Cours 1 : Physiologie neuro-musculaire Flashcards
Quelle est la fonction principale des contractions musculaire ?
Tirer sur les os
Quels sont les effets physiologiques et mécaniques des contractions musculaires ?
- Mouvements :
- déplacement du corps dans l’espace
- Posture :
- maintien et stabilisation d’une articulation
- Effets osseux :
- santé des os pour éviter la fragilisation
- Effets thermique :
- production de chaleur
- Effets vasculaires (+/-) :
- favorise une bonne circulation du sang (effet de pompe par les contractions)
- facilite le retour du sang vers le coeur
- possibilité de créer une occlusion vasculaire qui peut réduire l’apport de sang vers les muscles
- Confort :
- dégénération des muscles fessiers qui diminue le confort dans la position assise
- Utilisation du glucose :
- utilisation de l’énergie disponible, ce qui permet de contrôler les maladies comme le diabète
- Proprioception :
- contrôle des mouvements
- reconnaissance des longueurs et des positions des muscles dans l’espace
Comment le muscle est-il capable de produire de la force sur commande du SNC ?
Sa structure complexe permet de transformer l’énergie chimique en énergie mécanique qui produit une tension entre les insertions du muscle et permet ainsi le maintien, le contrôle de la posture du corps et les mouvements du corps
Quel éléments de la compostion des muscles est nécéssaire à la fonction motrice ?
Les récepteurs sensoriels spécifiques
Quels sont les deux caractéristiques principales du muscle strié ?
- Producteur de force
- Organe sensible (neuroplasticité = sensibilité au mouvement)
Quels sont les deux systèmes qui doivent intéragir pour permettre la fonction des muscles strié ?
- Le système mécanique
- Le système neurologique
À quoi servent chacun des systèmes nécéssaire à la fonction des muscles striés ?
- Le système mécanique : production de force
- Génération de la force par les tissus musculaire
- Transmission de la force par les tendons
- Le système neurologique : commande volontaire
- Déclenchement de la contraction
- Retour sensoriel
Quelles sont les caractéristiques de la fibre musculaire ?
- Contient de nombreux noyaux cellulaires
- Très fine (10 à 80 um)
- Très longue (25 cm)
- Composés de faisceaux de myofibrilles
De quoi est entouré les myofibrilles dans le muscle ?
De fibre musculaire
Quel système important est présent autours de chaque myofibrille ?
Le réticulum sacroplasmique composé de :
- Système de tubules T
- Système de citerne
** associés ensemble en triade
À quoi sert le réticulum sacroplasmique ?
Il permet la libération d’ions calcium (Ca 2+) dans les myofibrilles afin de déclencher et entretenir les contraction musculaires
De quoi se compose les myofibrilles ?
- Myofilaments d’actine
- Myofilaments de myosine
De quoi se compose la myosine (filament épais) ?
- molécules de myosines polymérisées (protéines) :
- Tête mobile
- Queue
Comment sont organisées les myofilaments de myosine ?
- Les têtes sont placés à chaque bout
- Les queues sont associées entre elles au centre de la myosine et forment la ligne M
Quel élément est essentiel pour permettre la contraction des myosines ?
Les propriétés hydrolytiques permettent aux protéines d’utiliser la molécule énergétique d’ATP pour produire leur contraction
Qu’est-ce qui permet de maintenir les myofibrilles de myosine en position ?
La titine, une protéine cytosquelette
De quoi se compose l’actine (filaments fins) ?
- L’actine mononumérique
- Troponine
- Tropomyosine
Qu’est-ce qui permet la liason entre l’actine et la myosine ?
Des sites actifs présents sur les molécules d’actine monomériques
Quel est le rôle de la tropomyosine ?
Ils cachent les sites actifs, ce qui empêche la liaison entre les molécules d’actine et de myosine lorsqu’elles sont au repos
Quel est le rôle de la troponine ?
Grâce à sa sensibilité au ions calcium (Ca 2+), elle peut modifier sa forme en la présence d’ions, ce qui a pour effet de déplacer la tropomyosine qui libère ainsi les sites actifs.
Cette réaction permet la liaison entre l’actine et la myosine
Identifie les différents composants mécaniques du muscle strié sur une vue schématique :
Identifie les différents composants mécaniques du muscle strié sur une vue microscopique :
- Les disques Z (entre) : délimite le sarcomères
- La bande I (Isotrope = laisse passer la lumière) : bande claire
- La bande A (Anisotrope = bloque la lumière) : bande foncée
- La bande H : au centre de la bande A, un peu plus claire
- La ligne M : au centre de la bande A et H, plus sombre
De quoi est formé la bande I ?
