Cours théorique 1: Physiologie musculaire et production de la force (C. Duclos) Flashcards
plaisir
On dit de la fonction musculaire qu’elle présente des des capacités _
d’adaptation face aux contraintes répétées (mécaniques ou physiques)
On cible dans ce cours, deux capacités de base de la fonction musculaire:
1) capacité à mobiliser une articulation dans toute son amplitude physiologique
2) capacité de production de la force
Un muscle produit à l’aide de l’énergie chimique, l’énergie _
mécanique
Les muscles permettent au corps de maintenir et contrôler sa _ en plus de permettre le _
contrôler sa posture / permettre le mouvement
Deux éléments sont essentiels à la capacité de mouvement de l’Homme:
1) la boucle sensi-motrice
2) le système nerveux central
La boucle sensi-motrice et ses récepteurs sensoriels spécifique des muscles permet au système nerveux central de:
de connaître les mouvements, les longueurs, les positions des segments et les forces
Le muscle squelettique volontaire est de type:
strié
La fibre musculaire striée est très fine et peut être très longue. Donner: 1) son diamètre en um 2) sa longueur maximale en cm
1) 10 à 80 um de diamètre
2) jusqu’à 25 cm de longueur
Un muscle se compose de plusieurs faisceaux musculaires, dans chacune des faisceaux se construit des _ qui sont elle même composées de _
myofibrilles qui se composent de myofilaments d’ACTINE ET DE MYOSINE
Chaque myofibrille est divisée, dans sa longueur, en _
sarcomères
La longueur d’un sarcomère, en um, est de:
sarcomère = 2 um de longueur
Un sarcomère est défini entre deux disques _
entre deux disques Z
Une vue microscopique d’un sarcomère nous montre une bande I claire à cause des myofilaments de _
myofilaments d’actine = claire (isotrope)
Une vue microscopique d’un sarcomère nous montre une bande A sombre à cause des myofilaments de _
myosine = foncé (anisotrope)
La ligne M se situe au milieu de la bande _
Ligne M au milieu de bande H
Les myofilaments d’actine sont des filaments fins installés de part et d’autre du _
actine sur les bords de disque Z
Point de vue épaisseur, les myofilament de myosine sont plutôt _ alors que les myofilament d’actine sont plutôt _
myosine = épais alors qu’actine (et autres protéines) = mince
Réticulum sarcoplasmique = réserve de _ qui sert à _
Ca 2+ sert à déclencher et maintenir la contraction musculaire
Autour des sarcomères (donc autour de de myofibrilles), on retrouve en triade les 3 éléments du réticulum sarcoplasmique: _
1) tubules transverses (tubules T)
2) tubules longitudinaux
3) citerne terminaux
* voir schéma
Filaments épais = filament de myosine =
protéines de myosine construite en polymère (polymérisées)
On trouve la tête de myosine et la queue de myosine. Laquelle est active dans la contraction ?
La tête de myosine tourne pour contraction, active
Les têtes de myosine sont placées comment ?
Toutes les têtes de myosine sont placées aux extrémités du filament épais ou myofilament épais
La protéine de _ forme le cytosquelette du sarcomère, lequel est essentiel à maintenir les filaments épais en place dans le sarcomère
la protéine de titine permet la fonction de cytosquelette du sarcomère
Les filament fins (ou minces) sont majoritairement composés de 3 protéines (mais autres):
1) actine (monomère)
2) troponine
3) tropomyosine
Les sites dits actifs sur l’actine monomérique du sarcomère sont:
site actif = site de liaison entre actine monomère et tête de myosine
Au repos, je cache les sites actifs (de liaison):
la tropomyosine cache les sites actifs
Je suis sensible au calcium donc avec Ca 2+ je déplace, en changeant de forme, la tropomyosine:
la troponine (je permet pont actine-myosine) *voir schéma
L’enveloppe d’une cellule musculaire striée, d’une fibre musculaire, est appelée:
sarcolème (dans lequel s’articule le réticulum sarcoplasmique)
L’endomysium recouvre quoi ?
