Anatomie Générale - Document PDF

Anatomie générale Faire les liens entre physiologie, mécanique et biomécanique. B. Système squelettique C. Tissu cartilagineux [Cartilage] : tissu conjonctif (soutient et rigidité du corps) Composition : - (**chondrocytes** : cellules du cartilage) - Matrice extracellulaire contenant de...

Anatomie générale Faire les liens entre physiologie, mécanique et biomécanique. B. Système squelettique C. Tissu cartilagineux [Cartilage] : tissu conjonctif (soutient et rigidité du corps) Composition : - (**chondrocytes** : cellules du cartilage) - Matrice extracellulaire contenant des fibres de collagènes ou élastiques et de l'eau. 1. Classification : qualité et richesse des fibres - [Cartilage hyalin] (bleu) : nacré, translucide et élastique, riche en fibres de collagènes - Cartilages [fibreux] : blanchâtre, résistant, riche en collagènes - Cartilage [élastique] (rouge) : jaunâtre, souple et riche en fibres élastiques Vascularisation et innervation : sans, pas de sang et donc il ne se soigne pas !!! Se nourrit soit par liquide synoviale (extérieur) soit par l'os (debout). 2. Anatomie fonctionnelle : Rôle mécanique : - **Protège de l'usure** des surfaces articulaires (éviter frottements os/os) - Rigidité pour les conduits (trachée) - Attache musculaire (glotte...) D. Tissu osseux (périphérie vers profondeur) 3. Périoste **Membrane fibreuse conjonctive-élastique** Fibres + os collés à l'os compact. Donne **insertion aux muscles et tendons** **Vascularisation** (se soigne) et **innervation** (peut faire mal en cas de coups ou de fractures). Pathologie : **périostite** (inflammation du perioste) 4. Os compact Dur et dense = **80% de la masse osseuse** Constitutions : - [Ostéons] : **ostéocytes + canalicule vasculaire** et lamelles osseuses concentriques autour - [Lamelles] : sous le périoste et **lien entre les ostéons** 5. Os spongieux **Friable** (=éponge) Présence de **moelle osseuse** Situé au niveau des **épiphyses des os longs** et très présent sur les **os plats et courts**. 6. Cavités osseuses Aussi appelé **canal médullaire** Il détient la **moelle**, les **vaisseaux** et les **nerfs** [Endoste] = **membrane vasculaire** et **ostéogénique** qui assure la **croissance** **et la réparation** E. Croissance / ossification 1. **Formation d'une gaine osseuse** autour du modèle de cartilage hyalin 2. **Formation d'une cavité** dans le modèle de cartilage hyalin (se **durcit en sa diaphyse** pour **aller vers les extrémités**) 3. Invasion des cavités internes par le bourgeon conjonctivo-vascualaire et **formation de l'os spongieux** 4. **Formation du canal médullaire** (centre) + **ossification diaphyse** + début d'ossification épiphyses 5. **Ossification des épiphyses** ; présence de cartilage hyalin sur cartilage épiphysaire et articulaire 7. La plaque de croissance épiphysaire - Zone de réserve (=zone de cartilage hyalin) Les **précurseurs des chondrocytes** y forment une **réserve alimentant les autres zones** - Zone de cartilage sérié Les **chondrocytes** y sont **plus nombreux**. Ils s'ordonnent longitudinalement et **construisent**, avec leur matrice, des **chondrones** en forme de colonnes. Ces éléments sont **primordiaux** pour la **croissance en longueur des os**. - Zone de cartilage hypertrophié Zone de **minéralisation**. Les **chondrocytes subissent un apport d'eau** et leur **volume augmente** (phénomène participant à la croissance en longueur). Ils **stimulent la minéralisation** de leur **environnement extracellulaire**. - Zone de cartilage érodé **Destruction des zones minéralisées** (production de protéine lytique par les chondrocytes + activités des chondroclastes) F. Croissance / remaniement [Ossification endochondrale] : **croissance par les cartilages épiphysaires et articulaires** [Remaniement] : **pendant la croissance des os longs** et **permet le maintien des proportions** Les **cartilages** se situent donc **entre les os dans une articulation** mais **aussi dans l'os** avec le **cartilage épiphysaire**. A la radio, on le voit pas, il faut faire un **IRM** **pour voir** l'état du cartilage. Activités inégales des cartilages de conjugaison Points de croissance des membres 65% de la croissance de la jambe réalisés par les cartilages de conjugaison du genou !!! G. Facteurs influençant la formation 8. Facteurs génétiques [Achondroplasie] : **trouble sur l'activité des cartilages de conjugaison** entraînant un **nanisme micromélique** (petit membre) et **macrocéphalique** (grosse tête). 