Système musculaire, anatomie et mouvements

Transcription

1 CORRECTION TD 9 : Système musculaire, anatomie et mouvements 2- SCIENCES BIOLOGIQUES ET MEDICALES UE 2.2 S1 CYCLES DE LA VIE ET GRANDES FONCTIONS Compétence 4 : Mettre en œuvre des actions à visée diagnostique et thérapeutique 3 ECTS FICHE PEDAGOGIQUE TRAVAUX DIRIGES : TD N 9 Système musculaire, anatomie et mouvements Objectif pédagogique : S approprier les connaissances relatives à l anatomie macroscopique et microscopique des muscles S approprier les connaissances relatives à la physiologie des différents tissus musculaires Objectifs d apprentissage : (cf. livre de référence) Citer les différents types de muscles, et donner un exemple pour chacun Caractériser, pour chaque type, la régulation de la contraction Définir les termes aponévrose, tendon, et expliquer la fonction de ces 2 structures anatomiques Citer les 4 fonctions des muscles et les expliciter Comprendre l activité du muscle squelettique à partir : des propriétés des myocytes des propriétés de l actine et la myosine de la jonction neuromusculaire et le rôle de l Acétylcholine Citer les 3 voies de production d énergie (ATP) dans la contraction musculaire expliquer chacune des voies comprendre les liens entre la physiologie de la contraction d un muscle et l exercice physique Connaître la définition des mots flexion, extension, rotation, abduction, adduction Savoir situer les principaux muscles squelettiques suivants sur un schéma des principaux muscles squelettiques superficiels: Masséter, Zygomatique, Sternocléidomastoïdien, Grand pectoral, Oblique externe, Droit de l abdomen, Biceps et Triceps brachial, Deltoïde, Adducteurs de la cuisse, groupe du Quadriceps fémoral (droit fémoral, vaste latéral, vaste intermédiaire, vaste médial, droit fémoral), Trapèze, Grand dorsal, Grand et moyen glutéal, Gastrocnémien, transverse de l abdomen ( figures 6.21 et 6.22 Marieb/ figure 8.13 Tortora) Méthodologie : Apprentissage à partir du livre de référence et du cours de Mme ZELLER Méthode : TD 2h, en groupes de 27 étudiants Lieu : A l IFSI Citer les différents types de muscles, et donner un exemple pour chacun : A. GENESTIER UE 2.2S1 Corrigé TD Système musculaire, anatomie et mouvements Page 1

2 3 types de tissus musculaires : - Tissu musculaire squelettique (fixés aux os) ; ex : biceps - Tissu musculaire cardiaque ; ex : myocarde - Tissu musculaire lisse (dans la paroi des organes creux) ; ex : tube digestif Caractériser, pour chaque type, la régulation de la contraction : - Tissu musculaire squelettique : contraction volontaire - Tissu musculaire cardiaque : contraction involontaire - Tissu musculaire lisse : contraction involontaire Définir les termes aponévrose, tendon, et expliquer la fonction de ces 2 structures anatomiques : - Aponévrose : Les termes «aponévrose» et «fascia» sont en général utilisés indifféremment l'un de l autre. Les aponévroses d insertion sont des aponévroses qui entourent les muscles, leur permettant ainsi de s insérer sur les os. Permet la liberté de mouvement des muscles et comble l espace entre les muscles. - Tendon : Cordon blanc fibreux de tissu conjonctif dense régulier qui fixe un os à un muscle ; ils possèdent une forte résistance due à leur structure en faisceaux de fibres de collagène. Citer les 4 fonctions des muscles et les expliciter : - Production des mouvements du corps. - Stabilisation des articulations et maintien de la posture - Stockage et déplacement des substances dans l organisme : stockage possible grâce à la contraction continue de muscles circulaires lisses, appelés sphincters, qui empêchent l écoulement du contenu des organes creux ; déplacement de la nourriture et diverses substances dans le tube digestif grâce à la contraction des muscles lisses. - Production de chaleur : lorsque le tissu musculaire se contracte, il produit de la chaleur= thermogenèse. Comprendre l activité du muscle squelettique à partir : des propriétés des myocytes Le tissu musculaire possède 4 propriétés (= propriété des myocytes) qui lui permettent d assurer ses fonctions : - L excitabilité électrique : c est la capacité de réagir à certains stimulus en produisant des signaux électriques (=potentiels d action musculaires).ces potentiels d action se propagent le long de la membrane plasmique des myocytes et engendrent la contraction musculaire. - la contractilité := capacité du tissu musculaire de se contracter avec force après le déclenchement d un potentiel d action musculaire. Quand un muscle se contracte, il génère une tension en exerçant une traction sur ses points d attache ; le muscle se raccourcit alors et il se produit un mouvement. - L extensibilité = c est la capacité du tissu musculaire de s étirer sans se déchirer. Cette capacité permet au muscle de dépasser sa longueur au repos et de conserver, quand il est étiré, la capacité de se contracter avec force. A. GENESTIER UE 2.2S1 Corrigé TD Système musculaire, anatomie et mouvements Page 2

