Physiologie de l'exercice et de la douleur

Chapitre 1 : Contraction Musculaire

Fonctions du Muscle Squelettique

• Permet le mouvement d'un ou de plusieurs segments du corps.
• Assure le maintien postural via les muscles antigravitaires.
• Joue un rôle dans la thermorégulation par la production de chaleur.

Histologie du Muscle Squelettique

• Trois types de cellules musculaires :
  • Squelettique (strié)
  • Cardiaque (strié)
  • Lisse
• Tissu musculaire squelettique attaché aux os, déplaçant des parties du squelette lors de la contraction.
• Les muscles sont constitués de milliers de cellules cylindriques (fibres) subdivisées en unités plus petites (myofibrilles).
  • Composées de myofilaments.
• Différents fascias recouvrent les structures musculaires pour le maintien, la protection et le renforcement des unités.
  • Composés de fibres de collagène (résistance) et d'élastine.
  • Vaisseaux sanguins, lymphatiques, fibres nerveuses afférentes/efférentes s'y trouvent.
• L'épimysium recouvre l'ensemble du muscle, formant le tissu superficiel du tendon qui s'attache au périoste.
• Le périmysium entoure les faisceaux musculaires (10 à 100 fibres).
• L'endomysium sépare chaque fibre musculaire.
• Les extrémités musculaires se terminent par un tendon.
  • Le périmysium et l'endomysium forment la partie profonde des tendons.
• Les fibres musculaires sont allongées, parallèles, et occupent toute ou partie de la longueur du muscle.
• L'endomysium et le périmysium permettent la jonction entre les fibres et la transmission de force.
• Le sarcolemme est une membrane sous l'endomysium délimitant chaque fibre musculaire.
• Le sarcoplasme renferme les protéines contractiles, les enzymes, des graisses, du glycogène, les noyaux, les mitochondries et la myoglobine.
• Réseau de canaux tubulaires (plaque motrice à fibre) et vésicules (passage du Ca++) dans le sarcoplasme.
  • Le réticulum sarcoplasmique comprend deux citernes terminales et un tubule transverse.

Myofilaments

• Chaque fibre contient du sarcoplasme et des myofibrilles constituées de myofilaments parallèles.
• Les myofilaments responsables de la contraction sont composés d'actine et de myosine.
• L'alternance des bandes claires (actine) et sombres (myosine + actine) donne un aspect strié.
  • Bande I : actine.
  • Bande A : myosine (avec actine).
• La ligne Z coupe la bande I en deux, définissant le sarcomère, l'unité fonctionnelle de la cellule musculaire.
• La zone H est l'espace entre les filaments d'actine, ne comprenant que la myosine.
• Les myosines sont reliées par la ligne M au centre du sarcomère, où les molécules de myosine changent de direction.
• Un myofilament de myosine est lié à six myofilaments d'actine.
• Le fonctionnement du sarcomère et des myofilaments dépend de protéines de soutien, dont la dystrophine et la titine.
  • Des mutations de ces protéines peuvent causer des myopathies.
  • La dystrophie musculaire de Duchenne, sévère et précoce, provoque une paralysie progressive et atteintes respiratoires et cardiaques.

Processus de Contraction Musculaire

• Théorie de l'interdigitation suggère le glissement des filaments épais (myosine) et fin (actine) sans modification de leur longueur.
• Les rapports de longueur des zones du sarcomère varient lors de la contraction musculaire.
• L'état (repos, contraction, étirement) de chaque sarcomère d'une myofibrille est identique.
• Changements lors de la contraction:
  • La bande A ne change pas.
  • La bande I se raccourcit.
  • La zone H se raccourcit.
  • Le sarcomère se raccourcit.
  • Les lignes Z se rapprochent. Séquence du mécanisme de contraction :
  • Dépolarisation de la fibre nerveuse (influx de la moelle épinière à la plaque motrice)
  • Libération d'acétylcholine (ACh)

    • Neurotransmetteur qui augmente la perméabilité aux ions Na et K.

