Oscillations mécaniques du tissu musculaire Par S.Starikov, de Russie

Oscillations mécaniques du tissu musculaire
Par S.Starikov, de Russie - 2009
Le diagnostic manuel prévoit obligatoirement une évaluation des
caractéristiques du tissu musculaire qui changent dans le temps et qui sont :
amplitude et volume du mouvement, rythme de l’activité motrice, fréquence de
diverses contractions musculaires, mobilité des éléments moteurs, etc. En outre,
l’efficacité du traitement par des techniques manuelles dépend, dans une grande
mesure, des caractéristiques rythmiques des gestes.
Dans l’organisme humain en état normal, un grand nombre de mouvements
mécaniques d’oscillation se produisent à tout instant qui sont dus essentiellement à
des contractions musculaires, ainsi qu’à la capacité de différents tissus de changer
d’élasticité.
Parmi les oscillations permanentes, on distingue, par exemple :
• le pouls (contractions rythmées des cardiomyocytes entraînant les
contractions du cœur et le mouvement ondulatoire du sang dans les
vaisseaux qui changent de tonicité) ;
• la respiration (contractions périodiques du diaphragme et de l’ensemble
des muscles de respiration au moment de l’inspiration et de l’expiration) ;
• le péristaltisme (mouvement dû à des contractions ondulatoires des
muscles lisses du canal alimentaire ou d’autres organes tubulaires) ;
• le rythme craniosacral (« respiration primaire », micromouvements des
os crâniens et de la colonne vertébrale) ;
• la marche (oscillations du bassin, des membres inférieurs et de
l’ensemble de l’appareil locomoteur au moment du déplacement en
position debout) ;
• d’autres mouvements de nature cyclique et répétitive.
Tout mouvement peut être considéré comme un élément (ou l’ensemble) de
plusieurs oscillations de différents éléments moteurs. Les caractéristiques
physiques du mouvement oscillatoire sont les suivantes :
• L’amplitude des oscillations qui est la distance entre le point zéro et le
point extrême d’un mouvement mécanique dans le même sens (pour
certaines sources, l’amplitude est l’écart entre deux points extrêmes).
• La fréquence des oscillations qui est le nombre des oscillations par unité
de temps.
• La période des oscillations qui est directement liée à la fréquence et égale
au temps d’un cycle oscillatoire complet.
Capables de se propager dans plusieurs sens à la fois, les oscillations
mécaniques peuvent se superposer en renforçant les unes les autres (ce qui
s’appelle une résonance) ou bien, au contraire, en provoquant une extinction de
l’amplitude d’oscillation.
Considérant l’élément neuro-musculaire et les myofibrilles comme la
principale force motrice des mouvements oscillatoires dans l’organisme humain,
on peut supposer que la périodicité des processus d’excitation et d’inhibition dans
un myocyte qui provoquent ses contractions et décontractions alternatives est liée à
la périodicité des mouvements essentiels de l’homme.
Le potentiel d’action (PA) est une impulsion non spécifique lançant une
excitation de toutes cellules de l’organisme vivant (neurones, myocytes, cellules
sécrétoires). Pendant les expériences, en irritant le muscle par une impulsion
électrique de force supraliminaire, équivalente au PD, on obtient une contraction
musculaire de forme spécifique. Elle dure de 80 à 120 ms, en fonction des auteurs,
et comporte les phases suivantes :
• phase latente de contraction (5 à 15 ms) ;
• phase de raccourcissement (40 à 50 ms) ;
• phase de relaxation (40 à 50 ms).
Caractéristique d’une contraction musculaire.
Origine de la contraction tétanique « dentelée » et « lisse ».
L’excitabilité du muscle est différente dans des phases différentes de
contraction. Ainsi, au début de la phase latente, elle augmente, ensuite disparaît
brusquement, atteint de nouveau un niveau élevé au début de la phase de
contraction pour diminuer progressivement et rester à un niveau ordinaire tout le
reste du temps, jusqu’à la phase latente suivante. En stimulant le tissu musculaire
dans des phases différentes de contraction, on peut observer, en fonction du degré
d’excitabilité, un effet de potentialisation des impulsions qui s’accompagne de
contractions tétaniques de type « dentelé » ou « lisse ».
Une contraction musculaire isolée qui est obtenue au cours de l’expérience,
est un prototype de la contraction d’une unité motrice (UM). En faisant des
mouvements musculaires, l’homme fait appel, en même temps, à un grand nombre
de UM qui fonctionnent dans une succession bien définie. Se contractant et se
relaxant alternativement, certains des UM assurent la tonicité musculaires, alors
que de nombreuses autres sont en état de repos et n’entrent en action qu’à la
réception d’un signal approprié, après lequel leur fonctionnement se synchronise,
et la potentialisation des contractions permet de faire le mouvement programmé.