9. Facteurs vasculaires **L'interruption de la vascularisation du tissu osseux** entraîne une **ostéonécrose** (mort du tissu osseux). 10. Facteurs métaboliques Le **calcium** : besoin de 700mg chez l'adulte, 1000mg chez l'enfant. Il est **absorbé par le duodénum** et **l'intestin grêle**, la **vitamine D est indispensable à son absorption** (formé dans la peau sous UV). Le **phosphore** : **indispensable au tissu osseux** pour la **formation** et la **réparation** (fromage affinés, cacao et chocolat, graines oléagineuses, légumes secs). 11. Facteurs hormonaux L'hormone **parathyroïdienne** (résorption osseuse) L'hormone **thyroïdienne** (croissance et maturation du squelette) La **thyrocalcitonine** (freine la résorption osseuse) L'hormone **somatrotope hypophysaire** (croissance en longueur et épaisseur) Les hormones **surrénaliennes** (cortisol, cortisone : catabolise le tissu osseux) Les **androgènes** : **croissance squelettiques** et **l'accumulation de minéraux** durant la **puberté** et **l'adolescence**. 12. Facteurs mécaniques La **loi de Wolff** (chirurgien allemand 1836-1902) est un concept classique de la chirurgie orthopédique qui s'énonce comme suit : - **L'os se forme et se résorbe** en fonction **des contraintes mécaniques qu'il subit** - Sa **résistance varie** en fonction de la **direction dans laquelle la charge est appliquée** - **L'os est plus fragile en tension qu'en compression** - **L'activité musculaire modifie les contraintes** supportées par les os **in vivo** H. Evolution avec l'âge et pathologie 13. Ostéopénie C'est la **réduction progressive de la masse squelettique** et de sa **densité calcique**, aussi bien au niveau de **l'os compact que de l'os spongieux**. On parle de **densité minérale osseuse** : **quantité de calcium dans un volume donné de matière osseuse.** Mesure par ostéodensitométrie de la DMO 14. Ostéoporose (dégénérésance) Conséquence de l'ostéopénie C'est un **risque accru de fracture vertébrale** ou **périphérique** comme le col du fémur. 15. Fracture Phase de consolidation : - Formation d'un **hématome** - Formation **du cal fibrocartilagineux** - Formation **du cal osseux** - **Remaniement osseux** I. Organe mécanique : contraintes En [statique] : rôle de **soutien** En [dynamique] : rôle de **bras de levier** pour la **transmission des forces musculaires** Force de tension pour fracture : 1000 kg/cm² (\ tension** La **torsion** est la **pire des contraintes** pour un os. Adaptations biomécaniques : **Fibres de collagènes : élasticité** **Cristaux minéraux : rigidité** = Matériau composite 16. Os compact [Lamelles osseuses] : tendent à **diminuer les contraintes de compression ou de flexion** [Ostéons] : **orientés parallèlement à la diaphyse** = organisation polyfibrillaire =\> **augmente la résistance à la flexion** [Collagènes] : **orientation oblique** et **opposée d'une lamelle à l'autre** donc **limites les contraintes aux cisaillements** 17. Os spongieux [Constitué de trabécules] : **résistances aux contraintes de flexion, traction et compression** **Transmission des contraintes à l'os compact par appui** **Rôle des muscles** [Traction tendineuse] : **meilleur stimulant** de **l'activité ostéoblastique** (relief des os) **Absence de contraintes** **Immobilisation totale** (paraplégie) ou **apesanteur** = **perte d'os spongieux puis d'os compact** J. Système articulaire K. Structures articulaires 18. Amortissement : réduire, amortir, répartir les contraintes **Cartilage articulaire** (hyalin) Surface = amplitude de mouvement [Epaisseur] : fonction de la pression subie.