physiologie

Relations physiques et contraction musculaire

Par le Dr Dario Mirra

Muscle squelettique: notes d'anatomie fonctionnelle

Le muscle est constitué de plusieurs éléments qui constituent sa structure. Les différentes unités fonctionnelles du muscle strié sont appelées sarcomères ou inocommi, véritables unités fonctionnelles du mouvement.

Pour avoir une idée claire de la manière dont le muscle crée le mouvement, et ayant déjà présenté la fonction biochimique, physiologique et neurologique à la base de la contraction musculaire, il est nécessaire d’avoir deux concepts clairs:

  1. la constitution du maillage de protéines qui sous-tend les fonctions du muscle lui-même;
  2. les relations physiques qui sous-tendent le mouvement.

1 D'un point de vue simpliste, les protéines constituant le sarcomère peuvent être divisées en 3 catégories:

  • Protéines contractiles: Actine et Myosine.
  • Protéines régulatrices: troponine et tropomyosine.
  • Protéines structurelles: Titin, Nébuline, Desmin, Vinculin, etc.

Si on observe alors une préparation musculaire au microscope, on peut facilement observer la présence de bandes de couleurs différentes, correspondant à différentes zones fonctionnelles.

Donc, d’un point de vue purement pédagogique compte tenu de ces domaines, nous avons:

  • Disques Z - Délimiter le sarcomère. Ce sont les points d'ancrage des protéines, le site des blessures lors du travail musculaire, elles se rapprochent lors de la contraction.
  • Bande A - Correspond à la longueur du filament de Myosine.
  • Bande I - Correspond à deux rangées d’Actin dans deux sarcomères contigus.
  • Bande H - Correspond à la zone située entre deux rangées d’Actin dans le même sarcomère.
  • Ligne M - Divise le sarcomère en deux parties symétriques.

Rapports spatiaux de myofilaments dans le sarcomère. Un sarcomère est bordé à ses extrémités par deux séries Z

2) D'autre part, les relations physiques sont exposées, ce qui peut aider à mieux comprendre certaines particularités du mouvement humain:

a) Relation force-longueur

La force maximale (L 0 ) dépend du degré de chevauchement des protéines contractiles. Une fibre au repos a une longueur d’environ 2, 5 microns, avec la possibilité pour le sarcomère d’atteindre des longueurs pouvant atteindre environ 3, 65 micromètres, car les filaments épais ont une longueur de 1, 6 micromètres, alors que les minces 1 micromètre. Le pic de force est obtenu lorsque le chevauchement des protéines est d'environ 2 à 2, 2 micromètres.

a) il n'y a pas de force active puisqu'il n'y a pas de contact entre les têtes de myosine et l'actine

Entre a) et b): il y a une augmentation linéaire de la force active due à l'augmentation des sites de liaison à l'actine pour les têtes de myosine

Entre b) et c): la force active atteint son maximum et reste relativement stable; dans cette phase, en fait, toutes les têtes de myosine sont liées à l'actine

Entre c) et d): la force active commence à diminuer car le chevauchement des chaînes d'actine réduit les sites de liaison disponibles pour les têtes de myosine.

e): une fois que la myosine entre en collision avec le disque Z, il n'y a plus de force active puisque toutes les têtes de la myosine sont accrochées à l'actine; de plus, la myosine est comprimée sur les disques en Z et agit comme un ressort s'opposant à la contraction avec une force proportionnelle au degré de compression (donc du raccourcissement musculaire)

b) Rapport force-vitesse

Dans les années 1940, le physiologiste Hill a déduit la relation entre force et vitesse. Le graphique représentant cette relation indique que la vitesse est maximale pour une charge nulle et la force maximale pour une vitesse nulle (la force augmente encore en cas de vitesse négative pendant laquelle le muscle s’étire en développant une tension, mais c’est une autre discours ... pour approfondir, consultez l’article sur la contraction excentrique). Le meilleur compromis entre les deux paramètres (force / vitesse) est de 30 à 40% du 1RM. Cette courbe a un caractère hyperbolique et ne peut pas être modifiée avec l’entraînement.

c) relation vitesse-longueur

Si la force musculaire est proportionnelle au diamètre transversal de la fibre, la vitesse dépend du nombre de fibres en série le long du parcours de la fibre elle-même. Donc, si nous supposions un raccourcissement du Delta L et que nous avions 1000 sarcomères en série, le raccourcissement total serait:

1000xDelta L / Delta t

Si les muscles sont plus longs, les trajectoires d'accélération plus rapides seront disponibles.

Rapport de vitesse - Hypertrophie

Quiconque s’est occupé de l’entraînement avec poids sans avoir effectué un travail d’allongement et d’étirement parallèle a facilement remarqué le sentiment de plus grande rigidité lors de mouvements sportifs ou d’activités quotidiennes normales. En fait, l'hypertrophie excessive augmente la viscosité interne et la rétraction conjonctive; on peut donc déduire que l'hypertrophie musculaire ne favorise pas les mouvements explosifs-balistiques ou de vitesse, car il est bien connu que le frottement dans le muscle doit être minimal pour permettre un glissement optimal des protéines contractiles. La force plus grande excentrique des Bodybuilders est également déductible de cette relation, car l’hypertrophie exaspérée crée de fortes frictions internes qui servent de support aux mouvements cédants.

conclusions

En expliquant la constitution du maillage structurel et les relations physiques qui lient le muscle au mouvement, mon objectif était de donner au lecteur un élément plus important pour comprendre avec un peu plus de clarté que les gestes sportifs, ainsi que les gestes quotidiens. ils vont au-delà de ce qui peut être soulevé une barre ou simplement marcher; pour être mieux compris dans leur complexité, ces gestes nécessitent une connaissance de l'anatomie, de la physiologie, de la biochimie et de toutes les matières complémentaires, ce qui permet de comprendre comment les sciences physiques sont tout sauf des improvisations par la pratique, et besoin de multiples "connaissances" englobant théorie et pratique.