Course à pied et conseils appliqués à l’officine

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SYSTÈME MUSCULO-SQUELETTIQUE 

Les muscles 

L’exercice physique peut être défini comme un mouvement corporel produit par les muscles squelettiques. Lorsque on se met en mouvement les muscles sont d’autant plus sollicités que notre activité physique augmente. Le muscle est un tissu formé de fibres douées de contraction permettant de produire un mouvement. Mécaniquement, on peut lui attribuer quatre propriétés importantes : – L’excitabilité : capacité à réagir à une stimulation nerveuse. – L’élasticité: capacité à retrouver sa forme initiale après contraction. – L’extensibilité : capacité d’allongement mécanique, il peut s’éloigner au maximum de ses points d’insertion. – La plasticité : capacité d’un muscle à adapter sa structure au type d’effort effectué. Ainsi les muscles participent à diverses fonctions essentielles à la vie de l’organisme (respiration, digestion, battements cardiaques,…) et à son adaptation au milieu environnant (locomotion, thermorégulation, maintien postural, transformation de l’énergie chimique en énergie mécanique…). On distingue par leur structure et leur propriété contractile trois types de muscles : – Les muscles lisses, à contraction involontaire, que l’on retrouve dans les parois des viscères ou encore dans la paroi des vaisseaux sanguins. – Le muscle strié cardiaque, à contraction involontaire, constituant la majeure partie du cœur. – Les muscles striés squelettiques, à contraction volontaire, responsables du mouvement. Majoritaires dans le corps humain, il en existe plus de 600 et représentent près de 40% du poids corporel. Ce sont sur ces derniers que nous nous attarderons par la suite. On parle de système musculo-squelettique car ils s’insèrent sur les pièces osseuses qu’ils mettent en mouvement.

Structure des muscles squelettiques 

Le muscle strié squelettique, est, par définition, le muscle qui, par l’intermédiaire du tendon, se fixe au squelette et permet le mouvement de celui-ci dans une direction bien définie grâce à sa fonction essentielle de contraction. L’unité histologique fonctionnelle des muscles squelettiques est appelée « fibre musculaire ». Elle est constituée d’une unique cellule cylindrique allongée plurinucléée, allant de 10 à 100 microns de largeur et de quelques millimètres à 30 centimètres de longueur. Les fibres musculaires sont assemblées en faisceaux, recouverts par une gaine de tissus conjonctif appelée endomysium. A l’extérieur du muscle ces faisceaux sont limités par une autre couche de tissu conjonctif appelé périmysium (29). Figure n°1 : Structure de base d’un muscle squelettique. Enfin, le tout est contenu dans une dernière gaine externe appelée épimysium. Cette membrane court sur toute la longueur du muscle pour converger aux extrémités et constituer une structure fibreuse appelée tendon, reliant les muscles au point d’insertion et qui va transmettre la force et le mouvement consécutifs à la contraction. 4 > Organisation cellulaire Le cytoplasme d’une fibre musculaire est appelé sarcoplasme et se trouve encapsulé dans une membrane cellulaire le sarcolemme. La cellule musculaire renferme un certain nombre d’inclusions baignant dans le sarcoplasme. Les plus importantes sont les myofibrilles qui sont le support de la contraction, mais on trouve également des protéines, des minéraux, du glycogène et des graisses ainsi que différents organites nécessaires à la vie cellulaire telle que la myoglobine (pigment respiratoire). Entre les myofibrilles se repartissent plusieurs réseaux. L’un, composé de tubules transverses (aussi appelé système T) est une extension du sarcolemme et permet la transmission rapide des impulsions nerveuses à chaque myofibrille. Figure n°2 : Représentation d’une coupe de fibre musculaire. 5 L’autre, composé de tubules longitudinaux appelé Réticulum sarcoplasmique, sert essentiellement de lieu de stockage du calcium nécessaire à la contraction musculaire. Les mitochondries, abondantes dans le tissu musculaire, occupent une place centrale dans le métabolisme intermédiaire et dans le fonctionnement de la cellule musculaire. Elles sont, d’une part, le siège de nombreuses réactions du catabolisme cellulaire, telles que celles qui conduisent à l’oxydation des acides gras (β-oxydation), des acides carboxyliques dérivant des sucres (cycle de Krebs) ou des acides aminés. D’autre part, elles contrôlent les réactions de synthèse de la cellule en lui fournissant de l’énergie nécessaire sous forme d’ATP dans les espaces inter-myofibrillaires. Au microscope électronique, on distingue, sur la longueur d’une myofibrille, une alternance de bandes claires et foncées qui définissent la plus petite unité contractile de la fibre musculaire : le sarcomère. On peut le décomposer visuellement en trois parties : – La bande I (zone claire, ne renfermant que des filaments fins d’actine). – La bande A (zone sombre, renfermant à la fois des filaments fins et des filaments épais). – La bande H (au milieu de la bande A, constituée uniquement de filaments épais, visible seulement lorsque le muscle est relâché). Chaque myofibrille est composée de plusieurs sarcomères accolés entre eux par des stries Z. 