Vu la complexité des oscillations mécaniques dans l’organisme humain qui
se produisent en grand nombre, dans tous les sens, avec des amplitudes et des
périodes différentes, leur analyse présente beaucoup de difficultés. Cependant, on
peut affirmer que l’équilibre dynamique de toutes les oscillations constitue chez
l’homme un des fondements de la stabilité biomécanique, mais aussi de l’ensemble
de son système homéostatique.
Elément fonctionnel d’un muscle squelettique, l’unité motrice (UM) est un
ensemble de fibres musculaires innervées d’un seul motoneurone. L’excitation et la
contractions des fibres faisant partie d’une UM se produisent en même temps.
La théorie des filaments glissants stipule que, lors de la contraction
musculaire, les filaments d’actine se glissent entre les filaments de myosine, ces
glissements durant entre 0,08 et 0,12 s, selon les auteurs différents. A cette
fréquence, le fonctionnement permanent des myofibrilles représente une série de
fibrillations, et ce processus, qui demande beaucoup d’énergie, ne peut pas être
trop prolongé. Sa reprise dépend de la synthèse de l’ATP, molécule qui, dans tous
les organismes vivants, fournit l’énergie nécessaire aux réactions chimiques de la
cellule et dont les réserves dans une cellule musculaire s’élèvent à environ 3 à 7
mmol/l. Ce qui ne suffit que pour une succession de quelques contractions
musculaires. Pour assurer le fonctionnement des muscles, la production de l’ATP,
jusqu’à la concentration nécessaire, se fait en permanence. Et ce sont les variations
physiologiques du niveau de l’ATP dans le tissu musculaire qui donnent le rythme
optimal aux oscillations mécaniques dans l’ensemble de l’organisme.
Courbe de la synthèse et de l’hydrolyse de l’ATP
.
où U o est le niveau de l’équilibre attendu ; U min est le niveau minimum de
l’ATP ; U a est le niveau moyen de l’ATP ; U max est le niveau maximum
de l’ATP ; t est égal à 1 s. (Dobroborsky B.S., 1998)
La phosphorylation oxydative étant le moyen essentiel d’accumulation
de l’énergie dans l’organisme, on peut supposer que le rythme physiologique
du tissu musculaire dépend de la rapidité de cette réaction biochimique qui,
quant à elle, est liée à la consommation de l’oxygène lors de la respiration
tissulaire. A son tour, cette consommation dépend de la circulation sanguine
lancée par des contractions du myocarde et est en rapport direct avec la
respiration externe. C’est ainsi que la plupart des rythmes musculaires
(moteurs) chez l’homme sont liés entre eux.
En analysant les raisons historiques pour lesquelles l’homme a adopté
1 seconde en tant qu’unité de temps entière minimale, on peut supposer que
ce choix est en rapport avec le rythme biologique naturel du tissu
musculaire. La durée physiologique moyenne d’une oscillation de la
microfibrille pourrait devenir un prototype de l’unité de temps standard qui
est une seconde. L’unité de la fréquence, 1 Hertz (une oscillation par
seconde), est, à son tour, égale à la fréquence des oscillations physiologiques
du tissu musculaire.
Un relatif synchronisme du pouls (1 battement par seconde en état de
repos) et du rythme de la marche de l’homme (1 pas à la seconde) vient
confirmer cette hypothèse. Un acte de marche peut être considéré comme un
exemple du mouvement oscillatoire synchronisé universel qui se fait sous le
contrôle du système nerveux central et fait appel au fonctionnement de
divers groupes musculaires qui provoque un déplacement alternatif de
différents éléments moteurs possédant une masse et entraînant, par la force
de l’inertie, les autres éléments qui sont dans l’antiphase du mouvement et
qui suivent, à la même fréquence, comme des pendules, leur trajectoire.
On peut également observer la divisibilité par 1 Hz de la fréquence de
la respiration en état de repos : l’inspiration – 1 s., la pause à l’inspiration
(pour laisser se faire un échange gazeux) – 1 s., l’expiration – 1 s., la pause
après l’expiration – 1 s.
La recherche en matière d’oscillations physiologiques se produisant
dans le tissu musculaire de l’homme est donc en rapport avec un grand
nombre de problèmes qui sont aujourd’hui étudiés dans le cadre de la
thérapie manuelle et de la médecine en général.