Tendons et ligaments. Histophysiologie musculaire. Structure et composition du muscle. Contraction musculaire.

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1 Tendons et ligaments. Histophysiologie musculaire. Structure et composition du muscle. Contraction musculaire. 1

2 Tendons et ligaments 2

3 Tendons et ligaments Composition et structure : Composante Ligament Tendon Matériau cellulaire : fibroblaste 20% 20% Matrice extracellulaire 80% 80% Eau 60-80% 60-80% Solides 20-40% 20-40% Collagène 70-80% Légèrement plus élevé Type I 90% 95-99% Type II 10% 1-5% Substance fondamentale 20-30% Légèrement moins 3

4 Tendons et ligaments Collagène : Tendon Ligament Nordin & Frankel,

5 Tendons et ligaments Propriétés mécaniques Élastine Substance fondamentale : PG Consistance de gel Ciment Résistance mécanique des ligaments (?) tendons 5

6 Articulations du rachis Articulations des corps vertébraux : Disques intervertébraux : Anneau fibreux périphérique Nucleus pulposus Ligaments périphériques Articulation des processus articulaires Autres moyens d union : Ligaments jaunes (union au niveau des lames) Ligaments interépineux 6

7 Tendons et ligaments Structure externe : Paratenon Nordin & Frankel,

8 Tendons et ligaments Insertion à l os : Zone 1 : fin du tendon Zone 2 : mélange collagène et cartilage fibreux Zone 3 : cartilage fibreux minéralisé Fibres de Sharpey Zone 4 : fusion avec os cortical Nordin & Frankel,

9 Tendons et ligaments Propriétés mécaniques : 2-5% Nordin & Frankel,

10 Tendons et ligaments Propriétés mécaniques : Nordin & Frankel,

11 Tendons et ligaments Propriétés viscoélastiques : Nordin & Frankel,

12 Tendons et ligaments Rupture et mécanismes de blessures : Douleur sans instabilité Douleur intense + petite instabilité Douleur intense + grande instabilité Facteurs tendineux : Amplitude de la force musculaire Surface de section du tendon vs. muscle Nordin & Frankel,

13 Tendons et ligaments - résumé Collagène confère la résistance mécanique aux tendons et ligaments Arrangement parallèle dans les tendons et plus variable dans les ligaments Insertion : changement graduel Courbe contrainte-déformation Mécanisme de rupture du tendon : influencé par la section et la force du muscle Comportement viscoélastique 13

14 Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel,

15 Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel,

16 Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel,

17 Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel,

18 Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel,

19 Hystophysiologie musculaire 19

20 Introduction Trois types de muscles : Muscle cardiaque Muscles lisses (involontaires) Muscles striés (squelettiques volontaires) + de 430 muscles, dont 80 qui produisent les mouvements vigoureux Rôles du muscle Travail dynamique et statique 20

21 La cellule : généralités STAPS,

22 La cellule : généralités Le noyau : Enveloppe nucléaire Chromatine = formé d ADN Nucléole = formé d ARN 22

23 La cellule : généralités Cytoplasme : Hyaloplasme = phase liquide Réticulum endoplasmique = synthèse + stockage de lipides et de protéines Ribosomes = synthèse protéique Appareil de Golgi = stockage + sécrétion des protéines Mitochondries = production d énergie Lysosomes = digestion de substances + transport Squelette cellulaire = maintien + changement de forme + mouvement des cellules 23

24 La cellule : généralités Membrane plasmique : Deux couches lipidiques Éléments hydrophobes se font face dans la bicouche lipidique Protège du milieu extérieur Permet les échanges entre la cellule et le milieu extérieur : Endocytose - exocytose 24

25 Structure et composition du muscle STAPS,

26 Structure et composition du muscle Fibre musculaire : unité fonctionnelle du muscle Plusieurs noyaux Membrane plasmique : sarcolemme Système T = Triade (1 Tubule transverse + 2 Sacs latéraux/citernes) Jonction neuromusculaire Cytoplasme = sarcoplasme : Faisceaux de fibrilles (myofibrilles) (bandes A, I, H et strie Z) = sarcomère Hyaloplasme (particules de glycogène et mitochondries) Réticulum endoplasmique : «citernes» à Ca 2+ 26

27 Structure et composition du muscle STAPS, 2002 Bande A eu.fr/vie/dossiers/m uscles/muscles.htm #generalites 27

28 Contraction musculaire Bases moléculaires pour la contraction musculaire : Les bandes claires, I se raccourcissent Les bandes H disparaissent Les bandes sombres, A, gardent la même longueur Les myofilaments d actine et de myosine ne changent pas de longueur 28