3 - L élasticité = capacité du tissu musculaire de reprendre sa longueur et sa forme d origine après une contraction ou un étirement. Comprendre l activité du muscle squelettique à partir des propriétés de l actine et la myosine : Les myofibrilles s étendent sur toute la longueur d un myocyte. Chaque myofibrille est formée de 2 types de filaments de protéines qui jouent un rôle direct dans le mécanisme de la contraction : les myofilaments fins et les myofilaments épais, qui ne couvent pas toute la longueur du myocyte, mais qui se chevauchent (formant ainsi des structures régulières appelées sarcomères). Les myofilaments épais sont composés d une protéine motrice, la myosine. Les myofilaments fins sont composés principalement d une protéine motrice, l actine, 2 protéines régulatrices, la tropomyosine et la troponine La troponine (qui est liée à la fois à la tropomyosine et à l actine) maintient la tropomyosine dans sa position de blocage. Pour que l activité contractile dans un myocyte se déclenche, il faut dans un 1 er temps que les molécules de tropomyosine dégagent les sites de liaison de la myosine situés sur l actine, ce qui permet le contact entre l actine et la myosine. Remarque importante : Lorsqu un ion Ca ++ se lie à la troponine, cette dernière change de forme et ce changement de conformation éloigne la tropomyosine des sites de liaison de la myosine situés sur l actine. Par la suite, lorsque la myosine se lie à l actine, la contraction musculaire peut avoir lieu. Comprendre l activité du muscle squelettique à partir des propriétés de la jonction neuromusculaire et le rôle de l Acétylcholine Pour qu un myocyte squelettique puisse se contracter, il doit être stimulé par un signal électrique (= potentiel d action musculaire) qui est produit par un neurone moteur. Chaque neurone moteur communique avec des myocytes squelettiques ; l ensemble constitué par un neurone moteur et les myocytes qu il stimule s appelle l unité motrice. La stimulation d un neurone moteur entraîne la contraction simultanée de tous les myocytes de cette unité motrice.(rq :Les muscles responsable de mouvements précis comprennent un certain nombre de petites unités motrices). A l endroit où un neurone moteur pénètre dans un muscle squelettique, son axone s élargit et ses branches (terminaisons axonales) s approchent du sarcolemme (= membrane plasmique du myocyte) d un myocyte, sans y toucher. A l extrémité de ces terminaisons, les boutons terminaux contiennent des vésicules synaptiques remplies d un neurotransmetteur (= messager chimique). L espace situé ente le bouton terminal et la plaque motrice (= région du sarcolemme adjacente aux boutons terminaux) est la fente synaptique. La zone de communication qui se forme entre les boutons terminaux d un neurone moteur et la plaque motrice d un myocyte est la jonction neuromusculaire. Lorsqu il produit un potentiel d action, un neurone moteur déclenche un potentiel d action dans les myocytes auxquels il est relié. L arrivée du potentiel d action au bouton terminal déclenche la libération d acétylcholine (Ach), neurotransmetteur contenu dans les vésicules synaptiques. L Ach diffuse dans la fente synaptique. La liaison de l Ach aux récepteurs de l Ach insérés dans le sarcolemme du myocyte, permet l ouverture des canaux ioniques normalement fermés ce qui permet le passage de cations (surtout Na + ) à travers la membrane. L arrivée de Na+ dans le myocyte déclenche un potentiel d action musculaire. En réaction, le réticulum sarcoplasmique libère dans le sarcoplasme les ions Ca++ qu il a emmagasinés. La diffusion de Ca++ dans le cytosol entraîne ensuite la contraction du myocyte. Rq : L effet de l Ach ne dure pas car ce neurotransmetteur est rapidement dégradé dans la fente synaptique. Citer les 3 voies de production d énergie (ATP) dans la contraction musculaire expliquer chacune des voies comprendre les liens entre la physiologie de la contraction d un muscle et l exercice physique A. GENESTIER UE 2.2S1 Corrigé TD Système musculaire, anatomie et mouvements Page 3

