Activité musculaire Acquis antérieurs de Physiologie: PACES: muscles ~20-25% de la dépense énergétique de repos (métabolisme de base) ~60-70% de la dépense énergétique chez le travailleur de force ou sportif mesure de la masse musculaire: excrétion de la créatinine (débit urinaire) couplage excitation / contraction: mécanismes L2: muscle cardiaque physiologie de la contraction (mécanismes cellulaires) relation longueur-tension

TYPES DE MUSCLE -MUSCLE SQUELETTIQUE : strié commande volontaire -MUSCLE CARDIAQUE : strié commande involontaire -MUSCLE LISSE : non-strié commande involontaire FONCTION  développer une force par sa contraction en réponse à une stimulation (stimulation nerveuse ou mécanique)

Plan Données morphologiques structure du muscle élément contractile types de fibres musculaires unité motrice Contraction musculaire couplage excitation-contraction mécanismes moléculaires de la contraction sources d’énergie Propriétés de l’organe secousse musculaire, tétanos types de contraction relation longueur-tension effets de l’entraînement musculaire fatigue musculaire

Plan Données morphologiques structure du muscle élément contractile types de fibres musculaires unité motrice Contraction musculaire couplage excitation-contraction mécanismes moléculaires de la contraction sources d’énergie Propriétés de l’organe secousse musculaire, tétanos types de contraction relation longueur-tension effets de l’entraînement musculaire fatigue musculaire

faisceau httphttp://fr.youtube.com/watch?v=EdHzKYDxrKc

Fibres musculaires - entourées d’une MATRICE EXTRA-CELLULAIRE : endomysium membrane basale SARCOLEMME et d’une MEMBRANE PLASMIQUE - contiennent un SARCOPLASME constitué à 80% par des myofibrilles

Fibre musculaire ou cellule musculaire Echelle intra-cellulaire Myofibrille Sarcomère

6 chaînes polypeptidiques 2 chaînes lourdes 4 chaînes légères MYOSINE – FILAMENT EPAIS HYDROLYSE ATP

ACTINE – FILAMENT FIN Troponine : - liée à tropomyosine (T) - liant les ions Ca2+ (C) - liée à l’actine (I) ACTINE F

DYSTROPHINE ACTINE SARCOGLYCAN MEROSINE MEMBRANE PLASMIQUE CYTOSQUELETTE MATRICE EXTRA-CELL.

Dystrophine défaut dans l'expression de la dystrophine (mutations gène) : pathologies plus ou moins graves, dites dystrophinopathies, dont les myopathies de Duchenne et de Becker

Différents types de fibres musculaires lentes intermédiairesrapides

Unité Motrice (10-200) FM: plus de force

Recrutement des unités motrices Recrutement selon taille: – petites aux grandes UM – c’est à dire: type I puis type II Gradation de la contraction selon: – recrutement des UM – tétanisation (augmentation de la fréquence des PA)

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Schéma général de fonctionnement

EXCITATION-CONTRACTION

L'acétylcholine est synthétisée dans le cytoplasme de la terminaison par la choline O-acétyltransférase à partir de choline et d'acétyl co-enzymeA La liaison de l'acétylcholine à son récepteur est transitoire, la dissociation de cette liaison est suivie de l'hydrolyse de l'acétylcholine par l'acétylcholinestérase dans la fente synaptique.

POTENTIEL D’ACTION MUSCULAIRE récepteur nicotinique = canal cationique

Tubules transverses Propagation du potentiel d’action dans sarcolemme puis tubules transverses = synchronisation à tous les sarcomères

Tubule transverse - Calcium

cytosol Muscle strié squelettique Dihydropyridine receptorRyanodine receptor DHPR (canal calcique de type L: rôle mal établi pour le MS squelettique) Mobilisation du « pied »

ACTINE / MYOSINE

FILAMENTS GLISSANTS httphttp://fr.youtube.com/watch?v=gJ309LfHQ3M ATP

Contraction du sarcomère

Energétique Source d’énergie : ATP Hydrolyse de l’ATP indispensable à la contraction; faible baisse de [ATP] Réservoir de ~ P = créatine phosphate (phosphocréatine) Créatine-P + ADP créatine + ATP créatine kinase

PRODUCTION D’ATP: les 3 filières ANAEROBIE ALACTIQUE créatine phosphatecréatine ANAEROBIE LACTIQUE – GLYCOLYSE ANAEROBIE glucose2 acide lactique + 2 H 2 0 AEROBIE – PHOSPHORYLATION OXYDATIVE glucose + 6 O 2 6 CO H 2 0 ADP ATP 2ADP 2ATP 36ADP 36ATP CPK (glycogène: gain net de 3 ATP) (glycogène: gain net de 37 ATP - triglycéride: gain net de 460 ATP –  -oxydation)

ANAEROBIE ALACTIQUE ANAEROBIE LACTIQUE GLYCOLYSE AEROBIE délai d’efficacité maximale < 1 sec20 – 30 sec2 – 4 min durée d’efficacité maximale 7 – 10 sec30 – 50 sec3 – 15 min puissance maximale500 kJ/min300 kJ/min80 kJ/min facteurs limitants stock de phosphocréatine accumulation acide lactique stock glycogène consomm. O 2 délais de récupération 2 min1 heure24 heures PRODUCTION D’ATP: les 3 filières

Les voies de production d’ATP et la typologie

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SECOUSSE ET TETANOS Fréquence tétanique dépend du type de muscle (rapide/lent)

MESURE DE LA CONTRACTION

Muscles rapides et lents

Relation longueur - tension

Electromyographie (EMG) L'électromyographie est une technique permettant de mesurer au niveau de la peau les différences électriques dues au fonctionnement des fibres. Elle repère notamment la différence entre les hautes et basses fréquences (height / low). Les hautes fréquences sont le fait des fibres rapides alors que les basses fréquences sont provoquées par les fibres lentes. Différents pourcentages de fibres selon les muscles Avec l'âge, perte des fibres rapides au profit des fibres lentes Force maximale directement corrélée à sa teneur en fibres de type II

Enregistrement de la force: dynamomètre EMG de surface

Entraînement musculaire : plasticité musculaire Effets macroscopiques de l’entraînement

Hypertrophie musculaire = entraînement en force

Effet de l’entraînement

Entraînement en endurance augmentation de la densité capillaire Stimulation électrique Muscle de lapin témoin Stimulé (  densité,  myoglobine,  mitochondries) (entraînement en résistance:  densité car volume musculaire  )

Effets (minimes) de l’entraînement sur la typologie des FM Génétique: Certains naissent avec 90% de fibres rapides dans les jambes, ce sont les sprinteurs. D'autres avec 80% de fibres lentes ce sont les marathoniens.

Un travail précoce peut orienter la composition vers le type désiré sans jamais parvenir au résultat de la génétique La sélection détermine la potentialité de l’entrainement…

Fatigue Musculaire Incapacité à développer la force programmée Au cours de mouvements dynamiques: incapacité à fournir la puissance programmée Fibre musculaire: - diminution vitesse de raccourcissement - diminution de force maximale - ralentissement net du relâchement Sites impliqués: - diminution de la fréquence d’émission des motoneurones - diminution du potentiel de repos du sarcolemme, potentiels d’action transmis moins vite - diminution de libération et recaptation du Ca ++ par le reticulum sarcoplamsique - lésions fibrillaires avec diminution de force maximale: persiste le plus longtemps