-\> **baisse de 50% sous pression** ! **augmentation si mobilisation dynamique répétée** **Déformable dans tous les sens** **Avasculaire** donc **se nourrit par pompage** (en faisant une activité : la marche) **Synovie** Transparent, visqueux, incoagulable Viscosité : - **Diminue avec la vitesse de mouvement** - **Augmente sous la pression** 19. Adaptations - Labrum ou bourrelet articulaire - Ménisque - Disque (intervertébraux) 20. Maintien (pas dislocation) 21. Glissement Cartilage articulaire (extrêmement lisse) Synovie (lubrifiant pour gommer aspérité) Labrum, ménisque et disque (étalement de la synoviale au cours des mouvements) L. Mécanique articulaire 22. Statique Contraintes : - Pressions Exemple de la **hanche en unipodal** : masse x4 - Tractions Pour **éviter la dislocation**, intervention **capsule, lig, muscles** - Torsions Subies par la **colonne vertébrale** - [Position de repos] **Capsule et muscles relâchés** - [Position fonctionnelle] **Meilleure position pour une fonction donnée** (ex : plâtre, position idéale) - [Position de confort] **Compromis entre position de repos et de fonction** : importante pour **l'ergonomie** (TMS : trouble musculo-squelettique) 23. Dynamique - [Classification fonctionnelle] **Degré de liberté** (flexion, extension) - [Mouvements simples] **Fonction des plans de référence** (sagittale : flexion, extension; frontale : adduction, abduction, inclinaison (tronc) ; horizontale : rotation latérale et médiale) - [Mouvements complexes] Circumduction (**somme des mouvements possibles dans 2 ou 3 plans**) Pronation vs supination Eversion : abd + rot lat (cheville) Inversion : add + rot méd (cheville : souvent entorse) 24. Adaptations fonctionnelles **Absence de sollicitation = blocage** (plâtrage trop long) **Trop de sollicitation = hyperlaxité voir luxation** M. Pathologie [Arthrose] : **altération destructrice des cartilages** ou des **fibrocartilages articulaires**, de **nature dégénérative, non inflammatoire** avec **production d'ostéophytes et de chondrophytes**. - Hanche (coxarthrose) - Genou (gonarthrose) - Colonne vertébrale (cervicarthrose, dorsarthrose, lombarthrose) - Mains - Pied [Arthrite] : **inflammation d'une articulation**, d'origine **infectieuse** (bactérielle, viral ou mycosique), **immunologique** (par dépôt de complexes antigène-anticorps ou auto-immune) ou **métabolique**. - [Aigue] : caractéristique par **l'association de douleur, chaleur, rougeur et tuméfaction** (augmentation de volume). [Entorse] : **lésion ligamentaire consécutive à un traumatisme indirect** (mouvement forcé) sans perte des rapports normaux entre les surfaces articulaires. La **lésion ligamentaire est +/- sévère** : (3 semaines pour que les cellules soient de nouveau en renouvelées mais pas encore opérationnelles) - [Entorse bénigne] : **pas d'atteinte macroscopique de l'intégrité anatomique du ligament** - [Entorse grave] : **déchirure +/- complète du ligament** ou **arrachement de la zone osseuse d'insertion** - Niveau intermédiaire ? [Conséquences] : altératio**n de la capacité du ligament à tenir ses rôles de contention et proprioceptif** (savoir les yeux fermés ou se situent l'articulation) : - Déstabilisation articulaire - Risque de récidive (proprioception mauvaise) - Impotence fonctionnelle - Dégénérescence articulaire Objectifs de la kinésithérapie : - Curatif - Préventif [Luxation] : **déplacements des 2 extrémités osseuses d'une articulation** entraînant une **perte de contact normal des 2 surfaces articulaires.