Production de la force

Question 1

Comment se fait l’étude sur des muscles désinsérés? Donne quels graphiques?

Answer 1

On garde le muscle avec ses tendons et on le fixe dans une boîte:

• Isométrique = Fixé aux 2 extrémités
• Isotonique = Fixe à une extrémité et charge libre de l’autre côté

Donne des myogrammes (capte la tension exercée par le muscle)

Question 2

Décrire le modèle de Hill. Que se passe-t-il si on veut produire une contraction? Si on veut étirer le muscle?

Answer 2

Modèle de Hill possède plusieurs composantes:

• Composante contractile (Myofibrille)
• Composante élastique en série (Tendon et titine)
• Composante élastique en // (endomysium, épimysium, périmysium, fascias, aponévroses)

Si on veut produire une contraction:

• La composante contractile est active
• Pas d’impact des composantes élastiques en //
• Les composantes élastiques en série doivent d’abord s’étirer avant de produite le mvt

Si on veut étirer:

• Les composantes passives / élastiques sont sollicitées
• Composante contractile inactive
• Composante élastique en série sollicitée

Question 3

À quoi ressemblent les propriétés passives du muscle? Étudié comment? Peut être représenté par quelle courbe?

Answer 3

Le muscle agit comme un tissu visco-élastique

Étudié par étirement mécanique

Courbe de tension passive:

• Jusqu’à 100% de sa longueur de repos (longueur des sarcomères =2μm), il ne faut pas de force pour l’étirer
• Par la suite, réaction viscoélastique (plus on étire, plus il exerce de tension pour ramener les extrémités à leur position de repos) = Non-linéaire

Question 4

Comment sont étudiées les propriétés actives / contractiles du muscle? Peut être représenté par quelle courbe?

Answer 4

Étudié sous stimulation électrique:

• 1 secousse (twitch) ou plusieurs impulsions
• En isométrique ou en isotonique (même charge)

Courbe de tension active

Question 5

Que se produit-il lors d’une secousse musculaire (1 impulsion) en isométrique?

Answer 5

• Débute par un temps de latence = étirement des éléments élastiques en série
• Contraction rapide
• Relaxation plus lente

Question 6

Que représente l’état actif? Comparaison avec courbe de tension active?

Answer 6

Représente la tension générée par les myofibrilles seulement lors d’une secousse musculaire (Sans les éléments élastiques en série / tissu conjonctif)

• Diminue le temps de contraction et augmente la tension générée (amplitude) lors d’une secousse –> N’a pas besoin de tendre les éléments en série
• Les composantes en // n’ont pas d’influence (lors de contraction sont raccourcis et non étirés)

Question 7

Quelle est la différence entre le temps de contraction et de relaxation des fibres I et II? Pourquoi?

Answer 7

Temps de contraction et de relaxation des fibres de type I est plus long que celui des fibres de type II

• À cause des caractéristiques des têtes de myosines, qui ont la capacité de pivoter plus vite pour les fibres de type II (spécialisation)

Question 8

Quel est l’impact de la fréquence sur la tension produite lors d’une contraction isométrique à plusieurs impulsions successives? Explication? Courbe de tension-fréquence?

Answer 8

Plus la fréquence est élevée, plus la tension générée est grande

• Car il y a moins de temps de relaxation
• Il se produit une fusion des secousses (la tension n’a pas le temps de retourner à 0, s’additionnent)

Courbe de tension-fréquence:
- La tension s’accroit d’abord linéaire, puis atteint un plateau a/n de la tension maximale = Fréquence de tétanisation

Question 9

Qu’est-ce que la fréquence de tétanisation / de fusion / Fq critique? Lien avec l’état actif? Comparaison avec secousse unique?

Answer 9

Fréquence qui permet d’avoir une contraction continue = Force max

• Est égale à l’état actif (les éléments élastiques en séries sont déjà tendus, n’amortissent plus la contraction)
• La tension lors de la tétanisation est > que la tension lors d’une secousse unique (les tensions s’additionnent et la composante élastique en série est complètement étirée –> Pas d’absorption de force)

Question 10

Quelle est la différence entre la fréquence de tétanisation des fibres I et II? Expliquer? Peut être à l’origine de quoi?