Les deux demi-bandes I, séparées par le disque Z, contient l’actine et les protéines cytosquelettiques
De quoi parlons-nous :
Il s’agit de l’élément fonctionnel de base de la fibre musculaire qui segmente la myofibrille ?
Sarcomères
De quoi est formé la bande A?
La bande A, positionné au centre du sarcomère, contient les filaments de myosine ainsi que certains filaments d’actine
De quoi est formé la bande H ?
Situé en plein coeur de la bande A, la bande H contient uniquement des filaments de myosine. Au centre de cette dernière, se trouve la ligne M qui centralise les queues de myosines.
Qu’est-ce qui est responsable de l’effet de striation du muscle strié ?
L’alternance des bandes sombres et claires due à l’organsiation spatiales des myosines et des actines
Décris l’architecture du muscle strié.
De l’intérieur vers l’extérieur :
- Myofilaments d’actines et de myosine
- Myofibrilles
- Membrane : Réticulums sacroplasmiques
- Faisceaux parallèle de myofibrilles
- Fibre musculaire
- Membrane : Sarcolème (provenance du réticulums)
- Tissus conjonctif : Endomysium
- Fascicules de fibres musculaires qui contient les vaisseaux et les nerfs
- Tissus conjonctif qui sépare les fascicules : Perimysium
- Membrane conjonctive qui regroupe les fascicules : Épimysium
De quoi se compose les tissus conjonctifs qui forment le muscle ?
- Fibres d’élastine
- Fibre de collagène
Regroupés ensemble, les tissus conjonctifs qui forment les muscles se terminent comment ?
En tendons et en insertions musculaires sur les os
Quelles caractéristiques les tissus conjonctifs donnent-ils aux muscles ?
- Sa forme
- Son élasticité
- Sa consistance
- Permet la transmission de la force active (le mouvement)
- Permet la transmission de la tension passive (la raideur)
Que peut désigner le mot fascia ?
- L’épimysium
- L’ensemble des tissus conjonctifs associés aux muscles
De quoi dépend la morphologie d’un muscle ?
Du type d’insertions du muscle sur le squelette :
- Insertions tendineuses
- Insertions directes
Quelles sont les différentes morphologies musculaires par insertions tendineuses ?
- Fusiforme : en forme de fuseau, avec un tendon à chaque extrémité du corps musculaire
- Biceps : un tendon à une insertion, auquel s’attache un corps musculaire qui se divise en deux chefs et se termine chacun par un tendon à l’autre insertion
- Triceps : avec un tendon, un corps musculaire qui se divise en trois chefs, qui se terminent chacun par un tendon
- Quadriceps : avec un tendon, un corps musculaire qui se divise en quatre chefs, qui se terminent chacun par un tendon
Quelles sont les différentes morphologies musculaires par insertions directes ?
- Unipenné : les fibres musculaires s’insérent tout au long d’une lame tendineuse, ou d’une insertion osseuse, et non sur un tendon commun
- Bipenné : les fibres musculaires s’insérant de chaque côté d’une lame tendineuse, et non sur un tendon commun
- Segmenté : plusieurs corps musculaires s’enchainent les uns à la suite des autres, joints par du tissu tendineux
- Dentelé : plusieurs corps musculaires s’insérent directement sur différents os, sans tendon bien défini
Vrai ou Faux,
La morphologie a un impact sur la fonction du muscle ?
Vrai
Qu’est-ce qui différencie la section transversale et la section physiologique d’un muscle ?
- La section transversale (en rouge) est perpendiculaire à l’axe verticale, soit à la direction générale du muscle
- La section physiologique (en bleu) est perpendiculaire à la direction des fibres musculaires
Complète la phrase suivante :
La force musculaire maximale est proportionnelle à ________________.
la surface de section physiologique
Dans quelle situation, la section transversale et physiologique sont équivalentes ?
Lorsque le muscle possède un angle de penation nul, c’est-à-dire lorsque les fibres sont parallèles à la ligne d’action du muscle comme c’est le cas pour le fusiforme.
Quelles sont les valeurs possibles pour la section physiologique ?
30 à 40 N/cm^2
Vrai ou Faux,
La valeur de la section physiologique dépend de l’âge, du sexe et du muscle étudié ?
Faux
Quel muscle est le plus fort parmi les suivants :
- Muscle fusiforme de section transversale de 25 N/cm^2
- Muscle unipenné de section transversale de 25 N/cm^2
- Muscle unipenné de section physiologique de 25 N/cm^2
Muscle unipenné de section transversale de 25 N/cm^2, car comme il possède un angle de penation, sa section physiologique sera plus grande que la section transversale.
