suite de la physiologie du muscle

PHYSIOLOGIE MUSCULAIRE
• Introduction :
L’activité musculaire sert à bouger et à ne pas bouger = maintient d’une posture.
Les muscles = 35% de la masse corporelle.
La motricité = le seul mode que l’on a pour interagir avec l’environnement. Parler, effectuer des
mouvements de la main… tout ça implique une motricité.
Exemples d’échanges avec l’environnement :
On se déplace
On agit sur un objet
Un comportement implique une motricité :
Au niveau sensoriel = rentrer des infos dans le système nerveux
Au niveau moteur = on transmet un message verbal… du système nerveux vers l’extérieur.
Ö Un décalage entre la commande des muscles et ce qui est produit.
La motricité = un lien mental/matière : le mental agit sur des muscles et produit des forces dans
l’environnement. On parle d’ésotérisme ??
Moyen d’action d’un muscle = mobiliser les leviers osseux (biceps raccourci => rotation du coude - décri
en biomécanique). Cela est permis par une contraction musculaire (étudiés en physiologie musculaire),
elle-même permise par des mécanismes moléculaires (étudiés en biochimie).
La biomécanique = étude de l’effet de la contraction d’un muscle sur la mobilité osseuse.
On détermine 2 grandes catégories de paramètres :
La cinématique
¾ Amplitude articulaire
¾ Calcul des centres articulaires fonctionnels
= centre de rotation de l’articulation : en chirurgie, quand on reconstruit l’articulation c’est
important pour qu’il n’y ait pas de frottements.
La cinétique
¾ Les forces : de résistance, de friction
¾ Le moment des forces : selon la distance du muscle, le moment et l’efficacité.
Le moment = Force x Distance (par rapport au centre d’application).
Les propriétés du muscle squelettique :
Propriétés physiques : décrites pour un muscle inerte
Propriétés contractiles = propriétés du muscle vivant, car le muscle est un tissus excitable.
Le muscle seul est inutile. On a des couples nerf/muscle, avec interconnexion entre nerf et muscle.
Ö Un circuit en boucle avec efférences + afférences.
Muscle = moteur de l’action (organe moteur) + organe sensoriel :
¾ La proprioception = on connait la position du bras si on a les yeux fermés.
La proprioception est étudiée par observation comportementale : on demande au patient,
après avoir fermé les yeux d’effectuer un mouvement... Car c’est un sens pratiquement
inconscient.
3è propriété du muscle : sa consommation d’énergie (en biochimie).

Interaction muscle/système nerveux :
Action ≠ motricité :
La motricité = étude des propriétés de la contraction musculaire dans le cadre d’une action à réaliser
(≠ in vitro).
La motricité est étudiée :
¾ par la physiologie musculaire
¾ la biomécanique
¾ la bioénergétique
Ù étudier quelles sont les conséquences mécaniques/énergétiques de la contraction
musculaire.
Cette motricité est élémentaire : on a du mal à étudier la motricité d’un seul muscle, car les ≠ muscles
interagissent les uns avec les autres.
Ö Etude des coordinations entre les muscles (notamment AND articulations) : étude de l’ensemble
des muscles pour effectuer une action spécifique.
La motricité = l’étage inférieur des actions du muscle.
Action = le niveau supérieur : l’action se réfère vers une motricité dirigée vers un but (attraper un
stylo). Action Ù intention.
L’action est liée aux fonctions supérieures (je décide du chemin que je vais prendre…). Liée à :
¾ Vision : les buts de nos actions sont souvent liés à la vision.
¾ Somesthésie = sensations corporelles : déplacer son bras => informations sensorielles sur la
longueur du muscle.
La pression de la plante des pieds, si on penche d’un côté.
Ces infos permettent de coder l’action de façon précise.
La somesthésie Ù la proprioception = sens de la position qui émane du muscle.
Tout élément moteur = commande musculaire physiologique implique de la somesthésie : un
retour d’info du muscle vers le système nerveux. = la base de l’arc réflexe.
¾ Coordination
Le répertoire moteur :
La physiologie musculaire : grande richesse du territoire moteur + grande coordination du cerveau entre
membres sup/inf durant l’escalade...
Coordination nécessaire pour sauter une haie en sport… mais on n’a pas conscience dans la vie de tous les
jours de tous ces calculs.
Dans 95% des cas : on pose toujours le même pied sur la 1è marche de l’escalier.
Ö 10 mètres avant l’escalier on calcule le nombre de pas.
La motricité sert :
à bouger
à ne pas bouger = la statique, maintien d’une position.
Ù pour résister à des perturbations
Ù absorbtion d’une force/poids AND une articulation, pour une résistance.
¾ par exemple pour lutter contre l’accélération d’un ascenseur
Ö action musculaire pour ne pas fléchir les genoux.
¾ Lors de la marche, les muscles de la jambe absorbent le poids du corps pour ne pas fléchir la
jambe.
Ö Ces muscles absorbent de l’énergie plutôt que de fabriquer de l’énergie pour l’environnement.

