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Le système locomoteur HSE 1 physiologie. 2 Introduction  L’appareil locomoteur Système osseux Système musculaire Système nerveux Mouvement des différentes.

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1 Le système locomoteur HSE 1 physiologie

2 2 Introduction  L’appareil locomoteur Système osseux Système musculaire Système nerveux Mouvement des différentes parties du corps

3 3 Sommaire Introduction 1 - Le système osseux 2 - Le système musculaire 3 - Le système nerveux

4 4 Fonctions du système osseux  Soutien du corps  Squelette interne  Protecteur  Cage thoracique (cœur-poumon)  Boîte crânienne (cerveau)  Colonne vertébrale (moelle épinière)  Mouvement  Mise en mouvement par les muscles rattachés aux os par l’intermédiaire des tendons  Homéostasie minérale  Fixation du Ca et P minéralisation de l’os  Relarguer si signal endocrinien, pour maintenir la concentration dans les vx sanguins  Hématopoïèse (moelle rouge)  Stockage des lipides (moelle jaune)

5 5 Structure des os Diaphyse = partie centrale (B) –Réunit les 2 épiphyses (A) recouvertes de cartilage articulaire (C) Métaphyse = segment intermédaire (D) –Impliqué dans la croissance osseuse Endoste (G) –Paroi interne de l’os compact (cellules ostéogènes) Périoste (F) –Paroi externe de l’os compact non recouvert par le cartilage (croissance, réparation, nutrition, attachement des tendons) Moelle rouge (E) Moelle jaune (H)

6 6  Différents types d’os –Os longs (fémur) –Os courts (os du poignet) –Os plats (crâne, sternum, côtes et omoplates –Os sésamoïdes (la rotule) Structure des os

7 7  Comme tout tissu conjonctif contient : –Une matrice extracellulaire abondante 25% H2O 25% de protéines (collagène) 50% de sels minéraux (cristaux de phosphate de calcium, Ca 3 (PO 4 ) 2, carbonate de calcium, CaCO 3 ) -4 types cellulaires : Cellules ostéogènes Les ostéoblastes Les ostéocystes Les ostéoclastes Histologie osseuse

8 8 Clavicule = dernier os à cesser de croître Croissance en longueur des os cesse à 15/16 ans pour les femmes et à 18/19 ans pour les hommes Ossification terminée à 25 ans Croissance de l ’os

9 9 Indispensables à la vie de l ’os Sels minéraux Ca 2+, H 3 PO 4 2-, Mg 2+ (si carence bloque les ostéoclastes), Mn 2+ Vitamines –Vit. D formé par l ’action des UV sur le cholestérol de la peau augmente la [Ca 2+ ] dans le sang –Vit. C indispensable à la synthèse du collagène –Vit. A et B 12 contrôle l ’activité des ostéoblastes et ostéoclastes Remaniement de l’os et l’homéostasie calcique

10 10 Réparation d ’une fracture –A : formation d ’un hématome (6 à 8 heures après la facture) –B : formation d ’un cal fibro- cartilagineux (3 semaines) –C : formation d ’un cal osseux (3 ou 4 mois) –D : Remaniement A B C D Vx sanguins endommagés Hématome Nouveaux vx sanguins Cal osseux Fracture guérie Fracture et réparation de l ’os

11 11 Vertebres Os spongieux ostéoporose

12 12 Les affections périarticulaires et le travail Affections musculosquelettiques liées au travail –principale cause de maladie professionnelle donnant lieu à une indemnisation (MPI) –TMS = Troubles Musculo Squelettiques –Forte progression affections de l ’appareil locomoteur –0,3 à 0,5% des MPI en 1965 –24% des MPI en 1989 –56% des MPI en 1995

13 13 Les affections périarticulaires et le travail Pathologies d’hypersollicitation ou des mouvements répétitifs –membres supérieurs les plus vulnérables (muscles, tendons, ligaments, articulations) –facteurs favorisant l’apparition de ces troubles force exercée au cours du travail répétition du même geste posture contraignante du travail absence de repos ou de temps de pause –facteurs non liés au travail activités sportives (raquette ou lancer) distractions (couture, tricot et musique) pathologies articulaires préexistantes(pb de tendinites)

