GTS501 Cours 4 Tendons et ligaments. Histophysiologie musculaire. Structure et composition du muscle. Contraction musculaire.

Tendons et ligaments

Tendons et ligaments Composition et structure : Composante Ligament Matériau cellulaire : fibroblaste 20% Matrice extracellulaire 80% Eau 60-80% Solides 20-40% Collagène 70-80% Légèrement plus élevé Type I 90% 95-99% Type II 10% 1-5% Substance fondamentale 20-30% Légèrement moins

Tendons et ligaments Collagène : Tendon Ligament Nordin & Frankel, 2001

Tendons et ligaments Élastine Substance fondamentale : PG Consistance de gel Ciment Résistance mécanique des tendons et ligaments (?)

Tendons et ligaments Structure externe : Paratenon Nordin & Frankel, 2001

Tendons et ligaments Insertion à l’os : Zone 1 : fin du tendon Zone 2 : mélange collagène et cartilage fibreux Zone 3 : cartilage fibreux minéralisé Zone 4 : fusion avec os cortical Nordin & Frankel, 2001

Tendons et ligaments Propriétés mécaniques : 2-5% Nordin & Frankel, 2001

Tendons et ligaments Propriétés mécaniques : Nordin & Frankel, 2001

Tendons et ligaments Propriétés viscoélastiques : Nordin & Frankel, 2001

Tendons et ligaments Rupture ligamentaire et mécanismes de blessures : Douleur sans instabilité Douleur intense + petite instabilité Douleur intense + grande instabilité Facteurs tendineux : Amplitude de la force musculaire Surface de section du tendon vs. muscle Nordin & Frankel, 2001

Tendons et ligaments - résumé Collagène confère la résistance mécanique aux tendons et ligaments Arrangement parallèle dans les tendons et plus variable dans les ligaments Insertion : changement graduel Courbe contrainte-déformation Tendon : ¼ de leur limite à la rupture lors des activités de la vie quotidienne Mécanisme de rupture du tendon : influencé par la section et la force du muscle Comportement viscoélastique

Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel, 2001

Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel, 2001

Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel, 2001

Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel, 2001

Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel, 2001

Hystophysiologie musculaire

Introduction Trois types de muscles : Muscle cardiaque Muscles lisses (involontaire) Muscles striés (squelettique - volontaire) + de 430 muscles, dont 80 qui produisent les mouvements vigoureux Rôles du muscle Travail statique et dynamique

La cellule - généralités STAPS, 2002

La cellule : généralités Cytoplasme : Hyaloplasme = liquide dans lequel tout baigne Réticulum endoplasmique = synthèse + stockage de lipides et de protéines Ribosomes = synthèse protéique Appareil de Golgi = stockage + sécrétion des protéines Mitochondries = production d’énergie Lysosomes = digestion de substances + transport Squelette cellulaire = maintient + changement de forme + mouvement des cellules

La cellule : généralités Membrane plasmique : Deux couches lipidiques Éléments hydrophobes se font face dans la bicouche lipidique Protège du milieu extérieur Permet les échanges entre la cellule et le milieu extérieur : Endocytose - exocytose

La cellule : généralités Le noyau : Enveloppe nucléaire Chromatine = formé d’ADN Nucléole = formé d’ARN

Structure et composition du muscle STAPS, 2002

Structure et composition du muscle Fibre musculaire : unité fonctionnelle du muscle Plusieurs noyaux Membrane plasmique : sarcolemme Système T = Triade (Tubules transverses + Sacs latéraux = « citernes ») Jonction neuromusculaire Cytoplasme = sarcoplasme : Faisceaux de fibrilles (myofibrilles) (bandes A, I, H et strie Z) = sarcomère Hyaloplasme (particules de glycogène et mitochondries) Réticulum endoplasmique : « citernes » à Ca2+

Structure et composition du muscle http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/muscles/muscles.htm#generalites

Contraction musculaire Bases moléculaires pour la contraction musculaire : Les bandes claires, I se raccourcissent Les bandes H disparaissent Les bandes sombres, A, gardent la même longueur Les myofilaments d’actine et de myosine ne changent pas de longueur

