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8/16/2019 PG1 FD Musclezadza
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Physiologie
Francis DEGACHE
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Types de muscles
1. Muscle squelettique2. Muscle cardia ue
3. Muscle lisse
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Types de muscles
Variétés de muscles
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Types de muscles
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Types de muscles
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Muscle lisse
Types de muscles
Cardiac muscle, ls
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Les muscles
• Corps humain contiens plus de 400muscles squelettiques.
– 40-50% du poids du corps total.• Fonctions des muscles squelettiques :
– la respiration– Production de force pour le maintient de la
posture– Production de chaleur lors d’un stress
thermique
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Propriété fonctionnelle du muscle
1) Excitabilité : réponse à un stimulus
2) Contractilité : capacité de se contracter et deproduire de la force
3) Extensibilité : faculté de s ’étirer en présenced ’une force de traction
4) Élasticité : faculté à revenir à une longueur
initiale après étirement
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Actions musculaires
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Classification selon leur forme
Muscle squelettique(coupe longitudinale)
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Structure macroscopique
- Epimysium : autour du muscle- Périmysium : autour des fascias
- Endomysium : autour d’une fibremusculaire
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Structure macroscopique
Os
TendonEpimysium Endomysium
PerimysiumMyofibrille
Fibre
musculaireFascia
Muscle
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Structure macroscopique
Entouré par :EpimysiumContient :Faisceaux
Entouré par :PérimysiumContient :Fibresmusculaires
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Structure microscopique
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Structure microscopique
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Structure microscopique
Entouré par :EndomysiumContient :Myofibrille
FIBRE MUSCULAIRE
Entouré par :
RéticulumsarcoplasmiqueContient :Sarcomères
MYOFIBRILLE
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Structure microscopique
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Structure microscopique
• Sarcolemme– Membrane de la cellule musculaire
• Myofibrille– Parallèles entre elles constitue la fibre musculaire.
– Actine (filament mince)• Troponine• Tropomyosine
– Myosine (filament épais)
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Le sarcolemme • Situé sous l’endomysium• Membrane plasmique de la fibre musculaire• Fusionne avec le tendon à chaque extrémité
• Riche en glycoprotéine et en réticuline
Le sarcoplasme
• Contient des protéines, des minéraux, de nombreux noyaux et desmitochondries
• Présence de glycogène et de myoglobine
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Structure
microscopique
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Structure microscopique
• Divisions des myofibrilles :– Ligne-Z– Bande-A– Bande-I
• Dans le sarcoplasme :– Réticulum sarcoplasmique (RS)• Stockage de calcium
– Tubules Transverse (tubule-T)– Citernes terminales
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Les Tubules Transverses(système T)
• Invagination de lamembrane plasmique• 2 Tubules transversesar sarcomère
• Voie de communicationinterne pour l’oxygène,le glucose et les ions
Tubule T
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Le réticulum sarcoplasmique • Réseau de tubules longitudinaux• Parallèle aux myofibrilles• S’accole aux tubules transverses
• Lieu de stockage du Ca2+
Un tubule transverse associéà deux citernes formeune triade
Reticulum sarcoplasmique
(contient des ions Ca ++)
S i i
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Structure microscopique
SARCOMERE
Sarcomere
S i i
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Structure microscopique
SARCOMERE
Sarcomere
Initiation de la contraction
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Initiation de la contractionDisque-Z Bande-A
(myosine)
Bande-I
(actine)
Disque Z Ligne M Disque ZRéticulum
sarcoplasmique
Tubules-T
Pied de jonctionTriade
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Myofilaments
Filament épais = myosineFilament mince = actine
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Les têtes des moléculesde myosine:Comportent dessitesde liaison de l’actine
Contiennent dessitesde liaison de l’ATPContiennent desenzymes ATPasesqui dissocient l’ATP
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L’actine • S’attache par une extrémité surune strie Z, l’autre s’étend entre
les filaments de myosine aucentre du sarcomère• Chaque filament est composé
tropomyosine, troponine• Ossature du filament• Molécules globuleuses
torsadées• Chaque molécule porte des
sites de liaison sur lesquels lestêtes de myosine se fixent
Protéines régulatrices
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L’actineTropomyosine• Protéine fibrillaire• Deux chaînes identiques
torsadées
• Entoure les filaments d’actine• Au repos, empêche la fixationactine/myosine
Protéines régulatrices
Troponine• Plus complexe• Attachée à l’actine et à la
tropomyosine• Composée de 3 sous-unités:
-TnC : peut lier le Ca2+-TnI : inhibitrice de
l’activité ATPasique-TnT : se fixe à la
tropomyosine
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La théorie de la contraction par glissement des
filaments
Durant la contraction, les filaments minces glissent sur les
filaments épais de sorte que l’actine et la myosine sechevauchent davantage.