L’endomysium (tissu conjonctif) recouvre les cellules musculaires
Les fascicules (regroupement de fibres) sont regroupées pour former le muscle qui est recouvert par le _
périmysium (tissu conjonctif)
Les différentes couches de tissu conjonctif sont principalement faites de 2 protéines:
élastine et collagène formes les tissus conjonctifs
Les différentes couches de tissu conjonctif se regroupent aux bouts du muscle pour former:
les tendons
Le terme fascia est généralement utilisé pour décrire:
fascia = épimysium (ou tous les conjonctifs)
Un muscle uni/bipenné s’insère tout au long ou de chaque côté d’une _
bande tendineuse (non sur un tendon commun)
Définir un muscle dentelé:
un muscle dentelé est un muscle qui s’insère directement sur un os, sans tendon bien défini (dentelés du troncs)
Un muscle bi/tri/quadricep a _ chefs qui ont des tendons _
plusieurs chefs ayant chacun leur tendon mais qui peuvent se combiner en un tendon commun (quadriceps fémoral)
La coupe transversale d’un muscle est dans le sens de _
coupe transversale = dans la ligne d’action
La coupe physiologique d’un muscle est dans le sens _
coupe physiologique = dans le sens des fibres musculaires
Un muscle fusiforme a un _ à chaque extrémité
muscle fusiforme = tendon aux deux bouts
Un muscle segmenté =
muscle divisé en plusieurs segments joints par des tendons
Grand angle de pennation = _ = _ de déplacement
grand angle de pennation = grande force de traction = peu de déplacement
Faible angle de pennation = _ = _
faible angle de pennation = moins de force = beaucoup de déplacement, rapidement
Muscle avec grand angle de pennation = _ de sarcomères (inverse pour faible angle)
grand angle de pennation = moins de sarcomères en série
La valeur de référence de la force en Newton par cm carré de surface physiologique =
30-40 N/cm2 de surface physiologique (voir variation selon angle dans schémas)
L’innervation motrice des muscles est assurée par les _
innervation motrice musculaire par motoneurone alpha
Le corps cellulaire du motoneurone alpha est situé dans la _ de la moelle épinière
corne antérieure
Le motoneurone alpha va synapser vers 100 à 1000 fibres musculaires par le biais des _
synapse par plaque motrice sur chaque cellule musculaire (fibre) (souvent au milieu de la fibre)
L’unité motrice comporte trois éléments:
unité motrice = la fibre musculaire, le motoneurone alpha et la plaque motrice
Le nombre de fibres musculaires associées à un motoneurone varie en fonction de _
nombre de fibres associées au motoneurone varie selon la précision requise par le groupe musculaire (ex: quadriceps vs muscles extra-occulaires
Les _ assurent de transmettre la sensibilité aux mouvements et à la position vers le SNC via les _
Les fuseaux neuromusculaires assurent de transmettre la sensibilité aux mouvements et à la position vers le SNC via les motoneurones gamma
Vrai ou faux: Les muscles intra-fusales produisent de la force ?
Faux. Leur fonction est de tendre les fuseaux neuromusculaires pour donner l’information sur l’étirement du muscle
2 types de récepteurs sensoriels sont présents dans le muscle:
Récepteurs sensoriels des muscles:
1) Fuseaux neuromusculaires
2) Organes tendineux de Golgi
Les deux types de fibres musculaires sensorielle sont::
fibres musculaires sensorielles type Ia et II
Donner un exemple de réflexe myotatique:
réflexe rotulien (marteau)
les organes tendineux de Golgi sont encapsulés dans _ sont sensibles à _
appareil tendineux de Golgi = encapsulé dans le tendon du muscle et sensible à la tension (donne donc indication sur la force développée)
Énumérer les étapes entre l’envoie de l’influx nerveux moteur depuis la corne antérieur via le nerf mixte:
l’influx nerveux suffisant se propage vers la plaque motrice, au bouton pré-synaptique, dans lequel son entrée libère des ions Ca2+ qui active la formation de vésicules d’acéthylcoline qui sera libérée dans la fente synaptique et qui se fixe au récepteur post-synaptique qui font la dépolarisation des myocites
Les ions K + se retrouvent surtout _ la cellule musculaire
ions K+ surout dans la cellule
Les ions Na+ et Cl - se retrouvent surtout _ de la cellule musuculaire
ions Na+ et Cl- surtout à l’extérieur
Le potentiel de repos du myocite est entre _ et _ mV
potentiel de repos entre -80 et -90 mV
La dépolarisation qui se propage le long de la fibre musculaire à une vitesse de 3 à 5 m par seconde ouvre les canaux _ du _ qui libèrent _
dépolarisation = ouverture des canaux calcique Ca 2+ voltage-dépendant du réticulum sarcoplasmique libérant le Ca2+ dans la cellule musculaire
Je suis en forte concentration dans la fente synpatique pour permettre un arrêt de contraction ou une nouvelle contraction
acéthylcoliestérase qui détruit acéthylcoline dans fente synaptique
Les étapes du complexe actine-myosine:
la troponine, sensible au calcium libéré par le réticulum sarcoplasmique, change de forme en déplaçant la tropomyosine qui cache les sites de liaison actine-myosine
La déformation de la tête de myosine, la bascule/ rotation, provoque un glissement des myofilaments _
rotation tête myosine = glissement actine (= RACCOURCISSEMENT DU SARCOMÈRE)
La rupture du pont actine myosine est causée par _
rupture du pont car la lyse d’une liaison P de l’ATP au site enzymatique, ce qui donne de l’ADP fixé à la tête de mysosine qui engendre a rupture du pont
Est-ce que seule la présence du Ca 2+ dans l’espace cellulaire est suffisant pour exposer els sites actifs ?