Le centre de masse :
Lorsqu’on se tient droit, le centre de masse passe au milieu du pied.
Lorsqu’on se penche : il faut toujours que le centre de masse passe au niveau du pied
=> on lève les bras pour ne pas être en déséquilibre…
En permanence on a des régulations inconscientes de la posture = motricité automatique réalisée à notre
insu. Lorsqu’on porte un verre : perturbations du poids compensées.
Notion de voie finale commune :
Quel que soit le mode d’action ou de motricité utilisé, on a une voie finale commune = des éléments
communs à tous les modes d’action.
La voie finale commune = le muscle + les nerfs qui commandent ces muscles + les neurones de la moelle
épinière qui commandent les muscles = motoneurone.
L’acte volontaire : le cerveau ordonne. Et dans la moelle épinière, le motoneurone qui commande un
muscle.
L’arc réflexe : la moelle épinière fait agir
=> point de départ différent de l’action mais on a toujours un motoneurone et un nerf périphérique
qui va vers un muscle.
Ö On retrouve bien le fait que la voie finale commune = le motoneurone de la moelle épinière + nerfs
qui commandent le muscle + muscles.
Mises en jeu de la motricité :
La plus simple = le réflexe : le muscle est commandé par la moelle. Réponse simple, brève,
stéréotypée.
Exemple :
¾ Le réflexe ostéo tendineux à l’étirement = réflexe myotatique, réflexe à l’étirement…
¾ Le réflexe pupillaire (pour optimiser la vision, ajuste le diamètre de la pupille).
Des automatismes innés : toujours AND la moelle épinière + AND tronc cérébral. Les réponses
sont stéréotypées mais bien contrôlables.
Exemple :
¾ le maintient de la position debout : on peut décider de bouger à droite, à gauche…
¾ la respiration, la marche… = automatismes innés.
Les automatismes acquis. (≠ les réflexes qui sont innés)
Exemple :
¾ S’arrêter au feu rouge = automatisme ≠ réflexe.
Les commandes motrices sont réalisées par des structures sous-corticales ou corticales, AND
cerveau. Ces réponses sont + élaborés.
Elles peuvent se développer de façon autonome, mais avec une supervision volontaire très stricte.
Exemple :
¾ l’écriture
¾ conduite…
Une grande partie d’automatisme + contrôle volontaire permanent.
Sert à faire gagner des ressources, on a moins à se concentrer. On peut conduire + écouter la radio…
Action volontaire = motricité volontaire (ou intentionnelle) : commande issue de réseaux corticaux
comprenant le cortex préfrontal en avant du lobe frontal, répertoire infini : les gestes faits
occasionnellement sont volontaires, comprennent peu d’automatismes.