Hugh Huxley
1954
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Structure microscopique
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Structure microscopique
• Modèle du glissement des filaments– Raccourcissement du muscle serait due au
mouvement des filaments d’actine sur lesfilaments de myosine
– Format on e ponts entre es aments ’act neet de myosine.– Reduction de la distance entre les lignes Z et le
sarcomère.
Contraction : changement de tension
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Contraction : changement de tensionBande ABande I Bande I
Ligne ZLigne M maispas de zone H
myosine actin
Sarcomèreraccourci
1
Contraction : changement de tension
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Contraction : changement de tensionBande ABande I Bande I
Ligne ZLigne M maispas de zone H
myosine actin
Sarcomèreraccourci
Bande I raccourcie
1
2
Contraction : changement de tension
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Contraction : changement de tensionBande ABande I Bande I
Ligne ZLigne M maispas de zone H
myosine actin
Sarcomèreraccourci
Bande I raccourcie Bande A inchangée
1
32
Contraction : changement de tension
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gBande ABande I Bande I
Ligne ZLigne M maispas de zone H
myosine actin
Sarcomèreraccourci
Bande I raccourcie Bande A inchangée
Zone H disparaît
1
4
32
Structure microscopique
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Structure microscopique
Structure microscopique
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Structure microscopique
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Structure microscopique
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p q
Structure microscopique
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Nerf moteur
p q
Structure microscopique
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p q
Structure microscopique
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p q
Jonction neuromusculaire
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• Site où le motoneurone est en contacte avec lafibre musculaire– Séparé par la fente synaptique
• Plaque motrice– Poche autour du motoneurone formé par le
sarco emme• Acétylcholine est libérée par le motoneurone
– Provoque un potentiel de membrane au niveau dela plaque motrice.
• Dépolarisation de la fibre musculaire
Structure microscopique
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Couplage excitation contraction
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1. PA se propage le long du sarcolemme et des tubulestransverses.
2. PA arrive aux triades, libère le CA2+ du sarcoplasme qui estcapté par les myofilaments. Les protéines du tubule-T changede structure du fait de leur sensibilité au voltage. Transmissionde cette modification au pied de jonction : changement destructure qui provoque l’ouverture de leur canaux à CA2+.
3. Du CA2+se lie à la troponine (TnC) : 4 ions CA2+ se lient à unemolécule de Tnc. La TnC change de structuretridimensionnelle, écarte la tropomyosine du site de liaison surl’actine.
Couplage excitation contraction
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4. Quand [CA2+] atteint 10-5 mol.L-1 les têtes de myosine se lientaux filaments minces et les tirent vers le milieu du sarcomère.
5. Signal calcique disparaît rapidement (30 ms) après la fin du PAdu fait du captage du CA2+ par les pompes à calcium (ATP) quile ramène dans le RS où il est de nouveaux emmagasiné.
2+ -.7 mol.L-1) la tropomyosine reprend sa forme initiale et masquele site de liaison. Les ATPases de la mysosine sont inhibées.L’activité des têtes de myosine prend fin et la fibre musculairese détend.
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Couplage excitation contraction
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Couplage excitation contraction
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Structure microscopique
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Pl l i
Initiation de la contraction
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Plaque neuro-musculaire
sarcolemme tubule T/transverse
Jonction A-I
Z line
Pied de jonction
Citerne terminalesdu RS
Triade =tubule-T +
deux citerneterminales
} Reticulum sarcoplasmicenroulé autour des
myofibrilles et libérationde CA 2+ , lors de lastimulation via lestubuleT- & pied de jonction
Structure microscopiqueL i l d’ i
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outin sarcoplasmic
reticulum
sarcolemmaT-tubuleLe potentiel d’action :
- Descend le long destubules-T
- Modification de voltagepar les récepteurs DHP(récepteurs DHP sont
voltage sensor(DHP receptor) junctional foot(ryanodine receptor)
essentiellement des canauxCa2+ voltages dépendant)
- Est communiqué au
récepteurs ryanodine quis’ouvrent Puis le Ca2+ :- Est évacué du RS- Active lacontraction
Rôle du calcium dans le mécanisme de contraction
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Une augmentation de la concentration en Ca2+ provoquele glissement des filamentsUne diminution de la concentration en Ca2+ met fin auglissement des filamentsAu repos, le Ca2+ se trouve dans le RS au niveau des
La paroi du RS contient des pompes au Ca2+
Lors stimulation musculaire, ouverture des canaux Ca2+de la membrane du RSLibération du Ca2+ dans le sarcoplasme.Les ions libérés se combinent avec la troponine.
