PG1 FD Musclezadza

8/16/2019 PG1 FD Musclezadza

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Physiologie

Francis DEGACHE

[email protected]


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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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Os

TendonEpimysium Endomysium

PerimysiumMyofibrille

Fibre

musculaireFascia

Muscle


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Entouré par :EpimysiumContient :Faisceaux

Entouré par :PérimysiumContient :Fibresmusculaires


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Structure microscopique


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Entouré par :EndomysiumContient :Myofibrille

FIBRE MUSCULAIRE

Entouré par :

RéticulumsarcoplasmiqueContient :Sarcomères

MYOFIBRILLE


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• 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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• 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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SARCOMERE

Sarcomere

S i i


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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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• 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



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myosine actin

Sarcomèreraccourci

Bande I raccourcie

1

2



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myosine actin

Sarcomèreraccourci

Bande I raccourcie Bande A inchangée

1

32



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gBande ABande I Bande I


myosine actin

Sarcomèreraccourci

Bande I raccourcie Bande A inchangée

Zone H disparaît

1

4

32



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p q



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Nerf moteur

p q



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p q



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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



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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.



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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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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



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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



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Fuseauneuromusculaire

SynapseMotoneurone

Nerfs afférents



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Fibres musculaires

AppareilNerfs afférents

Tendon

Golgi



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Feuillet tendineux

TendonFeuillet

pariétalMéso-tendon

AppareilRéafférences musculaires


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Fuseau neuro-musculaire

tendineux deGolgi

Nerfs afférents

Motoneurone



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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))



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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



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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



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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


100/101

5.00000

10.0000

Kg

-10.0000

-5.00000

0.00000volts

Dessinez les charges relatives soulevées !

Effet de l’entraînement

Kg


101/101

Kg

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