Production de force du muscle isolé

Question 1

quelle est la source d’énergie pour la contraction? comment?

Answer 1

• ATP
• Son hydrolyse en Adénosine Di-Phosphate et Phosphate inorganique dégage de l’énergie utilisable par le muscle pour faire pivoter les têtes de myosine

Question 2

les 3 voies métaboliques

Answer 2

1. voie anaérobique alactique (non glycolytique, phosphorylation directe)
2. voie anaérobique lactique (glycolitique)
3. voie aérobique (oxydative)

Question 3

voie anaérobique alactique (non glycolytique) :
comment-à partir de quand-puissance/travail-durée

Answer 3

• réaction la plus simple et rapide, utilise de la créatine phosphate, stocké dans les muscles
• adp + créatine phosphate = atp + créatine
• débute dès que le stock d’atp diminue, presque pas de latence
• puissance métabolique/travail développé = très élevé
• durée : 5 secondes

Question 4

quelle voie est déclenchée dès le début d’un effort musculaire, peu importe son intensité?

Answer 4

Voie anaérobie alactique (non glycolytique), doit être complétée
par les autres voies si l’effort continue

Question 5

voie anaérobique lactique (glycolytique) :
comment-à partir de quand-puissance/travail-durée

Answer 5

• Réserve moyenne d’énergie : le stock du glycogène musculaire et du foie est transformée en acide pyruvique et acide lactique, la réaction est accompagnée de phosphorylation d’atp
• principalement dans un processus moyennement rapide, processus débute quand le stock de phospho-créatine diminue (après 5 sec)
• puissance/travail = moyen
• Réserve d’énergie dure jusqu’à 30 sec

Question 6

voie aérobie (oxydatif) :
comment-à partir de quand-puissance/travail-durée

Answer 6

• respiration cellulaire, cycle de krebs (nécessite de l’oxygène)
• Grande réserve d’énergie déjà dans le glucose sanguin, glycogène du foie, graisses des tissus adipeux, protéines
• Processus le plus payant mais le plus lent, latence d’environ 2 minutes
• puissance la plus petite des 3, dépend du vo2max de chacun
• réserve d’énergie dure plusieurs heures (techniquement limitée par les substrats disponibles, mais surtout le système cardiovasculaire)

Question 7

latence

Answer 7

délai avant l’activation d’une voie métabolique

Question 8

dette d’oxygène : c’est quoi et ça permet quoi?

Answer 8

1. la latence de la voie aérobique, cause un déficit momentané en oxygène
2. donc utilisation de la voie anaérobique lactique, formation d’acide lactique (ouch)
3. essoufflement à la fin de l’exercice pour augmenter le taux en O2 et réduire l’acide lactique (recréer le stock d’atp et de phosphocréatine)

Question 9

comment est-ce qu’on différencie globalement les fibres musculaires et les unités motrices?

Answer 9

• fibres : capacités oxydatives
• unités motrices : dépend du motoneurone associé et de leurs capacités oxydatives

Question 10

3 types d’unités motrices

Answer 10

1. Lente
   type 1, lente oxydative, tonique, slow twitch
2. Rapide glycolytique
   type 2b, phasique, fast-fatigable, fast twitch
3. Rapide oxydative
   type 2a, phasique, fast fatigue resistant

Question 11

les unités motrices sont spécialisées dans l’utilisation de certaines voies métaboliques : peuvent-elles utiliser les autres?

Answer 11

Oui, elles doivent utiliser les trois voies pour avoir continuellement la possibilité de renouveler
leur stock d’ATP.

Question 12

Qu’est-ce qui fait varier la proportion de chaque type d’unités motrices par muscle? Quel est le rôle de cette proportion pour la fonction du muscle?

Answer 12

• le groupe musculaire, l’inactivité et l’entrainement, l’âge
• composition du muscle selon les différents types d’unités motrices définit donc aussi les capacités du muscle à produire de la force.

Question 13

def muscle lent ou tonique

Answer 13

muscle qui est constitué principalement de fibres de type I, spécialisé en voie aérobique
ex. soléaire, qui peut maintenir une contraction pendant une longue période

Question 14

def muscle rapide ou phasique

Answer 14

muscle constitué principalement de fibres de type II, spécialisé en voie anaérobique
ex. deltoide

Question 15

quel est l’effet de l’obésité et du diabète de type 2 sur les unités motrices?

Answer 15

• entrainent une augmentation de la proportion d’unités de type II au dépend des unités de type I (voie anaérobique alactique priorisée)
• ce changement de proportion est lié à la résistance à l’insuline (dysfonctionnement du contrôle du glucose)

Question 16

Nomme les différents types de fibres musculaires ainsi que leurs principales caractéristiques métaboliques.