Mécanisme de la contraction musculaire

Innervation du muscle squelettique et unité motrice Les muscles squelettiques sont innervés par des neurones moteurs (motoneurones) du système nerveux. On définit l’unité motrice comme l’ensemble comprenant un motoneurone, ses ramifications, et les fibres musculaires qu’il innerve. L’extrémité distale du motoneurone se termine à la surface d’une fibre, au niveau d’une synapse appelée jonction neuromusculaire et qui sera le lieu de transmission de l’influx nerveux. Le nombre de fibres innervées est variable en fonction de la taille du muscle et de la finesse du mouvement. Les muscles impliqués dans des mouvements précis ont peu de fibres musculaires par unité motrice, alors que les muscles impliqués dans des mouvements moins précis mais puissants en auront beaucoup plus. Lorsqu’un motoneurone stimule une fibre musculaire, une intensité minimale de stimulation (seuil d’excitation) est nécessaire pour déclencher la contraction. Pour toute excitation d’intensité égale ou dépassant le seuil, une contraction maximale de la fibre musculaire est observée : c’est la loi du tout ou rien. Ainsi, dans une unité motrice, toutes les fibres se contractent en même temps. Le processus de contraction est initié par une stimulation nerveuse provenant du cerveau ou de la moelle épinière. Lorsque le potentiel d’action arrive au niveau de la terminaison axonale, la membrane nerveuse se dépolarise induisant l’ouverture de canaux calciques voltage dépendants (c’est à dire sensibles à la différence de potentiel entre la membrane plasmique du motoneurone et l’espace synaptique). Le flux de calcium à l’intérieur de la terminaison axonale déclenche une fusion des vésicules d’acétylcholine avec la membrane, ce qui induit une libération de ce médiateur dans la fente synaptique. L’acétylcholine diffuse et va se fixer sur des récepteurs spécifiques situés au niveau du sarcolemme. Ces récepteurs ont également la particularité d’être des canaux sodiques voltages dépendants, ainsi la liaison de deux molécules d’acétylcholine induit un changement de conformation du récepteur qui conduit à l’ouverture du canal. Un flux massif d’ions sodium entre alors dans la fibre musculaire, produisant une dépolarisation de la membrane, et si celle-ci atteint un seuil suffisant, il se crée alors un potentiel 11 d’action. Ce couplage excitation-contraction n’est possible qu’en raison de la propriété d’excitabilité de la membrane plasmique musculaire. Le sarcolemme est capable de propager des potentiels d’action par des mécanismes similaires à ceux observés par les neurones. Le potentiel d’action dure entre 1 et 2 ms dans la fibre musculaire striée squelettique et sera terminé bien avant l’apparition des signes mécaniques de contraction. Le potentiel d’action va se propager de proche en proche sur la fibre musculaire le long du sarcolemme, puis à l’intérieur des tubules T : ce qui déclenche la contraction. La dépolarisation est suivie d’une phase de repolarisation. Pendant celle-ci, les canaux sodiques sont fermés, les canaux potassiques ouverts, et la fibre musculaire est incapable de répondre à toute stimulation : c’est la période réfractaire. Il faut que les conditions électriques soient revenues à l’état de repos pour que la fibre musculaire puisse réagir à une autre excitation, cela permet de limiter la fréquence de décharge des unités motrices.