    • Si la quantité d'ACh est suffisant, dépolarisation et propagation à toute la fibre via les tubules transverses. - Libération d'ions Ca++ par le réticulum sarcoplasmique (pompe Ca++ activée).

    • Le Ca++ se fixe à la troponine.

    • Lien du Ca++ libère le site de liaison de l'actine et permet la formation de ponts avec la myosine pré-activée avec l'ATP.

    • Actine

      • Protéine qui permet la contraction en formant des ponts avec la myosine grâce à son site de liaison.

    • Tropomyosine -Protéine qui inhibe la formation de ponts actine-myosine. -Lorsque la fibre est au repos cette protéine recouvre le site de liaison de l'actine.

    • Troponine

      • Protéine qui s'associe aux ions Ca++ de façon à empêcher la tropomyosine d'initier son action inhibitrice en dégageant le site de liaison de l'actine.

    • Formation du pont actine-myosine + ATP provoque libération d'énergie. - Provocation d'un mouvement de la tête de myosine et mouvement de glissement du myofilament d'actine sur la myosine.

    • Reformage de l'ATP - Reprise de la position verticale. - Combinaison à un autre site sur le myofilament d'actine.

Contraction

• Persistence tant que l'ATP et la concentration de Ca++ sont suffisants.
• Les ponts actine-myosine sont créés selon des cycles indépendants, permettant la progression de l'actine vers le centre du sarcomère.

Unité Motrice

Motoneurone Neurone contrôlant l'influx de la moelle épinière aux muscles squelettiques. Unité Motrice Ensemble du motoneurone et des fibres musculaires stimulées par celui-ci, formant l'unité fonctionnelle.

• Chaque fibre musculaire est innervée par un seul motoneurone via son axone.
• Loi du tout ou rien : Toutes les fibres d'une unité motrice se contractent et se relâchent en même temps, ainsi que toutes les myofibrilles d'une même fibre.
• Les unités motrices ne se contractent pas toutes en même temps (asynchrone), permettant un mouvement harmonieux et une gradation de la force.
• Variation du nombre d'unités motrices et de leur dimension selon :
  • La taille du muscle
  • La précision requise (peu de fibres par unité dans les mouvements précis, ex : muscles extra-oculaires avec 10 fibres par unité)
  • Le besoin de force (grand nombre de fibres par unité).

Propriétés Physiques du Muscle

• Le muscle possède des propriétés élastique et de contractilité, et est liées à son excitabilité.
• Il est essentielle au fonctionnement normal de l'activité musculaire.
• Elasticité : capacité à se déformer sous une force extérieure et à reprendre sa forme initiale une fois la force disparue.
• Souplesse/extensibilité/flexibilité : capacité d'un muscle à s'allonger.
• Les éléments élastiques permettent de résister aux changements rapides de charge sans détachement actine-myosine, grâce à la titine.

Fonctions des Éléments Élastiques

• Fournissent un mécanisme passif de production de force sans contraction.
• Emagasinent de l'énergie lors des mouvements rapides et des variations de charge, surtout en contraction excentrique.
• Permettent le retour à la position initiale grâce à l'élastine.
• S'opposent à la déformation et maintiennent la position d'étirement grâce au collagène et au milieu visqueux (plasticité/viscosité).

Types de Contraction

La force de contraction est influencée par les éléments contractiles et élastiques.

• Contraction Isométrique/Statique:*
• Le muscle ne produit pas de mouvement au niveau de l'articulation sous application de la force.
• La longueur de l'appareil musculo-tendineux ne varie pas : étirement du tendon = raccourcissement des éléments contractiles.
• Les éléments élastiques en série sont mis en tension par la charge et l'élément contractile.
• Contraction Isotonique/Dynamique:*
• Produit un mouvement au niveau de l'articulation.
  • Terminologie : isotonique-concentrique et isotonique-excentrique.

Concentrique:

• Raccourcissement de l'appareil musculaire. -La force maximale concentrique est inférieure à la force isométrique.