** Où le plus souvent celles des **membres supérieurs** (épaule, coude, doigts) ; cependant, le genou, les vertèbres ou la hanche peuvent aussi être luxés lors d'un accident violent. [Origine] : une luxation est due à un **choc ou à un mouvement forcé**, beaucoup plus rarement par une malformation (luxation congénitale de la hanche) - Spécificité : [Luxation partielle ou sublaxation] : quand **l'os déplacé a glissé sur le coté** **mais reste encore en contact sur une certaine surface avec le second os de l'articulation**. [Luxation complète] : **si les deux os ne sont plus du tout en contact**. Lorsque le déplacement osseux est important, **certains ligaments** voisins de la capsule articulaire **peuvent être lésés**. N. Les fascias Fascia research congress : - Tous les tissus conjonctifs fibreux de collagènes qui peuvent être considérés comme des éléments d'un réseau de transmission des forces de tension a l'échelle du corps Différence entre l'os et le cartilage : La morphologie spécifique de ces tissus fibreux est façonnée par une prédominance de la charge de tension, plutôt que de compression. - Si tensions locales unidirectionnels et impliquant des charges Si tensions locales principalement unidirectionnelles et impliquant des charges élevées =\> alors le réseau fascial les exprimera sous la forme d\'un tendon ou d\'un ligament - Si tensions multidirectionnelles =› exprimé sous la forme d\'une membrane en forme de treillis ou d\'une surface fibreuse lâche ou d\'un safran Différences en termes de densité et d\'alignement directionnel des fibres de collagène : - Le fascia superficiel est caractérisé par une densité relativement faible et un alignement des libres le plus souvent multidirectionnel) ou irréguliers - Dans les tendons ou les ligaments plus denses les fibres sont le plus souvent unidirectionnelle NB : les fascias intramusculaires (endomysium périmysium et épimysium) peuvent exprimer des degrés variables de direction et de densité O. Un réseau de tension interconnecté a l'échelle du corps Les tissus de collagènes entourant les principales articulations expriment de vastes zones de transition progressive, ou il est pratiquement impossible de distinguer clairement le ligament, la capsule, le tendon, le septum. La transition de la force du muscle au squelette implique également plus de délimitation myofasciales extra musculaires. Huijing et al. 2007 : Transmission jusqu'à 40% de force de contraction musculaire non pas dans leur tendon respectif mais plutôt via des connexions fasciales dans d'autres muscles qui sont accolés - Implique souvent la transmission de forces a des muscles antagonistes, qui sont ensuite renforcés et ont tendance a augmenter la resistance a un mouvement primaire. Pathologie : une augmentation de cette transmission de force particuliere aux muscles antagonistes s'est avérée être une complication importtnates dans des nomvreuses contractures spastiques (exagération du reflexe myotatique due a des maladies) Transmission des forces par l'épi, le péri et l'endomysium Muscle enveloppé par **[3 couches]** de l'extérieur vers intérieur : - **[Epimysium]** : semble constitué de 2 ensembles parallèles de collagènes ondulés incorporés dans une matrice de protéocollagène. Le collagène est disposé parallèlement à l\'axe long du muscle en formant une couche superficielle dense qui fonctionne comme un tendon de surface - **[Périmysium]** : fusionné avec l'endomysium ; reliés mécaniquement. Réseau continu de tissu conjonctif qui divise le muscle en faisceaux de fibres musculaires qui parcourent la longueur du muscle de tendon en tendon. Les extrémités de ces fibres musculaires forment les jonctions myotendineuses - **[Endomysium]** : réseau continu de tissu conjonctif qui separe mais relie les fibres musculaires individuelles. Comme il est souple (compliant) en tension, la transmission des forces peut se faire par cisaillement a travers son épaisseur, ce qui offre une vole de transmission des forces très efficace d\'une cellule musculaire à ses voisines. Carla Stecco : Le fascia lata relie le muscle rectus femoris au TFL Les muscles impliqués dans la flexion de la hanche sont tous reliés entre eux par le fascia. P. Compostion : tissus connectés Le TC a 3 composantes principales : - Les cellules pour le métabolisme - Les fibres pour la mécanique - La matrice extracellulaire pour la viscosité et la plasticité 25. Fibroblaste : ouvrier du remodelage La stimualtion biomécanqiue est au moins aussi importante pour la santé des tissus que l'environnemennt biochimique En fait, sans