Non, il faut une concentration minimale pour maintenir la déformation de la troponine et dégager la tropomyosine
À l’arrêt de l’influx nerveux moteur, le réticulum sarcoplasmique ne _ en plus de certains mécanismes de résorption du Ca 2+dans le réticulum comme:
plus d’influex = plus dépolarisation = pas de libération de Ca 2+ et en plus de mécanismes comme pompes à Ca 2+ et calséquestrines
La rigidité cadavérique vient de _
l’absence d’ATP pour briser le pont actine-myosine et relaxer le musccle
Vrai ou faux: lors de la contraction excentrique, il y a une fixation de la tête de myosine aux sites actifs de l’actine, le tout sans rotation de la tête de myosine.
Vrai, excentrique = pas de rotation des tête de myosine
Le potentiel d’action d’une unité motrice se fait sur environ _ ms
potentiel d’action unité motrice sur environ 5 ms
La différence de potentiel entre polarisation et dépolarisation est d’environ _ mV
différence entre 2 pics = environ 200 mV
Dans la nature, les potentiels d’action des unités motrices sont _ et ont des _ différentes
potentiels d’action unité motrice = désynchronisés et fréquences différentes
La lecture à la peau de l’activité électrique des muscle est faite au _
appareil lecture des sommes des dépolarisation = EMG = électromyogramme (activité électromyographique)
On distingue 3 voies métaboliques principales qui produisent l’ATP (hydrolyse en ADP et phosphate inorganique):
1) voie anaérobie alactique (non-glycolytique)
2) voie anaérobie lactique (glycolytique)
3) voie aérobie (oxydative)
La phosphate inorganique est transporté par la _
transport de P par phospo-créatine
Le phosphate inorganique de la phosph0-créatine es transférée en ATP sous l’action catalytique de quelle enzyme ?
ATP verss ATP selon enzyme créatine kinase
Vrai ou faux: le cycle de reformation de l’ATP débute dès que le stock d’ATP diminue un moindrement ?
Vrai, quasiment instantanné !
En général, puissance/travail maximal(e) de la voie métabolique anaérobie alactique ?
environ 6000 W ou 30 KJoules
La durée maximale de la voei anaérobie alactique (non glycolytique) à contraction maximale est de _ s
5s maxi pour contraction maximale anaérobie alactique
On associe une durée maximale de _ s à _ s à la voie anaérobie lactique (glycolytique)
max de 10 à 120 s pour anaérobie lactique et environ 3000 W et 90n kJ
On associe une puissance/travail max de _ et de _ pour une voie glycolytique que l’on associe
3000 W et 90 kJ
Temps max de contraction pour anaérobie lactique ?
30 s = contraction max
Les réaction glycolytique ont lieu au centre la cellule muscualire, dans le _
réaction voie glycolytique dans sarcoplasme
La voie oxydative a besoin d’un oxydant, _,, et de _ ou de _
voie oxydative = besoin d’O2 et de glucose ou acides gras (ou même acides aminés si déficit calorique)
Les 3 principaux produits de la voie aérobique sont:
le CO2, l’eau et l’ATP en grande quantité = produits de la voie oxydative
4 étapes de la voie aérobie pour produire ATP:
1) glycolyse (ou néoglucogénèse à partir d’acides gras)
2) Oxydation des pyruvates
3) Cycle de Krebs
4) Chaîne respiratoire
Latence de la voie aérobique:
latence aérobique environ 2 min
Puissance maximale approximative de la voie aérobique:
environ supérieur à 1000 W de puissance maximale pour voie oxydative
La durée maximale de la voie aérobique est plus souvent limitée par concentration du substrat ou système cardio-vasculaire ?