Eccentrique:

• Un muscle contracté s'allonge.
  • Les éléments élastiques, contribuant ainsi à augmenter la force. -Le total de la force excentrique dépasse ainsi la capacité isométrique du muscle.
• Contraction Pliométrique:*
• Combinaison excentrique-concentrique.
  • L'énergie emmagasinée en excentrique est réutilisée en concentrique, facilitant proprioceptivement le mouvement.

Douleur Musculaire Post-Exercice

• (Courbatures) : Apparaît 12-24 heures après l'exercice par microtraumatisme, inflammation et œdème.
• Amplifiée par les contractions excentriques, car elle atteint le seuil de douleur.
• Les éléments élastiques participent beaucoup plus à l'effort excentrique et peuvent être facilement endommagés.

Relation Force et Vélocité

• Contraction isométrique, la force contractile est maximale.
• Dans les contractions avec vélocité (isotoniques/dynamiques), la vitesse du mouvement vient s'ajouter.
• Plus la rapidité du raccourcissement (concentrique) augmente, plus la force diminue.
• Plus la rapidité du mouvement excentrique augmente, plus la force augmente.

Relation Force et Longueur

• La force qu'un muscle peut développer dépend de sa longueur.
• Un muscle allongé à 20-25% au-delà de sa position de repos aura une force supérieure à une position d'allongement ou raccourcissement.
• L'avantage physiologique est lié à la position actine-myosine et tension dégagée.

Avantage Mécanique

• La force générée dépend du point d'insertion du tendon sur l'os qui vient crée un moment de force.
• L'angle joue un rôle sur le bras de levier et la force du muscle.

Spécificité Angulaire

• Combinaison de l'avantage physiologique (longueur/élasticité) et de l'avantage mécanique (bras de levier).
• Représente donc l'angle de force où le muscle est réellement plus fort.
• Majorité des muscles peuvent développer + grande force vers position légèrement allongée.

Position d'Immobilisation

• L'immobilisation prolongée influence la force produite.
• Une immobilisation en position raccourcie provoque ↑ force.
• Après le plâtre, la force sera moindre en extension et en flexion complète i.e. à 90°.

Myotypologie

La fibre varient selon les fonctions. Exemple: Maintient postural = faible et longue durée. Soulever=forte et courte durée. Les fibres musculaires squelettiques ont donc une relation étroite entre la fonction, la vitesse et la résistance à la fatigue. Il importants que toutes les fibres d'une même unité motrice sont de même type.

• Type I : Oxidatives à Contraction Lente*
• Résistantes à fatigue.
• Petit diamètre.
• Contiennent moins de myofibrilles.
• Couleur rouge.
• Produisent beaucoup d'ATP.
• Leur seuil d'activation est bas.
• 1ers à être recrutées et 1ères à s'atrophier.
• Type II A : Oxidatives à Contraction Rapide*
• Résistantes à la fatigue.
• Grande quantité de myoglobine.
• Capillaires.
• Peuvent facilement produire du ATP.
• Type II B : Glycolytiques à Contraction Rapide*
• Peu résistantes à la fatigue.
• Peu de myoglobine.
• Apparence blanche.
• Produisent l'A.T.P par anaérobie.
• Se fatiguent donc plus rapidement.
• • volumineuses.
• Contraction puissante et rapide.

Excitabilité

• Des concepts vont être réutilisés en électrothérapie.
• Lors d'un potentiel d'action, contraction de toutes les fibres musculaires de loi du tout ou rien.
• L'obtention de variations de force dépend de la taille des unités motrices, et d'autres facteurs.
• Fréquence. Représente la stimulation Un muscle = 2 potentiels d'actions identiques (période réfractaires entre 2 influx est suffisante).

Sommation Temporelle

Ce phénomène se produit si la période de repos raccourcie est de pas permet de relâcher l'unité motrice.

• stimuli et proche et soutenue =contraction stable TÉTANOS.

Sommation Spatiale

• unités motrices actives = + forces de contractions et nommée ainsi.

Il est observé que le recrutement de la musculaires est spécifiques.

Unités de type Isont facilement stimulées Si l'effort est intensifiées = unité motrice de fibres rapides. Contraction asynchrone est donc unité motrice est de façon asynchrone. Lors d'un effort maximal, il est important que la contraction soit parfaite donc que toutes les unités soient simulées en même temps.

