Muscles et Contrôle Moteur

Chapitre 3 - Système Musculaire

• Le tissu musculaire est étudié.
• La fibre musculaire squelettique est décrite.
• Le couplage excitation-contraction est détaillé.
• La mécanique de la contraction musculaire est expliquée.
• Le contrôle moteur est analysé.

Rôle du kinésithérapeute dans le traitement des patients avec des troubles moteurs

• Les troubles moteurs ont des causes variées (traumatismes, maladies dégénératives, altérations du système nerveux, vieillissement, surentrainement).
• L'exercice thérapeutique est une approche efficace dans le traitement de nombreux troubles.
• Le système musculaire est la cible principale.

1. TISSU MUSCULAIRE

• Différents types de tissu musculaire existent.
• Caractéristiques générales du tissu musculaire.
• Le muscle squelettique est décrit.

1.1 Les types de tissus musculaires

• Muscle strié : cellules avec des stries transversales au microscope.
• Deux types de muscle strié : squelettique et cardiaque.
• Muscle lisse : cellules sans stries transversales. Présent dans les organes internes (vaisseaux sanguins, tube digestif, vessie, etc.).

1.2 Caractéristiques générales

• Excitabilité : capacité à percevoir un stimulus (chimique ou électrique) et à y répondre (propagation du potentiel d'action).
• Contractabilité : capacité à se contracter fortement en réponse à un stimulus suffisant, permettant le mouvement des os.
• Transformation de l'énergie chimique ou électrique en énergie mécanique.
• Extensibilité : capacité des fibres musculaires à s'étirer sans dommage.
• Elasticité : capacité des fibres musculaires à raccourcir et à récupérer leur longueur d'origine après élongation.

1.3 Le muscle squelettique

• Représente 40 % du poids corporel.
• Génération de force et de mouvement.
• Attaché aux os par des tendons.
• Composé de fibres musculaires disposées en parallèle, unies par du tissu conjonctif.
• Présence de tissu nerveux et de vaisseaux sanguins.

2. LA FIBRE SQUELETTIQUE

• Organisation hiérarchique du muscle.
• Ultrastructure de la fibre musculaire.
• Théorie des ponts d'union.

2.1 Organisation hiérarchique des muscles

• Tissu conjonctif (épimysium, périmysium, endomysium) autour des fibres.
• Tendons (fibres de collagène) attachant les muscles aux os.
• Vaisseaux sanguins et nerfs (motoneurones-plaque motrice).

2.1. Organisation hiérarchique des muscles

• Fibres regroupées et enveloppée par du tissu conjonctif : épimysium, périmysium, endomysium.
• Faisceaux de fibres (groupes de 10 à 100 fibres).
• Une fibre musculaire par l'endomysium, avec tendons (fibres de collagène), vaisseaux sanguins et fibres élastiques.

2.3 Théorie des ponts d'union

• Chaque cellule ou fibre musculaire a une forme cylindrique et s'étend d'une extrémité tendineuse à l'autre.
• Contient des myofibrilles: structures fibrillaires occupant la quasi-totalité du sarcoplasme.

3. Organisation hiérarchique des muscles

• Sarcoplasme : cytoplasme de la fibre musculaire.
• Tubules T : tubules transverses dans le sarcolemme, permettant la propagation rapide du potentiel d'action de l'extérieur vers l'intérieur de la fibre.
• Réticulum sarcoplasmique : réserve de Ca2+ et maintien des niveaux de Ca2+ sarcoplasmique.

3.1 Organisation hiérarchique des muscles

• Sarcolemme : membrane entourant une fibre musculaire.
• Triade : tubule transverse et citerne terminale du réticulum sarcoplasmique.
• Myofibrilles : unités contractiles.
• Mitochondries : produisant l'énergie pour la contraction musculaire.

3.2 Ultrastructure des fibres du muscle squelettique

• Myocytes squelettiques contiennent des myofibrilles disposées en parallèle.
• Myofibrilles montrent des bandes claires et obscures (stries).

3.2 Ultrastructure des fibres du muscle squelettique

• Myofibrilles sont composées de filaments d'actine (mince) et de myosine (épais).
• Présence de protéines régulatrices : troponine et tropomyosine.

3.3 Théorie de la contraction par glissement des filaments

• Sarcomère : partie de myofibrille entre deux disques Z adjacents.
• Filaments d'actine, tropomyosine et troponine.
• Filaments épais de myosine (bande A).
• Ponts d'union : liaison entre actine et myosine, moteur de la contraction.
• Rapproche des disques Z.