Answer 10

La fréquence de tétanisation est plus basse pour les fibres de type I que pour les types de type II
- Car les fibres de type II relaxent plus rapidement (revient à 0 plus rapidement), donc la Fq doit être plus grande si on veut que les secousses s’additionnent.

Peut être à l’origine de la spécialisation / adaptation des fibres: si un motoneurone n’arrive pas à atteindre la Fq de tétanisation pour les fibres II, deviendront des fibres de type I.

Question 11

Que se passe-t-il lors d’une impulsion isolée en isotonique?

Answer 11

Au début, muscle étiré par la charge.

La charge va monter jusqu’à l’équilibre des forces (contraction concentrique):
- Accélération au début, puis décélération en se raccourcissant (Relation tension-longueur)

Reprend sa forme initiale (muscle étiré par la charge à la fin)

Question 12

Que se passe-t-il lors d’impulsions répétées en isotonique?

Answer 12

Au début, muscle étiré par la charge.

Si charge plus légère que force du muscle:

• La charge se déplace vers le haut jusqu’à équilibre des forces (muscle plus court qu’impulsion isolée –> Addition de tension)
• Maintien cette position jusqu’à l’arrêt de la stimulation

Si charge plus lourde que force du muscle:

• La charge étire le muscle contracté (excentrique) avec une accélération momentanée au début, qui diminue avec l’étirement du muscle (Relation tension-longueur)
• Stabilisation lors de l’équilibre des forces (F muscle = F charge)

Question 13

Quels sont les facteurs qui influencent la réponse mécanique du muscle?

Answer 13

• Longueur du muscle (relation tension-longueur)
• Type de contraction
• Vitesse de contraction

Question 14

Que représente la courbe de tension active? Explication?

Answer 14

Représente la tension générée par le muscle en fonction de la longueur du muscle.
En lien avec le niveau d’interaction entre l’actine et la myosine:
- Un muscle très court ne peut pas produire de force = Insuffisance active (Complètement emboîtés)
- La tension commence vers 50% de la longueur de repos et augmente linéairement jusqu’à 90% (Actine et myosines de moins en moins emboités)
- Entre 90% et 110% = plateau (Tension max) –> Nb de têtes de myosine fixées sur les sites de liaisons de l’actine est maximal
- > 110%, la tension diminue progressivement jusqu’à 0 (de moins en moins de sites de liaisons accessibles, jusqu’à aucun contact entre actine et myosine) –> Expérimental seulement (limité par les art)

Question 15

Décrire la relation tension-longueur. Que représente la zone fonctionnelle?

Answer 15

La relation tension-longueur est basée sur la courbe de tension totale (résultante entre la courbe de tension active et passive)
- Plus le muscle est long, plus la tension générée est grande (augmentation non-linéaire)

Zone fonctionnelle = Longueurs musculaires possibles dans un corps humain (limite anatomiques aux mvts)

Question 16

Quelle est la relation entre le type de contraction et la tension déployée?

Answer 16

Tension en concentrique < isométrique < excentrique

• Concentrique: Perd de l’énergie à faire et défaire des ponts, et le muscle se raccourci
• Isométrique: Nécessite seulement le maintien des ponts
• Excentrique: Maintien des ponts + ajout d’une tension provoquée par l’étirement des éléments élastiques

Question 17

Quelle est la relation entre la vitesse de contraction et la tension déployée? Comparaison Type 1 et type 2?

Answer 17

Est en lien avec le temps nécessaire pour la formation des ponts et le pivotement des têtes.

• Isométrique = référence (vitesse = 0)
• Concentrique: la tension diminue plus la vitesse augmente (moins de temps pour faire les ponts)
• Excentrique: La tension augmente en fct de la vitesse (F max excentrique = 140% de F iso)

La tension a/n des fibres de type 1 est toujours inférieure que celle pour les fibres de type 2 pour une même vitesse peu importe la vitesse

Question 18

Qu’est-ce que la puissance musculaire? Puissance max?