Answer 16

1- Fibres oxydatives à contraction lente (type 1):
- Vitesse des contractions : lente
- Voie de rég. ATP : aérobique
- Concentration myoglobine : Élevée (couleur rouge)
- Nb. mitochondries : élevé
- Nb. capillaires : élevé, vasc développée
- diamètre fibres et motoneurones : petit
- rs : peu développé
- tension : faible
- endurance : élevée

2- Fibres oxydatives à contraction rapide (2a):
- Vitesse des contractions : rapide
- Voie de rég. ATP : aérobique + un peu anaérobique
- Concentration myoglobine : faible (blanc)
- Nb. mitochondries : peu à moyen
- Nb. capillaires : peu à moyen vasc
- diamètre fibres et motoneurones : petit
- rs : très développé
- tension : importante
- endurance : faible

3- Fibres glycolytiques à contraction rapide (2b):
- Vitesse des contractions : rapide
- Voie de rég. ATP : anaérobique
- Concentration myoglobine : faible (blanc)
- Nb. mitochondries : peu à moyen
- Nb. capillaires : peu à moyen vasc
- diamètre fibres et motoneurones : petit
- rs : très développé
- tension : importante
- endurance : faible

Question 16

def muscle entier isolé

Answer 16

• il est désinséré, avec ses tendons, de ses fixations osseuses. Il peut alors
  être maintenu dans un liquide physiologique approprié et, selon les cas, stimulé électriquement
  pour étudier ses propriétés actives, contractiles (et les passives sans contraction)

Question 17

quelles sont les composantes du modèle de Hill et qu’est-ce qu’il permet d’illustrer

Answer 17

1. Composante contractile, qui modélise la capacité des myofibrilles de se raccourcir (myosine/actine)
2. Composante élastique série, qui représente l’élasticité des tissus conjonctifs aux extrémités
   de la composante contractile, i.e. principalement les tendons
3. Composante élastique parallèle, qui représente l’élasticité du tissu conjonctif présent dans
   le corps musculaire, qui est étiré lorsque la longueur du muscle est supérieure à sa longueur de
   repos, et que la composante contractile est au repos ou en contraction excentrique.

• permet d’expliquer plus simplement les phénomènes mécaniques mesurés et
  représentés par les myogrammes.

Question 18

qu’est-ce qui donne au muscle son élasticité?

Answer 18

les tissus conjonctifs visco élastique (développent une tension à l’étirement) qui participent à la composante élastique en série ou parallèle

Question 19

propriété passive : relation entre la force de résistance du muscle (donnée par ses composantes élastiques) et la longueur, soit la courbe de tension passive

Answer 19

• Plus le muscle s’allonge, plus la force nécessaire pour l’allonger d’une même longueur augmente (pas exactement linéaire)
• le muscle est plus rigide à des longueurs plus importantes (CÉ résistent jusqu’à atteindre pt de rupture)

Question 20

propriétés actives : quelle est la réponse du muscle isométrique à une impulsion électrique unique? sépare cette réponse en 2 phases

Answer 20

• entraîne, après une période de latence, une augmentation rapide de la tension suivie d’une diminution plus lente = une secousse musculaire (twitch)
• phases:
  1. période de contraction (début de la tension jusqu’au max)
  2. période de relaxation (du max jusqu’à ce que la tension atteigne 0)

Question 21

quels muscles ont ont des temps de contraction et de demi-relaxation plus longs? dans quel range ça varie?

Answer 21

• demi-relaxation = temps écoulé entre le sommet et l’instant où la tension atteint la moitié de la valeur au sommet
• temps plus longs = muscles constitués principalement d’unité motrice de type 1 (slow twitch)
• temps plus courts = muscles constitués principalement d’unité motrice de type 2 (fast twitch)
• varie entre : 50 et 150 ms

Question 22

pourquoi la tension dans le muscle isométrique s’établit progressivement même si la stimulation provoque presque instantanément une contraction?

Answer 22

• composante élastique série : tendons
• amortissent la tension produite par la composante contractile car ils doivent être étirés avant que la
  force ne soit transmise aux points d’attache de ces muscles sur le myomètre ou sur l’os quand le muscle n’est pas
  désinséré.
• Cela diminue aussi l’amplitude du pic de force

Question 23

qu’est-ce que l’état actif? compare le à la secousse musculaire (muscle isométrique entier)

Answer 23

• l’activité isolée des myofibrilles, lorsque tout le tissu conjonctif est retiré et qui ne peut donc pas amortir
• comparaison
  1. amplitude du pic de tension est plus grand
  2. temps de contraction plus court

Question 24

propriétés actives : quelle est la réponse du muscle isométrique à des impulsions électriques répétées? de quoi ça dépend et comment?