3.2 Ultrastructure des fibres du muscle squelettique

• Filaments minces d'actine, tropomyosine et troponine
• Filaments épais de myosine
• Bande I : zones claires (seulement de l'actine).
• Bande A : zone des filaments épais (myosine avec partie chevauchant l'actine)
• Disque Z : point de jonction entre les filaments d'actine.

4. COUPLAGE EXCITATION-CONTRACTION

• Événements électriques.
• Jonction neuromusculaire.
• Rôle du calcium.
• Rôle de l'ATP.
• Mécanisme général de la contraction.

4.1 Événements électriques

• Potentiel d'action dans le motoneurone.
• Potentiel d'action dans la fibre musculaire.
• Réponse contractile.

4.2 La jonction neuromusculaire

• Plaque motrice : région du sarcolemme où le neurone rejoint la fibre.
• Libération de l'acétylcholine (ACh).

4.3 Rôle du calcium

• Libération de Ca2+ dans le cytoplasme.
• Fixation du Ca2+ à la troponine.
• Déplacement de la tropomyosine.
• Exposition des sites de liaison actine-myosine.
• Contraction des myofibrilles.

4.4 Rôle de l'ATP

• Hydrolyse de l'ATP pour activer têtes de myosine
• Phase de propulsion ou coup de force de la myosine.
• Séparation des filaments d'actine et myosine.
• Rigidité cadavérique : absence d'ATP.

5. LA CONTRACTION MÉCANIQUE

• L'unité motrice.
• types d'unités motrices.
• Contrôle de la force générée.
• Facteurs influant sur la production de force.

5.1 L'unité motrice

• Motoneurone et les fibres musculaires qu'il innerve.
• Nombre de fibres musculaire innervé par un motoneurone varie significativement.
• Unité motrice plus petite → précision des mouvements.

5.2 Types d'unités motrices

• Fibres de type I : lentes, résistantes à la fatigue, peu de force, abondantes en mitochondries, beaucoup de myoglobinne.
• Fibres de type IIa : intermédiaires, résistance moyenne à la fatigue, force moyenne, mitochondries moyennes.
• Fibres de type IIx : rapides, fatigables, force importante, moins de mitochondries.

5.3 Contrôle de la force générée

• Sommation spatiale : recrutement d'unités motrices.
• Sommation temporelle : augmentation de fréquence de stimulation.
• Tétano incomplet: stimulation répétée sans relâchement complet.
• Tétano complet: stimulation répétée avec contraction soutenue.

5.4 Facteurs influant sur la production de force

• Nombre de ponts actine-myosine.
• Fréquence de stimulation.
• Nombre de motoneurones activés,
• Degré d'étirement du muscle.
• Composition musculaire (proportion des fibres I/II).

5. CONTRÔLE MOTEUR

• Généralités sur les voies motrices.
• Voies motrices inconscientes.
• Voies motrices volontaires.
• Systèmes de modulation et contrôle.
• Mouvements réflexes.

5.1 Voies motrices: Généralités

• Coordonnée de multiples centres corticaux et sous-corticaux.
• Centres moteurs reçoivent informations sensorielles.
• Adaptation et correction du mouvement.

5.2 Voies motrices inconscientes

• Mouvements réflexes : rapides, stéréotypés et involontaires.
• Mouvements conscient et volontaires : apprentissage et participation du cortex cérébral.
• Mouvements rythmiques : mouvements répétitifs nécessitant un apprentissage.

5.2 Voies Motrices Inconscientes

• Systèmes posturaux : activité tonique des muscles.
• Origines dans le tronc cérébral.
• Systèmes de mouvements : contrôle des mouvements phasiques.
• Origines dans le cortex moteur.
• Contrôle de la posture, planification des mouvements volontaires, coordination, réaction à d'éventuelles perturbations.

5.3 Système moteur volontaire

• Neurones moteurs supérieurs (noyaux moteurs sous-corticaux, formant la voie pyramidale).
• Neurones moteurs inférieure (Corne ventrale moelle épinière), connexions vers les muscles squelettiques.

5.4 Systèmes de modulation et contrôle

• Cervelet: détecte les erreurs, coordination et optimisation des mouvements volontaires, apprentissage et mémoire.
• Ganglions de la base : initiation et fin des mouvements, préparation et maintien du tonus musculaire.
• Voies dopaminergiques, Circuits direct et indirect.

5.5 Mouvements réflexes

• Réponses motrices à des stimuli sensoriels (conscients ou non).
• Réflexes spinaux, le centre d’intégration est la moelle épinière.
• Classification des réflexes par centre d’intégration, organes effecteurs.

Réflexe patellaire

• Réflexe myotatique.
• Composante monosynaptique (flexion).
• Composante polysynaptique (extension).