Answer 18

Capacité à effectuer une tâche rapidement:
Puissance = force x vitesse

Puissance max à 30% de la Fmax (on choisi la charge dans les alentours de 30% et on demande de faire la tâche le plus rapidement possible)

Question 19

Quelle est l’efficacité énergétique du muscle?

Answer 19

20%

• 80% de l’énergie utilisée par le muscle est dissipée sous forme de chaleur
• 20% de l’énergie est l’énergie mécanique (pour générer la contraction)

Question 20

Quelles sont les 2 périodes de dégagement de chaleur?

Answer 20

• Chaleur initiale

- Chaleur de recouvrement

Question 21

Que représente la chaleur initiale?

Answer 21

Représente la chaleur dégagée lors des différentes étapes de la contraction

Question 22

Quels types de chaleurs comprend la chaleur initiale?

Answer 22

• Chaleur d’activation / de maintien
• Chaleur de raccourcissement
• Chaleur de relaxation

Question 23

Que représente la chaleur d’activation / de maintien? Lié à quoi? Présente dans quel type de contraction?

Answer 23

Chaleur associée à l’état actif (maintien de la contraction)

• Lié aux mécanismes d’utilisation de l’ATP
• Présente dans tous les types de contraction

Question 24

Que représente la chaleur de raccourcissement? Présente dans quel type de contraction?

Answer 24

Chaleur produite lors de du raccourcissement du muscle.

- Présente seulement lors des contractions concentriques

Question 25

Que représente la chaleur de relaxation?Lié à quoi? Présente lors de quel type de contraction?

Answer 25

Chaleur produite lord du retour à la position de repos des muscles.

• Lié à l’énergie emmagasinée dans les composantes élastiques en série
• Présente dans toutes les types de contractions

Question 26

Que représente la chaleur de recouvrement? Description?

Answer 26

Chaleur produite lors de la reformation des réserves énergétiques (CP et glycogène)

• Produite sur de longues périodes, à faible intensité
• Lorsque le muscle ne se contracte plus
• Semblable à la dette d’O2, pour reformer les substrats / ATP

Question 27

Quels sont les différents aspects importants lors de la production de force chez l’homme (muscle in situ)?

Answer 27

• Aspect psychologique
• Aspect mécanique
• Aspect physiologique

Question 28

Qu’implique l’aspect psychologique lors de la production de la force pour un muscle in situ? Force absolue vs contraction volontaire? Impact psychologique sur la production de la force?

Answer 28

La contraction musculaire implique un effort volontaire.
Influence de l’aspect psychologique:
- En fct de l’état psychologique de la personne, une proportion plus ou moins importante de la Fmax peut être réalisée

Force absolue = Fmax réelle d’un grp de muscle :

• Est différente de la contraction volontaire –> Peut être augmentée sous hypnose (aspect psychologique présent)
• Obtenue seulement lors de stimulation électrique supra-maximale (intensité suffisante pour activer toutes les fibres)

Limites psychologiques: 
- Motivation
- Douleur
- Peur
Rétroaction peut aider

Question 29

Que représente l’aspect mécanique lors de la production de la force pour un muscle in situ? Implication en dynamométrie?

Answer 29

Implique la notion de moment de force (Force de rotation a/n de l’articulation).

Mext = F x Bl = M int

• Dynamomètre mesure la Fext produite par le muscle
• Le BL externe modifie l’effet de la contraction a/n du dynamomètre (plus le Bl externe est grand, plus la F ext indiquée sur le dynamo est petite pour un même moment interne)
• Pour éviter les erreurs de reproductibilité (position du dynamo), il est préférable de noter les moments externes obtenus (F ext x BL)
• La F int est extrêmement importante car très petit Bl (Attention aux contraintes appliquées a/n de l’articulation –> Cisaillement et compression)

Question 30

Quels sont les systèmes inclus dans l’aspect physiologique de la production de la force pour un muscle in situ? Quels sont leurs effets / impact / relations / principes?