Contrôle Neurologique de l'Activité Musculaire

Origine périphérique : arc réflexe et origines centrales : voies.

Les acteurs : Neurone : transmet les signaux. Meyline : augmentation de la vitesse des axones. Synapses : contact entre neurotransmetteurs et fibres musculaires. Axone : conduction des influx. Nerf : système nerveux qui comprend des plusieurs faisceaux. Motrice principale : transmet l'influx. Motrice secondaire : origine tronc cérébral et cervelet pour le contrôle postural, équilibre et to us. Récepteurs : sensations / touché. Dépolarisation : une sommation temporelle.

Propioception : la conscience de notre corps.

Définition : Récepteurs sensoriel de sensations profondes du corps pour la position des membres,contrôle et equilibre par : L'oreille interne. Vision. Récepteurs des tendons,articulations et musculaires.

RÉCEPTEURS MUSCULAIRES / TENDINEUX / ARTICULAIRES: Fuseau neuro-musculaires: (présents a/n des muscles et des tendons) Ils sont parallèles aux fibres musculaires et sont sensibles à l'étirement. Ces propriocepteurs transmettent l'information sur la longueur du muscle afin de maintenir celle-ci dans les limites de la normale. Leur stimulation active la contraction du muscle étiré.

Organe tendineux de Golgi (ou organe neuro-tendineux, fuseau neuro-tendineux): Ces récepteurs sont présents au niveau des muscles, tendons et ligaments et contrairement aux fuseaux neuro-musculaires qui sont parallèles, ceux-ci sont en série et détecte la tension. La tension du tendon est augmentée lorsque le muscle se contracte ou est étiré passivement. Les organes tendineux de Golgi sont alors activés et envoient un message réflexe inhibiteur à la moelle épinière. La fonction première de ce mécanisme est de protéger le muscle des blessures dues à une trop grande charge. EN RÉADAPTATION: Un effort maximal dans une position d'étirement extrême risque d'endommager les fibres. Les OTG ainsi stimulés envoient un message inhibiteur fort afin de cesser la contraction. Les OTG sont utilisés lorsqu'une crampe musculaire est soulagée par un étirement lent, ample et prolongé ou par une contraction du même muscle.

Corpuscules de Pacini, Ruffini Situés dans les capsules articulaires, tendons, ligaments, tissus sous-cutanés, ce sont des mécanorécepteurs i.e. qu'ils détectent les variations de pression intense et d'étirement. Ils réagissent lors d'une compression de la capsule et envoient un message vers la moelle épinière qui provoque une action excitatrice ou inhibitrice (contraction ou relâchement musculaire). Ils détectent aussi les vibrations. Saut: compression soudaine de l'articulation du genou qui stimule l'action des extenseurs (quadriceps). Suspension à la barre: l'étirement des membres supérieurs s'il est rapide, stimule les corpuscules des articulations et provoque l'action des muscles coaptateurs de l'épaule.

EN RÉADAPTATION: Technique de ponçage = une pression forte appliquée en glissant sur le muscle. La stimulation des corpuscules provoque du muscle. Technique de pression continue (30 secondes par exemple) sur un endroit précis du muscle provoque de ce dernier.

Récepteurs cutanés: douloureux et non-douloureux Ces récepteurs véhiculent de l'information sur la localisation, la pression, la température et la douleur. La stimulation des récepteurs de la douleur (nocicepteurs) provoque le réflexe de retrait alors que la stimulation des récepteurs du toucher ne provoque aucune action musculaire réflexe.

Après une blessure ligamentaire, musculaire, articulaire ou à la suite d'une immobilisation prolongée, il est essentiel de rééduquer tous les propriocepteurs (FNM, OTG et corpuscules) afin d'éviter une récidive. Ex.: Suite à une entorse à la cheville, il est important que les récepteurs répondent rapidement à tout étirement du ligament lésé par une compensation musculaire et ainsi éviter une nouvelle entorse.

