légères
vitesse
vitesse
100
100
Après entraînement
50
Après entraînement
50
Avant
Avant
0
0
50
100
Charge
J. DUCHATEAU. 1992
50
100
charge
Travail à vitesse maxi avec
charges légères
 Charge =30-40% du max à vitesse la plus rapide
possible
 Progrès constatés : ↑ vitesse particulièrement pour les
charges faibles.
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Chap 3 : La contraction musculaire
 Théorie du filament glissant ( Huxley 1957):
La contraction musculaire s’opère par un glissement des
myofilaments d’actine et de myosine qui se
chevauchent.
La tête de myosine accroche le myofilament d’actine sur
un site de réception(création d’un pont d’acto
myosine).
La force dépend du nombre de ponts établis
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Site générateur de force
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Comment se déclenche cette contraction?
l’impulsion électrique se propage par les
tubules(gaine qui entoure la strie Z)
et déclenche la libération du calcium stocké
dans le réticulum(gaine qui entoure l’actine
et la myosine).
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Cette libération de calcium crée des ponts entre les
filaments d’actine et de myosine
Ces ponts permettent aux filaments de glisser
les uns par rapport aux autres et donc de
produire la contraction musculaire
la fibre se relâche grâce à un «retour» du calcium
dans le réticulum.
Si ce retour « dure » = cause possible de
courbatures à « effet retardé ».
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Les ponts d’actine myosine
 = sites générateurs de force
 Quand ces ponts sont activés, le muscle peut exercer
de la force soit :
 En se raccourcissant= régime concentrique de
contraction musculaire
 En s’allongeant (résiste à l’allongement) = régime
excentrique
 En maintenant la même longueur = régime
isométrique
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 TD 4
 Étude des régimes de contractions musculaires et des
méthodes de renforcement musculaire
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