une stimultion mécanique appropriée, les fibroblastes ne créeront pas une matrice fibreuse adéquate, quelle que soit la qualité de leur environnement biochimique Les thérapies sportives et de mouvement sont des outils puissants pour favoriser une stimulation biomécanique optimale pour le comportement de remodelage de la matrice des fibroblastes Les soins nutritionnels peuvent améliorer le milei biochimique Les fibroblastes sont équipés de nombreux Cette stimulation, Ils modifient constamment leur fonction metabolique. pies sportives et de mouvement sont puissants pour favoriser une bio mecanique optimale pour le de remodelage de la matrice plastes. Ils réagissent lentement mais constamment aux contraintes quotidiennes ainsi qu\'à un entrainement spécifique (Kjaer et al;, 2009). Q. Fonctions du TC - Soutien structurel; armature pour l\'organisme et maintient la forme anatomique des organes et des systèmes - Connexion des tissus corporels : ligaments, tendons et fascias, - Protection des organes : protège et enveloppe les organes. Permet les mouvements entre les organes et remplit les espaces entre eux, prévient les frictions les pressions et des dommages des collisions entre les structures mobiles - Fonctions métaboliques : assure un rôle nutritif vers les cellules et les tissus. Tous les métabolites et déchets du sang diffusent entre les capillaires sanguins et les cellules (et tissus) R. Fascia et science du sport Dans les « déchirures musculaires », les ruptures spécifiques se produisent rarement dans les myofibres, mais plutôt dans les parties blanches de collagène de la structure musculaire globales. C'est pour cela que l'on appelle ce genre de blessures des **lésions myoaponévrotiques.** Il semble que dans ce cas, les tissus de collagènes aient été moins bien préparés, et moins bien adaptés a leur charge, que leurs homologues musculaires ou squelettiques. Tout entrainement musculaire entraine également les TC concernées, bien que le remodelage sera la manière non spécifique et généralement non optimale - Effet sous-optimal de l'entrainement d'endurance cardiovasculaire sur la force musculaire et vice et versa Les récentes suggestions d'entrainement axées sur les fascias laissent dont entendre qu'un entrainement du TC spécifiquement adapté peut apporter les memes améliorations qu'un entrainement de force. Image ci-dessous : Les fascias sains (image de gauche) expriment une orientation bidirectionnelles claire de leur réseau de fibres de collagène. En outre, les fibres de collagène individuelles présentent une formation de frisure plus forte. La manque de sport La recherche a confirmé& l'hypothèse selon laquelle : une charge d'exercice appropriée sur des fibres, si elle est appliquée régulièrement, peut induire une architecture de collagène plus « jeune » - Dispositif des fibres plus ondulée - Capacité de stockage élastique sensiblement accrue. Afficher l'image source S. Hydratation 2/3 du volume des TC est constitué d'eau. Lors de l'application d'une charge mécanique, que ce soit par étirement ou par compression locale, une quantité importante est envoyé hors des zones les plus sollicités. Pendant le temps de relâchement la nuit, cette zone est a nouveau remplie de nouveau liquide, qui proviennent des tissus environnant ainsi que des artérioles locales. Le tissu conjonctif peut manquer d'hydratation adéquate aux endroits qui ne sont pas atteints lors des mouvements quotidiens. L'application d'une charge externe sur les TC peut entrainer une hydratation renouvelée. **Et Renouvellement** - Fraction de 1% / jour pour le collagène des fascias intramusculaire - Taux de renouvellement des tissus de collagène : 2 à 3 fois plus lent / taux pour les fibres musculaires. En résumé, la vitesse de renouvellement du réseau fascial a l'échelle du corps est assez lente, avec une demi-vie comprise entre des mois et des années. **Effet de l'exercice sur le renouvellement** Après 24 h, la synthèse est multipliée par deux par rapport à la condition précédente au repos. Cependant, les