Voie oxydative plus limitée par système cardio-vasculaire
La dette en Oxygène est issue de _
latence de 2 min du système aérobie = dette en oxygène
Vrai ou faux: les unités motrices ne peuvent combiner les voies métaboliques car incompatibilité avec la stimulation du motoneurone ?
Faux, combinaison, mais usage principal d’une certaine voie métabolique par les fibres musculaires
Le type de chaque unité motrice est définie par _
type d’unité motrice est définie par type motoneurone associé (selon capacité oxydative)
On distingue 3 type d’unités motrices:
1) type lente oxydative ou type I
2) type rapide glycolytique oxydative ou type IIa
3) type rapide glycolytique ou type IIb
voir synonymes
Pourquoi toutes les unités motrices doivent utiliser les 3 voies métaboliques ?
Afin de pouvoir refaire continuellement leurs réserves d’ATP = utilisation des 3 voies
muscle lent = muscle _
muscle lent = muscle tonique
muscle rapide = muscle _
muscle rapide = muscle phasique
Les proportions des différents types d’unités motrices peuvent varier selon l’_ ou l’ _
proportions de type d’unités motrices varient selon l’inactivité ou l’entraînement
Le diabète de type II ainsi que l’obésité amènent une _ et donc une proportion plus élevé d’unités de type _
diabète type II et obésité = insulino-résistance = moins de glucose dans les cellules pour voie oxydative (utilisation des voies plus rapides) = proportion plus faible d’unités de type I (plus fatigables les diabétiques)
L’inactivité et l’âge font varier la _, la ainsi que la _
inactivité = variation dans les proportion de fibres, diminution de la capacité oxydative et diminution de la sensibilité à l’insuline
3 aspects mécanique fondamentaux de la contraction musculaire:
1) force
2) vitesse de raccourcissement
3) longueur musculaire
On distingue l’étude du muscle _ et du muscle _
Muscle entier vs muscle in situ
voir modèle de Hill
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La courbe longueur musculaire selon tension dans le muscle est appelée:
courbe tension longueur = myogramme
La force de résistance passive d’un muscle augmente de mainière non-proportionnelle, comme _
muscle passif = comme un ressort
Un muscle est plus rigide à sa longueur _
plus grande rigidité du muscle à sa longueur maximale
Le temps de demi-relaxation (entre pic tension et moitié de tension) chez l’humain selon les types d’unités motrices, est _
temps de mi-relaxation entre 50 et 150 ms selon type de fibres
La secousse musculaire se divisent ainsi:
secousse = phase contraction et relâchement (tangentielle)
Qui est à l’origine du décalage entre l’mpulsion unique d’un muscle en contraction isométrique (état actif) et la secousse musculaire ?
la mise en tension des tendons (composante élastique série)
Fonction de la composante élastique série:
élastique série = protéger muscle de contraction soudaine
La secousse musculaire isolée est plu longue dans un muscle type I ou type II(a ou b) ?
secousse isolée plus longue dans type 1
Comment obtenir une contraction musculaire constante ininterrompue ?
Atteintre une fréquence de tétanisation = fréquence de fusion/critique
Fréquence critique de tétanisation chez l’humain =
20 Hz = fréquence de tétanisation minimale pour contraction constante
Vrai ou faux: le niveau de l’état actif augmente suite à la première secousse ?
Vrai, de 7 à 16 fois chez l’humain
Le muscle est à son plus fort à sa longueur _
le muscle est le plus fort à sa pleine longueur car tension active et passive (glissement des myofilaments d’actine)
voir codex myogramme isotonique
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Le muscle est un tissu conjonctif (en plus de ceux à proprement dits qu.il contient) donc aux propriétés_
viscoélastiques
Voir diagramme tension en fonction de longueur du muscle
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Un muscle commence à produire de la tension à _ % de sa longueur de repos
tension débute à 50 % de la longueur de repos
plateau de tension du muscle à environ _ % de sa longueur de repos
plateau tension max à 90 % de la longueur du sarcomère (autour de 2 um)
Pour avoir une élongation de de 180 % de la longueur de repos du muscle, il faut _
180 % = muscle lésé = pas pour muscle in situ sain mais plutôt en expérimentation
voir variation de force en fonction de longueur et de glissement des myofibrilles
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VOIR COURBE DE TENSION ACTIVE PASSIVE ET TOTALE
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Quelle contraction produit le plus de tension (réfléchir pourquoi) ? concentrique versus isométrique ?