29 Contraction musculaire La jonction neuromusculaire : Nordin et Frankel,

30 Contraction musculaire 1. Potentiel d action 2. Relargage d acetylcholine vers JNM (Jonction Neuro-Musculaire) 3. Liaison acétycholine + Récepteurs 4. Augmentation de la perméabilité de la JNM au ions sodium + potassium : PP (potentiel de plaque) 5. PP dépolarise la membrane (sarcolemme) : PAM (Potentiel d Action Musculaire) 6. Acétylcholine se transforme en acétylcholinesterase 7. PAM dépolarise les tubules transverses 8. Relargage de Ca Liaison Ca 2+ avec troponine (qui bloquait liaison actine+myosine) * 10. A + M-ATP = A-M-ATP 11. A-M-ATP = A-M + ADP + P 12. Glissement relatif des filaments 13. A-M + ATP = A + M-ATP 30

31 Contraction musculaire 9. Liaison Ca 2+ avec troponine (qui bloquait liaison actine+myosine) * 31

32 Contraction musculaire Fibres de type I = lentes Fibres de type II = rapides Sommation spatiale Sommation temporelle Propriétés visco-élastiques des éléments : Muscle prêt pour la contraction Prévient une élongation trop importante Retour à l état initial Absorption et dissipation d énergie 32

33 Contraction musculaire Sommation et tétanisation : Secousse musculaire élémentaire Temps de latence, temps de contraction, temps de relaxation Nordin et Frankel,

34 Contraction musculaire Tétanos : Nordin et Frankel,

35 Contraction musculaire Types de contraction musculaires : Travail dynamique Contraction musculaire concentrique Contraction musculaire excentrique Contraction isocinétique (vitesse de mvt constante) Contraction isoinertielle (force contre le mvt constante) Contraction isotonique (force musc. constante, sans prendre en compte l effet du bras de levier de l articulation) Travail statique : Contraction isométrique 35

36 Contraction musculaire Relation tension longueur, fibre : Nordin et Frankel,

37 Contraction musculaire Relation tension-longueur, muscle : Nordin et Frankel,

38 Contraction musculaire Relation force-temps : Relation force-vitesse Nordin et Frankel,

39 Contraction musculaire Effet de l architecture du muscle squelettique : * PCSA : physiological cross section area Nordin et Frankel,

40 Contraction musculaire Effet de la fatigue : ATP, source d énergie : ATP - > ADP + Pi (phosphate inorganique) + énergie Nordin et Frankel,

41 Contraction musculaire Voies énergétiques de la contraction musculaire : Voie anaérobie alactique : PCr + ADP => ATP + Cr ATP + Cr => PCr + ADP (énergie provient de la dégradation des aliments par les voies énergétiques) Voie anaérobie lactique ou glycolyse ou voie glycolique : (glucose)n+pi => (glucose)n-1 + glucose P Glucose P => 2 acides pyruviques => 2 acides lactiques Voie aérobie Nécessite de l O 2 41

42 Contraction musculaire 10-20% Course de fond Nordin et Frankel,

43 Contraction musculaire L unité structurelle du muscle squelettique est la fibre musculaire Les fibres sont composées de myofibrilles arrangées en sarcomère, qui est l unité fonctionnelle du système contractile Les myofibrilles sont composées de fins filaments d actine et de filaments plus épais de myosine Théorie du glissement: mouvement relatif des têtes de myosine par rapport au filament d actine (troponine et tropomyosine régulent les liens) La clé du mécanisme est le Calcium qui allume et éteint l activité contractile L unité motrice est la plus petite unité contractile du muscle 43

44 Contraction musculaire Les composantes passives s étirent ou se relâchent avec la contraction musculaire La sommation des contractions mène à la tétanisation du muscle Les muscles se contractent de façon concentrique, excentrique, isométrique dépendamment de la relation entre la tension musculaire et la force externe La force produite dans un muscle dépend de la relation longueur tension, force vitesse et force- temps L énergie dont le muscle a besoin vient de l ATP. Il existe trois formes de production d ATP dans le muscle (anaérobie alactique, anaérobie lactique et aérobie) Trois types de fibres: type I lentes, oxydatives; Type IIA rapide oxydatives glycoliques, type IIB rapides glycolytiques 44