Answer 30

Système nerveux :

• Effort unilatéral vs bilatéral
• Effort isolé vs combiné (Préhension)

Système neuromusculaire :

• Courbe force-temps
• Relation tension-longueur
• Type de contraction
• Relation force-vitesse

Question 31

Quel est l’impact du système nerveux sur la production de la force pour un muscle in situ (aspect physiologique)? 2 exemples? Comparaison SN vs impulsion électrique?

Answer 31

Le SN peut inhiber / limiter la production de la force maximale par des mécanismes physiologiques :
Ex:
- Effort unilatéral a/n des MI’s: Production d’une force plus importante lorsqu’on fait la somme de la force générée de chaque côté individuellement que si on mesure la force bilatérale (les 2 en même temps)
- Force de préhension: La somme des forces isolées de chaque doigts est > que la FP

Différence entre production de force commandée par le SN et celle obtenus par stimulation:
- Les mécanismes d’inhibition du SN peuvent expliquer pq la force de certains grp musculaires en concentrique > iso ou iso > exc.

Question 32

Que nous indique la courbe force-temps sur la production de la force pour un muscle in situ (aspect physiologique, système neuromusculaire)? Causes? Que représente la droite pour atteindre la Fmax? Que représente la droite pour passer de la Fmax à l’arrêt de la contraction? Impact?

Answer 32

Il y a un délai avant l’atteinte de la Fmax lors d’une contraction réalisée le plus rapidement possible (isométrique)

Causes:

• Composante élastique en série
• Capacité du SNC à activer rapidement et maximalement l’ensemble des UM du muscle

Pente pour atteindre la Fmax = Vitesse maximale de croissance de la force

Pente pour redescendre de la Fmax jusqu’à l’arrêt de la contraction = Vitesse maximale de relaxation
- Peut avoir une importance si on veut générer plusieurs contractions rapidement

Question 33

Comparaison entre la relation tension-longueur dans un muscle désinséré et un muscle in situ (aspect physiologique, système neuromusculaire)? Exceptions? Pourquoi?

Answer 33

Dans un muscle désinséré: la tension augmente avec l’augmentation de la longueur du muscle

Dans un muscle in situ:

• La relation tension-longueur est représenté en fct de l’angle entre les segments (raccourcissement entraine un changement de l’angle) = Courbe de force (F max à chaque angle
• En général, la relation tension-longueur est respectée
• Pour les muscles Bi-articulaires, la position est très importante –> Fait changer la longueur du muscle

Exceptions: Avantage mécanique n’est pas en amplitude externe

• Extenseurs du genou (quad) –> Max vers 45-60°
• Fléchisseurs du coude –> Max vers 90°
• Adducteurs de l’épaule –> Max vers 90° abd

Explication:
- La force interne augmente avec la longueur du muscle, mais le BL interne change (devient plus court) –> Moment interne est plus faible –> F ext mesurée plus faible

Question 34

Que représente l’avantage mécanique?

Answer 34

Angle auquel le muscle est capable de produire le plus de force

Question 35

Comparaison entre l’effet des types de contractions pour un muscle désinséré et un muscle in situ (aspect physiologique, système neuromusculaire)? Explication?

Answer 35

Dans un muscle désinséré: Excentrique > iso > concentrique

Dans un muscle in situ: En général respecté
Par contre, il arrive que:
- La F excentrique < iso (surtout en amplitude extrême)
- La F iso < concentrique à basse vélocité

Explication:
- Possiblement à cause de l’inhibition du SNC

Question 36

Comparaison entre la relation force-vitesse pour un muscle désinséré et un muscle in situ (aspect physiologique, système neuromusculaire)?

Answer 36

Muscle désinséré:

• Concentrique: F diminue en augmentant la vitesse
• Excentrique: F augmente en augmentant la vitesse

Muscle in situ: Globalement conservée chez l’homme