Dans la vie de tous les jours, on a peu d’actions purement volontaires : on fait intervenir des mécanismes
innés, acquis.
• Exemple :
On se concentre sur le mot, et la main écrit toute seule.
Rarement que des mouvements réflexes… mélange de réflexe, d’automatisme et de volontaire.
• I. Exploration de la fonction musculaire (niveau macroscopique) :
Î Force et puissance :
Par des capteurs de forces = dynamomètres, poids
=> examen analytique du corps : pour chaque mouvement, quelle est la force que l’on peut exercer ?
Par exemple :
¾ chez les sportifs : pour évaluer le programme d’entraînement.
¾ + chez les patients pour comparer les 2 côtés : si déficit d’un côté, c’est qu’on a une
pathologie.
+ évolution dans le temps : est-ce que le patient se dégrade ?
Souvent les études se font muscle par muscle…
Î Endurance :
Evolution de la force au cours du temps (cf énergétique musculaire)
Exemple :
¾ Pour sportifs
¾ Pour la rééducation : le but = que le patient puisse marcher de plus en plus longtemps…
Ö On est de moins en moins épuisé.
Î EMG = électromyogramme
= étude de la relation entre muscle et nerf : enregistrement de l’activité électrique du muscle.
L’activité électrique du muscle reflète :
¾ Commandes du système nerveux pour le muscle
¾ Plus normalement (en physio), reflète la force produite par le muscle. L’activité électrique
doit être proportionnelle à la force développée.
Î Analyse du mouvement = approche fonctionnelle = on s’intéresse à la fonction du muscle : peut-on
coordonner ses mains pour saisir qqch, ses jambes pour marcher…
On étudie la fonction globale : ici, si un muscle marche mal et que l’autre compense, pas de souci
tant qu’on arrive à marcher…
● Sur électromyogramme (avec électrodes – aiguilles de seringue hypodermique- dans les muscles) :
Avec une activité volontaire soutenue : on maintient son bras dans une position, soulevant un poids :
l’activité électrique augmente en fonction du temps car le muscle se fatigue
Ö il faut plus de commande pour maintenir le même niveau de force. (=effort soutenu)
Ö + augmentation de la contraction musculaire si l’objet porté est plus lourd.
● Autre façon d’explorer la fonction musculaire en plus de l’activité électrique du muscle : par stimulation
électrique/ une stimulation magnétique transcrânienne (on injecte un courant dans le cerveau).
Principe de la stimulation magnétique : si on produit un champ magnétique sur un conducteur, on induit du
courant. Et la stimulation électrique transcrânienne déclenche une activité motrice du bras, du pied...
Ö On vérifie si les voies de commande de la motricité du cerveau au muscle sont intactes. Mesure de la
latence = durée…

Tout un ensemble de muscle vont alterner leur commande musculaire : des muscles agissent de façon brève
ou prolongée en fonction du mouvement commandé.
Est ce que le cerveau arrive bien à réaliser l’alternance entre mouvements des différents muscles ou est ce
que c’est le bazar ?
Le problème vient du cerveau ou du muscle ?
L’analyse quantitative du mouvement :
Grâce à des marqueurs (sur le doigt par exemple). Et une caméra infra rouge filme.
• Exemples :
1è expérience : attraper un objet.
Il y a des patients qui voient normalement, mais n’arrivent pas par exemple à diriger leur main vers
un objet pour le saisir (on croirait presque qu’ils sont aveugles).
2è expérience : attraper un objet en mouvement.
Normalement, le cerveau peut très rapidement réagir à ≠ situations et faire une correction très rapide
du mouvement si l’objet à saisir change de trajectoire par exemple.
Ca permet de savoir si le dialogue entre les afférences et les efférences est correcte.
3è expérience : analyse quantifiée de la marche.
On peut reconstituer le mouvement de marche d’un patient par informatique (grâce aux capteurs).
Ö On calcule les amplitudes articulaires physiologiques du geste
Ö On calcule la coordination entre membres gauches et droits…
Ö On trouve l’origine du problème dans la motricité.
Grâce aux capteurs, on étudie l’évolution des forces AND la pointe du pied : on détermine si le patient a un
problème pour soulever, ou pour poser le pied…
• II. La structure des muscles :
Le muscle s’insert grâce aux tendons. Les tendons sont en continuité avec l’aponévrose qui entoure le
muscle.
A l’intérieur :
Un ensemble de faisceaux dans le muscle.
Faisceaux avec fibres
Fibres avec filaments.
Une fibre musculaire = une cellule géante avec plusieurs noyaux (polynucléé).
10 -> 100 micromètres de diamètre
Longueur -> 30 cm.
Dans les fibres musculaires = cellule musculaire :
Des myofibrilles, avec des myofilaments avec des filaments d’actine ou de myosine.
Au microscope électronique, des zones + ou – denses, foncées.
Bande sombre = disque A (anisotrope)
Bande claire = bande I (isotrope)
Voir le cours d’histo…