4 Les 3 voies de production de l ATP (= les 3 sources d ATP) : - La créatine phosphate ; une partie de l ATP en excès dans le myocyte au repos sert à synthétiser la créatine phosphate.( 1 des groupements phosphate de l ATP est transféré à la créatine, formant ainsi la créatine phosphate+ ADP). Rq : La créatine est une petite molécule fabriquée dans le foie, les reins et le pancréas, et fournie par certains aliments (lait, viande rouge, poissons), puis transportée vers les myocytes. La créatine phosphate+atp fournissent suffisamment d énergie aux muscles pour une contraction maximale de 15 secondes ; énergie suffisante pour des activités vigoureuses de très courte durée, comme courir un 100 mètres. (Avec plus de créatine en stock, on aura plus d énergie durant les entraînements et on pourra prolonger l effort. Comme les réserves présentes dans les cellules ne s utilisent que pendant quelques secondes, les sportifs, surtout ceux qui pratiquent un sport demandant des efforts brefs et intenses, pourront prolonger l effort énergétique. En revanche, pour des efforts de plus longue durée, la prise de créatine n aura que peu d intérêt. Les athlètes de sports de force comme l haltérophilie, la musculation ou nécessitant des efforts brefs et intenses comme dans le sprint ou le rugby, tireront grand bénéfice de la créatine. En revanche, elle sera moins intéressante pour les sports d endurance). - La respiration cellulaire anaérobie ; lorsque l activité musculaire dépasse une quinzaine de secondes, la réserve en créatine phosphate s épuise. La source suivante d ATP est la glycolyse : dégradation d une molécule de glucose en acide pyruvique + ATP. Quand la concentration en O2 est faible à la suite d une activité musculaire intense, la plus grande partie de l acide pyruvique est convertie en acide lactique au cours du processus appelé «respiration cellulaire anaérobie». Ce processus peut fournir suffisamment d énergie pour une période de 2 minutes d activité musculaire maximale.(rq : Application IDE : Le taux sanguin de lactate est généralement augmenté dans les cas d hypoxie tissulaire que l on retrouve, notamment en cas d ischémie, d état de choc, d insuffisance hépatique sévère, d hyperthermie maligne, de sepsis ou encore de convulsions.) - La respiration cellulaire aérobie : Quand l activité musculaire dépasse une trentaine de secondes, les myocytes font appel à la respiration cellulaire aérobie, c est à dire production d ATP par les mitochondries, en présence d O2. La respiration cellulaire aérobie fournit assez d ATP pour une activité prolongée à condition que la quantité d O2 et de nutriments soit suffisante. Connaître la définition des mots flexion, extension, rotation, abduction, adduction : - Flexion : mouvement angulaire entraînant une diminution de l angle entre deux os. - Extension : mouvement angulaire qui permet l augmentation de l angle entre deux os ; sert généralement à replacer une partie du corps fléchie en position anatomique. - Rotation : mouvement d un os autour de son axe longitudinal, sans autre mouvement. - Abduction : mouvement angulaire qui écarte un os, un organe (ou une partie d un organe) du plan médian du corps. - Adduction : mouvement angulaire qui rapproche un os, un organe (ou une partie d un organe) du plan médian du corps. Savoir situer les principaux muscles squelettiques suivants : Masséter, Zygomatique, Sternocléidomastoïdien, Grand pectoral, Oblique externe, Droit de l abdomen, Biceps et Triceps brachial, Deltoïde, Adducteurs de la cuisse, groupe du Quadriceps fémoral (droit fémoral, vaste latéral, vaste intermédiaire, vaste médial, droit fémoral), Trapèze, A. GENESTIER UE 2.2S1 Corrigé TD Système musculaire, anatomie et mouvements Page 4

5 Grand dorsal, Grand et moyen glutéal, Gastrocnémien, transverse de l abdomen ( figures 6.21 et 6.22 Marieb/ figure 8.13 Tortora) A. GENESTIER UE 2.2S1 Corrigé TD Système musculaire, anatomie et mouvements Page 5

6 A. GENESTIER UE 2.2S1 Corrigé TD Système musculaire, anatomie et mouvements Page 6