EN RÉADAPTATION : Les techniques de chaleur et de glace vont moduler l'activité des FNM et des OTG afin de diminuer la tension musculaire et de réduire les spasmes.

1.1- Mécanisme d'origine périphérique: ARC RÉFLEXE Par accident, vous touchez à un objet brûlant. Sans y penser, vous avez eu le "réflexe" de retirer votre main. Que s'est-il passé? Les récepteurs nociceptifs (Ad de la douleur) de vos doigts sont stimulés par la chaleur intense et transmettent par les fibres afférentes le message à la moelle épinière. Les fibres motrices efférentes sont immédiatement activées afin de produire le mouvement de retrait. Ce mécanisme se nomme « arc réflexe ». Au même moment, un message est transmis via la voie spino-thalamique au cortex somesthésique et la douleur est ressentie. Le système sensitif utilise cette même “recette” en modifiant les acteurs, i.e. le type de récepteurs, les voies empruntées, les systèmes de contrôle (réflexe = moelle ou des centres supérieurs = cervelet, noyaux, cortex moteur).

Modulation de la réponse Le message transmis à la moelle épinière peut exciter et faire contracter certains muscles, mais il peut aussi en inhiber d'autres. Ceci représente le phénomène d'inhibition réciproque. Les agonistes et les antagonistes ne recevront pas la même information Exemple : Le réflexe de retrait. Les extenseurs de l'épaule et les fléchisseurs du coude seront activés alors que leurs antagonistes seront inhiber pour permettre le mouvement. Description de l’inhibition réciproque: La contraction de l'agoniste entraine l’inhibition de du muscle antagoniste.

2- Mécanismes d'origine centrale Apres avoir élucidé le mystery» du mouvement réflexe, nous étudierons les responsables du contrôle du mouvement volontaire et involontaire. Les 3 principes seront exposées brièvement.Veuillez note que ces voies de contrôle agissent et ajustent leur action sur les données reçues

Origine du cervelet sont responsable des intégrations pour produire un mouvement coordonné! Ex. : La danse,marche.

Chapitre 2 : Qualités Musculaires

Divisions : Contractiles Éalastique Neuro-Musculaire

Qualités Contractiles

1- Force la quantité de tension, la qualité du tension et la force 2- Puissance pour un travail vitesse et en force. 3- Résistance lactiques ou capacité l'effort d'intensité et haute. 4- Endurance l'effort faible et modérées longtemps.

Qualités Élastique

La souplesses. Dépend de : tissu compositif et de l'âge. Types: 1 : Plasticité viser a déformer les tissu sur l'étirement. 2: Éalasticité capacité à revenir à sa position initale. 3 : Souplesses étirer le tissu.

Contrôle Neuro Musculaire

La capacité exécute les mouvements précis dans des temps donné et à cette raison elle est coordination. 3 : Précision des mouvements. 4 : L.orientation temporo- spatial du mouvement!

Chapitre 3 : Entraînement des Qualités Musculaires

Pour développer une qualité musculaire : nécessaire de fourni un travail de l’équilibre de l, organisme du métabolisme. Le adaptation exige augmentation de la charge pour progression.

La surcharge progressive : L élabore du programme les qualifie et réponse. Il faut évaluation.

Chapitre 4 : Effet de l'Entrainement

Modifient le muscles, système respi, endoctrine et ostéo Articulaire.

Adaptation

L'entrainement modifie : Le myotype de la fibre. A: L'entrainement en force. l Il s'y ajouter un nombre des sarcomères.

Mot sur l'adaptation l, entraiment résistance actique : la diminution.

Capillaire des fibres. Augmentation du volume. Augmentation.

L'effet antiinflammatoire : l, exercice

L'exercice peut être conseil : oui Syntheses des proteiens . Diminue ,L;anxiete. Ameliore.

Retour de l.entrainment diminuions de la force 30% et au bout de 3 minutes , les valeurs retournes à la valeur initiale. Échauffement : pour T° est important sinon risques des blessures. A : Échauffements général entraine. Meilleur possibilité datteindre . CIRCULATION . Et à l’inverse l echauffement.

Séquence

Echauffement : préparation à la tension !