Contraction musculaire La jonction neuro-musculaire : Nordin et Frankel, 2001

Contraction musculaire Potentiel d’action Relargage d’acetylcholine vers JNM (Jonction Neuro-Musculaire) Liaison acétycholine + Récepteurs Augmentation de la perméabilité de la JNM au ions sodium + potassium : PP (potentiel de plaque) PP dépolarise la membrane (sarcolemme) : PAM (Potentiel d’Action Musculaire) Acétylcholine se transforme en acétylcholinesterase PAM dépolarise les tubules transverse Relarguage de Ca2+ Liaison Ca2+ avec troponine (qui bloquait liaison actine+myosine) A + M-ATP = A-M-ATP A-M-ATP = A-M + ADP + P Glissement relatif des filaments A-M + ATP = A + M-ATP

Contraction musculaire Fibres de type I = lentes Fibres de type II = rapides Sommation spatiale Sommation temporelle Propriétés visco-élastiques des éléments : Muscle prêt pour la contraction Retour à l’état initial Prévient une élongation trop importante Absorption et dissipation d’énergie

Contraction musculaire Sommation et tétanisation : Secousse musculaire élémentaire Temps de latence, temps de contraction, temps de relaxation Nordin et Frankel, 2001

Contraction musculaire Tétanos : Nordin et Frankel, 2001

Contraction musculaire Types de contraction musculaires : Travail dynamique Contraction musculaire concentrique Contraction musculaire excentrique Contraction isocinétique Contraction isoinertielle Contraction isotonique Travail statique : Contraction isométrique

Contraction musculaire Relation tension-longueur – fibre : Nordin et Frankel, 2001

Contraction musculaire Relation tension longueur – muscle : Nordin et Frankel, 2001

Contraction musculaire Relation force-temps : Relation force-vitesse Nordin et Frankel, 2001

Contraction musculaire Effet de l’architecture du muscle squelettique : Nordin et Frankel, 2001

Contraction musculaire Effet de la fatigue : ATP, source d’énergie : ATP - > ADP + Pi + énergie Nordin et Frankel, 2001

Contraction musculaire Les voies énergétiques de la contraction musculaire : Voie anaérobie alactique : PCr + ADP => ATP + Cr ATP + Cr => PCr + ADP (énergie provient de la dégradation des aliments par les voies énergétiques) La voie anaérobie lactique ou glycolyse ou voie glycolique : (glucose)n+Pi => (glucose)n-1 + glucose P Glucose P => 2 acides pyruviques => 2 acides lactiques La voie aérobie Nécessite de l’O2

Contraction musculaire 30-35% 50-55% 10-20% Nordin et Frankel, 2001

Contraction musculaire - résumé L’unité structurelle du muscle squelettique est la fibre musculaire Les fibres sont composées de myofibrilles arrangées en sarcomère, qui est l’unité fonctionnelle du système contractile Les myofibrilles sont composées de fins filaments d’actine et de filaments plus épais de myosine Théorie du glissement: mouvement relatif des têtes de myosine par rapport au filament d’actine (troponine et tropomyosine régulent les liens) La clé du mécanisme est le Calcium qui allume et éteint l’activité contractile L’unité motrice est la plus petite unité contractile du muscle

Contraction musculaire - résumé Les composantes passives s’étirent ou se relâchent avec la contraction musculaire La sommation des contractions mène à la tétanisation du muscle Les muscles se contractent de façon concentrique, excentrique, isométrique dépendamment de la relation entre la tension musculaire et la force externe La force produite dans un muscle dépend de la relation longueur – tension, force – vitesse et force- temps L’énergie dont le muscle a besoin vient de l’ATP. Il existe trois formes de production d’ATP dans le muscle (anaérobie alactique, anaérobie lactique et aérobie) Trois types de fibres: type I lentes, oxidatives; Type IIA rapide oxydatives glycoliques, type IIB rapides glycolytiques