14 14 Pression au niveau de L5/S1 Les affections périarticulaires et le travail Les lombalgies –selon les professions, les douleurs dorsales représentent 3,6% à 35% de l’absentéisme au travail –répercussion économique considérable –traitements souvent d’une efficacité incertaine –depuis 1999 l’indemnisation est possible pour les lombalgies graves au titre des MPI

15 15 Les affections périarticulaires et le travail Traumatismes liés au mouvement –luxation = déplacement des 2 extrémités osseuses d ’une articulation entraînant une perte de contact des 2 surfaces articulaires (déboîtement avec ou sans rupture des ligaments) –entorse = lésion des ligaments d ’une articulations sans déplacement des surfaces articulaires –foulure = entorse ou élongation –fracture

16 16 Les affections périarticulaires et le travail Rhumatismes et arthrites –rhumatisme = toute affection douloureuse de l ’appareil locomoteur –arthrite = forme de rhumatisme avec inflammation des articulations polyarthrite rhumatoïde = maladie autoimmune d’inflammation du tissu conjonctif arthrose = maladie dégénérative provoquée par l ’usure et le vieillissement des articulations (déformation possible des articulations) arthrite goutteuse ou goutte = surproduction et une mauvaise excrétion d ’acide urique

17 17 Sommaire Introduction 1 - Le système osseux 2 - Le système musculaire 3 - Le système nerveux

18 18 Tissu musculaire tous les tissus contractiles de l ’organisme Système musculaire = musculature striée squelettique muscles en général attachés aux os en deux point –point d ’attache d’un des tendons à l’os immobile = origine –point d ’attache de l’autre tendon à l’os mobile = insertion Partie charnue du muscle située entre les 2 tendons = ventre du muscle Le système musculaire ventre origine insertion

19 19 3 sortes de tissus musculaires -Le muscle strié cardiaque -Les muscles lisses -Les muscles squelettiques Constitution et propriétés des fibres musculaires

20 20 SquelettiqueCardiaqueLisse Où ? Recouvre le squelette osseux CoeurDans les parois des organes viscéraux (estomac, vessie) et les organes des voies respiratoires Strié ? Oui Non Volontaire ou involontaire ? VolontaireInvolontaire Contraction … Peut se contracter rapidement mais se fatiguent facilement Se contracte à un rythme relativement constant Contractions lentes et continues (se fatigue pas) Types de muscles

21 21 Diversité fonctionnelle des muscles squelettiques 4- Thermorégulation 2 - Maintien posturale ou le changement de posture 1- Les mouvements / La locomotion Marcher, sauter, courir… 3- Stabilisation des articulations

22 22 Caractéristiques fonctionnelles du muscle Des cellules: Excitables Contractiles Extensibles et élastiques

23 23 Faisceau musculaire Muscle Structure et organisation du muscle squelettique

24 24 tendon os vaisseau sanguin faisceau de fibres enveloppe conjonctive fibre Musculaire Deux fibres en vue longitudinale Fibres en coupe transversale d’après Benjamin Cummings (2001) Structure et organisation du muscle squelettique

25 25 L’anatomie du muscle: niveaux d’organisation Du muscle (organe) Au faisceau (groupe de cellules) À la fibre musculaire (cellule) À la myofibrille (organite) Au sarcomère (section d’organite) Au myofilament (molécule protéique)

26 26 Le réticulum sarcoplasmique Réseau de tubules longitudinaux Parallèle aux myofibrilles S’accole aux tubules transverses Lieu de stockage du Ca 2+ Reticulum sarcoplasmique (contient des ions Ca ++ ) Anatomie microscopique

27 27 Chaque fibre musculaire (cellule) comporte un grand nombre de myofibrilles (organites). Élément contractile 80 % du volume de la fibre Composées de myofilaments Les myofibrilles Anatomie microscopique

28 28 Myofibrille : Strie A : filaments épais de myosine + des parties des filaments fins d’actine Strie I : uniquement des filaments fins d’actine Strie H : uniquement des filaments épais de myosine Strie M : molécules protéiques reliant les filaments épais adjacents Strie Z : molécules protéiques reliant les filaments fins adjacents Anatomie microscopique

29 29 Bande IBande A M H Z Z Sarcomère = zone comprise entre 2 stries Z d’après J. Auber Myofibrilles au microscope électronique