* Ici, le muscle fusiforme possède une section physiologique de la même force que le muscle unipenné de section physiologique de 25 N/cm^2
Qu’est-ce que l’angle de pennation ?
Il s’agit de l’angle formé entre la direction des fibres musculaires et la direction générale du muscle, soit la ligne d’action
Vrai ou Faux,
L’angle de pennation dépend de la longueur du muscle ?
Faux,
l’angle de pennation dépend du nombre de fibres :
- Plus le nombre de sarcomères est élévé, plus l’angle de pennation est faible
- Plus le nombre de sarcomères est faible, plus l’angle de pennation est élévé
Quel est l’effet des muscles qui possèdent un faible nombre de sarcomères ?
Il possède un pouvoir de traction sur le tendon important, car plus le muscle est long, plus il est fort.
* Comparé à un muscle qui possède plus de sarcomères, le raccourssisement est le même, le déplacement sera différent.
Quel est l’effet des muscles qui possèdent un grand nombre de sarcomères ?
Il produit des effets de déplacement importants et rapides
Vrai ou Faux,
Plus la fibre musculaire contient de sarcomères, moins elle est capable de se raccourcir ?
Faux,
C’est plutôt l’inverse! Plus la fibre possède de sarcomères, plus elle est apte à se raccourcir.
À quoi correspond une unité motrice ?
C’est l’unité contractile fonctionnelle, soit 1 motoneurone + toutes les fibres musculaires connectées ainsi que la plaque motrice (synapse spécifique) qui les unit.
C’est-à-dire, que pour provoquer la contraction d’un muscle, le SNC peut théoriquement activer un motoneurones et toutes les fibres musculaires associées, mais pas seulement certaines fibres innervés par un motoneurone.
Quelle structure est innervées par les motoneurones gamma ?
Les fuseaux neuromusculaires qui contiennent des fibres musculaires intra-fusales.
Grâce à quelle structure les fibres musculaires intrafusales sont en mesure de remplir leur rôle?
Les fibres sensorielles Ia et II qui recouvrent chacune des fibres musculaires intrafusales.
Qu’est-ce que le réflexe myotatique ? Explique brièvement le mécanisme.
Il s’agit d’une contraction involontaire et brêve du muscle agoniste (relâchement du muscle antagoniste) en réponse à son propre étirement.
- Les fibres musculaires intrafusales s’étirent sous l’effet du choc par le marteau réflexe.
- Les fibres sensorielles Ia et II détectent l’étirement et envoient un inflex nerveaux au SNC via la voie afférente, soit par les racines rachidiennes postérieures.
- Il y a synapse dans la corne antérieure de la moelle épinière entre le nerf sensitif et le motoneurone alpha
- Les motoneurones alpha acheminent les influx nerveux aux fibres musculaires extrafusales du biceps par la voie éfferente, ce qui entraîne une contraction de ce muscle. (muscle agoniste)
- Les motoneurones alpha acheminent les influx nerveux aux fibres musculaires extrafusales du triceps, ce qui inhibe sa contraction. (muscle antagoniste). Cette réaction d’ihnbition est possible grâce à un interneurone au niveau de la moelle épinière.
Qu’est-ce que les organes tendineux de Golgi ?
Ce sont des récepteurs sensoriels encapsulés dans les tendons.
Explique brièvement le mécanisme de réflexes inhibiteurs/facilitateurs.
- Les récepteurs sensoriels détectent une tension dans le tendon dans lequel ils sont situés.
- Ils envoient un influx nerveux grâce aux fibres sensorielles Ib, soit par la voie afférente (racine postérieure)
- Grâce à un interneurone inhibiteur présent dans la moelle épinière, un signal neural facilitateur est envoyé au muscle visé par les motoneurones alpha, soit par la voie efférente.
Quels sont les deux substances qui empêche la plaque motrice entre le motoneurone alpha et le myofibrilles ? Quelles sont leurs actions précises ?
- Botox
- Empêche la libération de l’acétylcholine, ce qui empêche donc la contraction musculaire de certains muscles
- Curare
- Bloque les récepteurs post-synaptique, ce qui empêche donc que le message de contraction transporté par l’acétylcholine soit libéré
Explique brièvement le déclenchement de la contraction.
- Les éléments nécéssaires au déclenchement de la contraction sont acheminés (commande motrice et inflex nerveux suffisant).
- Une série de potentiels d’action nerveux se propagent vers la plaque motrice.
- Le potentiel d’action nerveux provoque une entrée d’ions Ca 2+ dans le bouton pré-synaptique grâce à des canaux d’ions voltage-dépendant.
- Les ions Ca 2+ déclenchent la formation de vésicules remplies d’acétylcholine.