isométrique (car toujours autant de sites actifs exposés sur myofilaments)
Quelle contraction produit le plus de tension (réfléchir pourquoi) ? excentrique versus isométrique ?
excentrique (résistance passive)
À cause du délais de formation des ponts actine-myosine, plus la vitesse de contraction est rapide, plus la force est _
vitesse rapide = contraction faible
La force maximale excentrique représente environ _ % de la force maximale isométrique
140 % de force isométrique = force excentrique maximale
On dit qu’à _ % de la vitesse maximale de contraction (contraction sans charge) tout comme de la force maximale isométrique, la puissance est optimale.
30 % de vitesse max et force isométrique max = puissance max (voir courbe tension-vitesse)
Chaleur d’activation:
(ou de maintien ou de maintenance dans les contractions tétaniques) qui est associée avec l’état actif. Cette chaleur est présente dans tous les types de contraction. Elle est liée aux mécanismes d’utilisation de l’ATP.
Chaleur de raccourcissement:
qui ne s’observe que durant la contraction avec raccourcissement. Elle est absente au cours de la contraction statique et dynamique excentrique.
Chaleur de relaxation:
qui résulte de l’énergie emmagasinée dans les composantes élastiques-série au cours de la contraction. Cette énergie est libérée sous forme de chaleur quand le muscle se relâche : les composantes élastiques séries étirent alors la composante contractile du muscle.
_ % de l’énergie du muscle est produite sous forme mécanique
20 % d’énergie mécanique pour le muscle
80 % de l’énergie du muscle sous forme _
80 % de l’énergie du muscle sous forme 80 %
Chaleur du muscle dispersée en 2 phases:
1) chaleur initiale
2) chaleur de recouvrement
Chaleur de recouvrement:
Cette chaleur s’observe sur de longues périodes et à faible intensité. Elle est associée à la reconstitution des réserves énergétiques du muscle (PC et glycogène). Elle survient après la contraction, quand le muscle ne se contracte plus
Le développement d’une force musculaire maximale implique une stimulation nerveuse dite _
stimulation supra-maximale = contraction totale maximale (douleur et autres facteur psychologiques)
Il est possible d’augmenter la commande nerveuse de 10 à 20 % par _ ou _
augmentation de 10 à 20 % de la commande motrice / force maximale par l’hypnose ou la rétroaction visuelle de la force
malgré tout, il Nest pas possible d’atteindre la force de contraction maximale d’un muscle. Raison logique probable ?
pour protéger système musculo-squelettique, pas de force maximale des muscles
Voir notions de biomécaniques
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Pourquoi donner les infos de bilan musculaire analytique numérique en Nm (moment) ?
momment = universel = ne dépend pas de l’endroit où l’on place le dynamomètre (voir relations)
2 types de mesures de force musculaire où il est indiqué de mettre un résultat en unité de force pure (N):
1) préhension
2) force de translation
Voir aspect physiologique section système nerveux
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Vrai ou faux: la somme de la force, de chacune des jambes, du quad en squat 1 jambe est la même que celle produite par les deux quads dans un squat 2 jambes ?
Faux. La somme des contractions unilatérales = plus grande que la force par 2 jambes (car très au-delà de force nécessaire)
3 groupes musculaires ayant des propriétés biomécaniques particulières:
1) extenseurs du genou
2) adducteurs de l’épaule
3) fléchisseurs du coude
*influence prépondérante des longueur des leviers internes
voir figure 14 courbe force-longueur
voir figure 13 courbe force selon temps
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Le délais pour atteindre la contraction force maximale est de _
délais pour atteindre force (moment) maximale par muscle = 3-4 s
Vrai ou faux: à la différence de l’atteinte de la force maximale d’un muscle,la relaxation est instantanée ?
faux, période transitoire de relaxation aussi
Voir influence de positionnement et étirement du muscle bi-articulaire
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Classer les types de contraction statique, concentrique, excentrique selon la force développée:
(excentrique > statique > concentrique)
généralement, mais variation
Les cellules nerveuse de plus petite taille, niveau excitation, _
plus petite taille = plus excitables (ex: motoneurones alpha unités type I activé en premier car plus petits et ensuite cceux de type II)