30 30 Quand le muscle se contracte : - la longueur du sarcomère diminue - la longueur de la bande claire (I) diminue - la longueur de la bande sombre (A) ne change pas muscle au repos muscle contracté sarcomere La contraction musculaire

31 31 muscle au repos muscle contracté Quand le muscle se contracte : - la longueur des filaments fins (en bleu) ne change pas - la longueur des filaments épais (en rouge) ne change pas  la contraction s’explique par un glissement des filaments fins entre les filaments épais

32 32 actineMyosine Le mécanisme moléculaire contraction musculaire

33 33 ATP 1) Hydrolyse de l’ATP tête de myosine (haute énergie) 2) formation d’un pont actine-myosine 3) libération de l’ADP et du Pi : la myosine se détend et revient à son état de basse énergie, causant le glissement du filament d’actine 4) La liaison d’une nouvelle molécule d’ATP provoque la séparation de l’actine et de la myosine Filament épais (myosine) Filament fin (actine)

34 34 actin_myosin_gif.html

35 35 Modalités de la contraction musculaire La contraction musculaire

36 36 Sommaire Introduction 1 - Le système osseux 2 - Le système musculaire 3 - Le système nerveux

37 37 Notion d’Unité motrice (UM) Les fibres musculaires son groupées en unité motrice 1 motoneurone innerve plusieurs FM Le nombre de FM par UM Loi du tout ou rien Recrutement

38 38 Unité motrice: un motoneurone + toutes les fibres musculaires qui lui sont reliées. Le nombre de fibres musculaires par unité motrice varie de 4 à plusieurs centaines Rq: Les muscles qui contrôle les mouvements “fins” (yeux, doigts) possèdent de petites unités motrices Unité motrice

39 39 2 type de fibres musculaires Fibres blanches ou rapides Pauvres en mitochondries Fibres rouges ou lentes Riches en mitochondries Métabolisme anaérobie Contraction rapide force Métabolisme aérobie Contraction lente endurance Composition déterminée génétiquement

40 40 Situation de repos Dégradation des glucides Dégradation des lipides Glucose Acides gras libres 50% Stock d’ATP

41 41 Au cours de l’exercice Production d’ATP : 3 systèmes de production Utilisés en fonction de la durée de l’exercice 1- Système créatine phosphate (stock intracellulaire) 2- Système glycolytique (anaérobie) 3- Système oxydatif (aérobie)

42 42 Exercice physique = stress Besoins métaboliques (énergétiques) accrus Augmentation de la consommation d’O 2 Ajustements et régulation du système respiratoire du système cardiovasculaire du système endocrinien

43 43 Variations musculaires des taux d’ATP et de Créatinine Phosphate lors des premières secondes d’un sprint Compensation de l’utilisation de l’ATP intracellulaire par l’oxydation de la Cr-P

44 44 Lors d'un effort prolongé (exemple du coureur de fond départ arrêté), le muscle squelettique fait tout d'abord appel à l'ATP présent dans le sarcoplasme, qu'il hydrolyse très vite (quelques secondes). Cet ATP est aussitôt régénéré par la CPK qui utilise les réserves de créatine-phosphate en quelques minutes. Pendant ce temps le muscle produit de l'AMPc (grâce au signal neuro-endocrinien) qui déclenche la glycogénolyse. Le glucose 6-phosphate formé est immédiatement oxydé en lactate par la glycolyse anaérobie. L'accélération du coeur (effet inotrope de l'adrénaline) permet rapidement un apport régulier et suffisant d'Oxygène pour que la glycolyse se déroule en aérobiose, ce qui augmente le rendement d'utilisation du glucose 6-phosphate et du glucose plasmatique provenant de la glycogénolyse du foie. Enfin, l'Oxygène étant apporté en quantité suffisante, l'adrénaline active la lipolyse du tissu adipeux et fournit des acides gras aux muscles qui atteignent le meilleur rendement possible grâce à la lipolyse.

45 45 Source d'énergieSubstratQuantité de phosphates par Kg de muscle Durée de sollicitation maximum Rendement énergétique max µmol/g x s. Anaérobie alactique ATPenv 6 mmol2 - 3 s CPenv mmol s Phosphate total env 30 mmol s Anaérobie lactique Glycogèneenv 270 mmol s1.0 AérobieGlycogèneenv 3000 mmol mn0.50 Triglycéridesenv mmol plusieurs heures 0.24


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