Innervation
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Unité motrice 1Motoneurone 1
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Innervation
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Unités motrices
Innervation
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Dénervation = atrophie musculaire
Structure microscopique
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Dénervation = atrophie musculaire
Structure microscopique
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Dénervation = atrophie musculaire
Réafférences musculaires
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• Fuseaux neuromusculaires– Détecte les changements dynamique et statiquesde la longueur du muscle
– Reflex d’étirement• Étirement du muscle provoque un reflex de contraction
• Organe tendineux de Golgi– Mesure la tension développé par le muscle– Prévient des dommages liés à une production de
force excessive• Stimulation de cet organe produit une relaxation dumuscle
Réafférences musculaires
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Fuseauneuromusculaire
SynapseMotoneurone
Nerfs afférents
Réafférences musculaires
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Fibres musculaires
AppareilNerfs afférents
Tendon
Golgi
Réafférences musculaires
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Réafférences musculaires
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Feuillet tendineux
TendonFeuillet
pariétalMéso-tendon
AppareilRéafférences musculaires
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Fuseau neuro-musculaire
tendineux deGolgi
Nerfs afférents
Motoneurone
Réafférences musculaires
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Typologie musculaire
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• Déterminé généralement par des critèrehistologiques• Innervation est déterminante du type de fibre• Une unité motrice est composé de fibre demême typologie et caractéristiques
type de fibres :–Fibre lente - slow twitch (ST, oxydative, rouge,
Type I)
–Fibre rapide intermédiaire - fast twitch (FTa, fast-oxidative, blanche, Type IIa)–Fibre rapide – fast twitch (FTb, glycolytic, white,
Type IIb (IIc or IIx))
Typologie musculaire
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• Taille des motoneurones• Quantité de réticulum sarcoplasmique
La performance des fibres musculaire estinfluencée par :
• Ca2+
-ATPase• myosine ATPase• Capacité aérobie (quantité de mitochondries)• capacité anaérobie (quantité d’enzymes
glycolytiques)
Typologie musculaireType I fibres Type II A fibres Type II B fibres
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[Myoglobine] Élevée Élevée FaibleVitesse de contraction Lente Rapide Très rapide
Taille du motoneurone Petit Gros Très gros
Résistance à la fatigue Haute Intermédiaire Faible
prédominante Aérobie Anaérobie prolongée Anaérobie courte
Production de force Faible Haute Très hauteDensité demitochondrie Haute Haute Faible
Densité capillaire Haute Intermédiaire FaibleCapacité oxydative Haute Haute Faible
Capacité glycolytique Faible Haute Haute
Substrat préférentielstocké Triglycérides CP, Glycogène CP, Glycogène
Typologie musculaire
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Type I(slow oxidative)
TypeIIa
(fast oxidative)
TypeIIx
(IIb)(fast glycolytic)
Typologie musculaireMuscle prédominance Type I
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SDH (enzyme aérobie) dans un muscle de sourisTypologie musculaire
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Typologie musculaireSombre = type I = fibre lente ; Claire = type II = fibre rapide.
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yp yp pColoration NADH
Typologie musculaireSombre = type I = fibre lente ; Claire = type II = fibre rapide.
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Coloration NADH
Typologie musculaire
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Typologie musculaire
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Propriétés des fibres musculaires
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Production de force et fatigue desdifférentes fibres musculaires
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Distribution des fibres musculaires dansdifférents muscles chez des sportifs
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Vitesse de raccourcissement et type de fibre
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Relation force-vitesse
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- Pour une force absolue donnée lavitesse du mouvement est plus
importante dans les muscles avec un fort% de F-IIb.
- La vitesse maximale de contraction estplus importante pour une force
développé faible.- Ce dernier postulat est vrai pour les fibreslentes et rapides !
Relation force-vitesse
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Relation force-puissance
A h i d é d l
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- A chaque vitesse donnée de mouvement lapuissance générée est plus importante dansles muscles avec un fort % de F-IIb.
-
vitesse jusqu’à une vitesse de 200-300degrés•second-1.La force diminue avec l’augmentation dela vitesse de déplacement au dessus de ceseuil.
Relation force-puissance
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Stimulation musculaire
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Stimulation musculaire
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Relation fréquence du stimulus et forcedéveloppée
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Stimulations musculaires
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Tension - EMG
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Tension - EMG
Kg
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100/101
5.00000
10.0000
Kg
-10.0000
-5.00000
0.00000volts
Dessinez les charges relatives soulevées !
Effet de l’entraînement
Kg
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Kg