Answer 24

• Lorsqu’une seconde impulsion est appliquée avant la fin de la
  période de relaxation, le muscle développera une tension supérieure à celle de la secousse
  provoquée par un stimulus unique
• dépend de : à quel point le 2e stimulus arrive, plus il arrive tôt, plus la tension est élevée

Question 25

quelle est l’influence de la fréquence de la stimulation dans la réaction du muscle isométrique aux impulsions répétées? et si la fréquence est stable, qu’est-ce qui influence aussi la contraction?

Answer 25

-influence l’intensité de la contraction
- La tension s’accroît d’abord
linéairement avec la fréquence puis elle se stabilise à un niveau élevé pour des fréquences plus
élevées.
- Pour une fréquence de stimulation donnée, l’intensité relative de la tension dépend de la durée de la période de relaxation (pour être plus précis, on devrait dire de la durée de la décroissance de l’état actif).

Question 26

def : tétanisation complète? fréquence de fusion/critique?

Answer 26

• Quand la tension ne s’accroît plus malgré l’augmentation de la fréquence
• fréquence à laquelle la tétanisation apparait (fusion des secousses sur le graphe)

Question 27

période de relaxation et fréquence critique selon la proportion d’unités motrices du muscle isométrique

Answer 27

1. type 1
   période de relaxation longue et fréquence critique plus petite
2. type 2
   période de relaxation courte et fréquence grande

Question 28

pourquoi la tension développée dans le muscle isométrique durant la tétanisation est plus importante que celle mesurée au
cours de la secousse unique? (2)

Answer 28

1. le ou les premiers stimuli
   étirent de plus en plus la composante élastique série. Celle-ci devient de plus en plus rigide, si
   bien que la tension générée par les myofibrilles (composante contractile) est directement
   transmise au myomètre (son amplitude est proche de celle de l’état actif). Les autres stimuli ne
   font qu’entretenir l’état actif.
2. les stimuli qui suivent le premier augmentent le niveau de l’état actif. La partie contractile du muscle se contracte donc avec une plus forte intensité pour un même stimulus.

Question 29

propriétés actives : quelle est la réponse du muscle isotonique à une impulsion électrique unique?

Answer 29

1- la contraction étire d’abord la composante élastique série. (charge est constante, l’allongement de la composante ne change pas)
2- le développement de la tension dans le muscle se manifeste par le déplacement de la charge jusqu’à l’équilibre des forces
3- retour à la position initiale (muscle étiré par la charge)

Question 30

propriétés actives : quelle est la réponse du muscle isotonique à des impulsions électriques uniques?

Answer 30

1- la contraction étire d’abord la composante élastique série. (charge est constante, l’allongement de la composante ne change pas)
2- le développement de la tension dans le muscle se manifeste par le déplacement de la charge jusqu’à l’équilibre des forces (muscle plus court que avec impulsion unique)
3- retour à la position initiale (muscle étiré par la charge) à l’arrêt de la stimulation

Question 31

réaction du muscle isotonique à une charge plus grande que la force du muscle à la position ou la charge est appliquée

Answer 31

1. la charge étire le muscle
   contracté (contraction excentrique) avec une accélération momentanée au début, puis progressivement à vitesse de plus en plus lente.
2. Quand la tension développée par le muscle équivaut au poids de la charge, parce qu’un muscle plus long est plus fort, cette dernière s’arrête.

Question 32

quels 3 facteurs influencent la réponse mécanique du muscle isolé

Answer 32

1. la longueur du muscle
2. le type de contraction
3. la vitesse de la contraction

Question 33

relation longueur-force d’un muscle entier. pk?

Answer 33

• plus le muscle est long,
  plus la contraction produit une force élevée, pour une même stimulation électrique (jusqu’à l’atteinte d’une certaine longueur)
• pcq : additions des tensions passives et actives

Question 34

relation de la courbe de tension active

Answer 34

• u inversé
• tension commence autour de 50 % de la longueur de repos (Un muscle très court ne peut pas produire de force (insuffisance active). )
• plus la longueur est importante, plus la tension produite est importante qui est progressivement plus importante
• plateau autour de 90 % de la longueur de repos.
• 110% du repos : la tension produite par la composante contractile commence à diminuer
• 180% du repos : tension nulle

Question 35

pourquoi la tension active est elle diminuée après une certaine élongation? est-ce atteint dans le muscle in situ?