- Les vésicules fusionnent avec la membrane des fibres nerveuses.
- Il y a libération de l’acétylcholine dans la fente synaptique, soit l’espace entre le fibre nerveuse et la fibre musculaire.
- L’acétylcholine se fixe sur les récepteurs post-synaptiques spécifiques ce qui permet l’entrée massive d’ions dans la fibre musuclaire.
- Il y a dépolarisation de la fibre musculaire (initialement à un potentiel de repos négatif autours de -80/-90 mV, car les concentrations ioniques sont maintenues à l’intérieur de la fibre par des pompes à ions).
- Un potentiel d’action musculaire se propage sur la longueur de la fibre à partir de la palque motrice à une vitesse de 3 à 5 m/s.
- Le changement de polarisation de la fibre musculaire déclenche les canaux Ca 2+ voltage-dépendant du réticulum sacroplasmique.
- La libération des ions Ca 2+ dans le sarcoplasme déclenche les mécanismes de contraction musculaire.
Comment se fait-il que nous soyons capable de cesser la contraction musculaire ?
Grâce aux acétylcholinestérases, des enzymes responsable de détruire l’acéthylcoline dans le but de libérer les récepteurs post-synaptique et ainsi permettre :
- L’arrêt de la contraction
- Une nouvelle fixation rapide d’acéthylcholine
Vrai ou Faux,
Tout potentiel d’action nerveux qui déclenche la libération d’acéthylcholine dans la fente synaptique de la plaque motrice induit un potentiel d’action musculaire (moteur) et une contraction des des fibres musculaire ?
Vrai,
Il s’agit du concept de la loi du tout-ou-rien qui découle de la valeur suffisamment basse du seuil de déclenchement.
Explique brièvement le mécanisme de la contraction.
- Les ions Ca 2+ libérés dans le sarcoplasme se lit à la troponine situé sur l’actine.
- Il y a déplacement de la molécule de tropomyosine, ce qui permet de dégager les sites actifs de l’actine.
- Une fois dégagé, les sites actifs peuvent se liés avec les tête des filaments de myosine. C’est ce qu’on appelle le pont actine-myosine.
- La formation du pont actine-myosine provoque la déformation de la tête de myosine qui bascule.
- La bascule de la tête provoque une libération de l’ADP et du Phosphate inorganique qui était fixé au site enzymatique de la myosine.
- La bascule de la tête provoque aussi une traction sur le filament d’actine.
- Le filament d’actine glisse entre les filaments de myosine, soit vers le centre du sarcomère.
- Cela provoque le raccourcissement de la fibre musculaire et permet la production de force.
- Fixation d’une molécule d’ATP sur la tête de la myosine, ce qui lui permet de se décrocher du filament d’actine en raison de la lyse de la liason énergétique qui permet un refixation de l’ADP grâce à l’hydrolyse de l’ATP en ADP + Pi.
- Glissement du filament d’actine vers l’extrémité du sarcomère, ce qui provoque un allongement du muscle (arrêt de la contraction).
- Si la concentration de Ca 2+ est suffisante pour garder les sites actifs de l’actine dégagés, la tête de myosine peut alors se fixer sur une molécule d’actine plus distante et recommencer le cycle.
- Le cycle prend fin lorsque la concentration en Ca 2+ est insuffisante.
Qu’est-ce qu’un potentiel d’action d’unité motrice ?
Il s’agit d’une donnée mesurable permettant de quantifié l’activation d’une unité motrice (un neurone moteur et plusieurs fibres musculaires) en implantant des électrodes d’enregistrement à la surface de la peau.
Qu’est-ce qu’une activité électromyographique ?
Il s’agir de la somme de tous les potentiels d’action d’unité motrice, dont la fréquence est différentes et qui ne sont pas synchronisées dans les conditions naturelles.
Voici un résumé des voies métaboliques :
- Processus anaérobique alactique :
- Produit beaucoup d’ATP
- Agit dès le début de la contraction
- À intensité max, les réserves d’ATP sont vidées après 10 sec
- Processus anaérobique lactique :
- Produit de l’ATP, mais pas autant que le premier processus
- Nécessite des enzymes
- Agit peu après le début de l’activité
- Agit lorsque l’activité à intensité max perdure dans le temps
- Processus aérobique :
- Produit aucun pic d’ATP
- Porcessus qui perdure et est durable
- Activité d’endurance
Identifie les unités motrices sur la photo suivante d’après leur coloration :
- Type 1 : Foncée (Lente)
- Type IIa : Pâle (Rapide oxydative)
- Type IIb : Moyen (Rapide glycolytique)