Answer 35

• la quantité de ponts d’actine-myosine pouvant se mettre en place diminue, expliquant la diminution de la tension maximale. A l’extrême, les têtes
  de myosine ne sont plus en regard des sites actifs de l’actine. Il n’y a plus la possibilité de former des ponts, et donc aucune tension ne peut être développée.
• Cette dernière situation ne se
  retrouve qu’en conditions expérimentales, avec “lésions” du tissu conjonctif. (pas in situ, protégé par les amplitudes articulaires)

Question 36

pourquoi la tension active est-elle moins grande dans une longueur très courte?

Answer 36

• les filaments d’actine sont
  complètement engagés entre les filaments de myosine, à tel point que la bande H n’existe plus. Il
  n’y a plus de possibilité d’attirer davantage les filaments d’actine entre les filaments de myosine
  par le pivotement des têtes de myosine.
• Le muscle ne peut pas se raccourcir plus, il ne peut pas
  créer de tension supplémentaire.

Question 37

pourquoi la tension produite est-elle la plus grande autour de 90% de la longueur de repos (plateau)

Answer 37

• les filaments d’actine sont de moins en moins engagés entre les filaments de
  myosine.
• Il peut donc y avoir une tension générée par le pivotement des têtes de myosine.
• La tension qui peut être développée est donc maximale quand le nombre de têtes de myosine se situant en face de sites actifs de liaison actine-myosine est maximal. C’est le moment où le plus grand nombre de têtes de myosine peut produite une force.

Question 38

qu’est-ce que la courbe de tension totale? que démontre-elle?

Answer 38

• la somme des courbes tensions longueur active et passive.
• La courbe de tension totale montre ainsi une augmentation générale, non linéaire de la tension musculaire pour une même stimulation lorsque le muscle est plus long

Question 39

quel type de contraction génère généralement le plus de tension (décroissant)

Answer 39

excentrique » statique » concentrique

Question 40

quelle vitesse de mouvement est la plus favorable à une tension produite élevée? pourquoi?

Answer 40

• Plus la vitesse est élevée, plus la force qui peut être produite est faible
• pcq : A cause du temps nécessaire à la formation des ponts d’actine-myosine et au pivotement des têtes de myosine

Question 41

vitesse max concentrique

Answer 41

sans charge. Elle correspond à la
vitesse maximale de formation des ponts d’actine-myosine et de pivotement de la tête de myosine.

Question 42

comment on atteint la force maximale isométrique/c’est quoi lol

Answer 42

• On augmente graduellement une charge et le mouvement ralentit de plus en plus
• À un certain niveau de charge (qui dépend du muscle testé), il n’y a plus de mouvement (la vitesse est nulle)
• La contraction est isométrique et la charge correspond à la force maximale isométrique
  du muscle testé

Question 43

comment on atteint la force maximale excentrique/c’est quoi lol

Answer 43

• On augmente graduellement une charge jusqu’à dépasser la force max isométrique
• le muscle ne peut plus créer une force suffisante pour s’opposer au poids de la charge et la contraction devient excentrique.
• La tension produite est alors plus élevée que la force isométrique.
• Elle atteint rapidement un plateau pour des charges
  légèrement supérieures à la charge ayant permis la condition isométrique. La force maximale
  excentrique représente environ 140 % de la force isométrique.

Question 44

comment obtient on la puissance musculaire max?

Answer 44

avec une force égale à 30 % de
la force maximale isométrique et à 30% de la vitesse maximale.
(rappel : Puissance = force * vitesse)

Question 45

à des mêmes vitesses de contraction, quel type de fibre produit le plus de force?

Answer 45

type 2 (rapide)

Question 46

comment est utilisée l’énergie chimique produite pour les contractions musculaires? pourquoi?

Answer 46

20% = énergie mécanique
80% = énergie thermique
pcq : chaleur dégagée sous la chaleur initiale et la chaleur de
recouvrement.

Question 47

types de chaleur initiale (3)

Answer 47

1. Chaleur d’activation (ou de maintien ou de maintenance dans les contractions tétaniques)
   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.
2. Chaleur de raccourcissement
   que durant la contraction avec
   raccourcissement. Elle est absente au cours de la contraction statique et dynamique excentrique.
3. Chaleur de relaxation
   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.

Question 48

def chaleur de recouvrement

Answer 48

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 (sur de longues périodes, faible intensité)