fibroblastes stimulés augmentent également leur taux de dégradation du collagène. Sur cette base, les recommandations d\'entrainement visant a améliorer la solidité du T0 suggèrent de ne faire de l\'exercice que 2 a 3 fois par semaine. T. Système musculaire U. Morphologie des muscles **Monogastrique** : 1 ventre et 2 Tendons **Polygastrique** : au moins 2 ventres (successifs : digastrique (abdos) ; juxtaposé : multifide (biceps)) Long, plat, court Annulaire ou circulaire Fonction de la forme (carré, piriforme...) V. Propriétés des muscles [L'excitabilité] : est la **propriété que possède un muscle à réagir à une stimulation** par la **production** de **phénomènes électriques** par **l'intermédiaire de produits chimiques**. [La contractibilité] : est la **propriété du tissu musculaire** de pouvoir **se raccourcir à tout stimulus** de façon à **mobiliser les éléments osseux** auxquels ils sont rattachés ; la **contraction entraîne le raccourcissement, l'épaississement et le durcissement du muscle**. [L'élasticité] : est la **propriété du tissu musculaire de reprendre sa forme initiale** lorsque **s'arrête la contraction.** [La tonicité] : est la **propriété du muscle à être dans un état permanant de tension** (tonus musculaire). W. Propriétés des fibres musculaires Chaque fibre possède des caractéristiques contractiles et métaboliques NB : chez l'humain, pas de IIb ni IIc mais llx Fibre I Fibre Iia Fibre IIb Fibre IIc ------------------------- --------- ----------- ----------- ----------- Vascularisation Elevé moyen Faible Mitochondries Elevé Moyen Faible Elevé Propriétés contractiles Moyen Elevé Elevé Elevé Oxydation lipidique Elevé Moyen Faible Elevé Anaérobie Faible Moyen Elevé Moyen aérobie Elevé Moyen Faible Elevé **On retrouve tous les différents types de fibres au sein d'un même muscle.** En fonction de leur rôle, les muscles possèdent plus ou moins de fibres lentes : évaluation en pourcentage. On parle de **typologie** musculaire. Quels muscles ont principalement des fibres lentes vs rapides ? **Rapides : fibre II** **Lentes : fibre I** Quels exercices pour quels muscles ? D'où peut provenir cette différence ? Les **fibres I agissent** sur **plusieurs articulations** et sont **souvent sollicités contrairement aux fibres II** qui sont **seulement sollicités par une seule articulation** toujours à condition d'être dans les membres. D'un individu à l'autre, de grandes différences peuvent être observées quant à la répartition de chaque type de fibres. Le **pourcentage des différents types de fibres** présentent chez un individu est surtout **déterminé génétiquement**. Ainsi, les sportifs ont des **caractéristiques musculaires innées** qui les prédisposent à telle ou telle activité. Un **entraînement important** **modifie la proportion de chaque type de fibres** chez un même individu, que ce soit par la modification des fibres de type I ou par celle des fibres IIx. Quelles orientations typologiques en fonction des sports ? La **sédentarité** **fait les fibres rapides** et la **pratique fait des fibres lentes**. 26. Type de d'UM **Classification en fonction de la taille des neurones moteurs et de la typologie des fibres**. Plus il est **gros** plus les **fibres de muscles associées sont rapides**, plus les **propriétés contractiles sont élevées**. Celle --ci correspond à la **proportionnalité de la fréquence de décharge** nécessaire à **l'activation d'unité motrice en fonction de la taille.** La [fatigabilité], c'est lorsque **plus la force produite est grande, plus la fatigue s'accroit**. 27. Loi de Henneman **Recrutement des fibres en fonction de la charge.** Si la **charge** est **légère**, les **fibres recrutées sont lentes** (I), cependant lorsque la **charge est lourde**, on va effectuer une **somme des unités motrices** (I, Iia, IIb), la **force développée sera plus grande** lorsqu'il y aura **le plus de fibres recrutées**. X. Modèle mécanique 28. Modélisation des propriétés du muscle Classiquement, les relations caractéristiques de la mécanique musculaire sont présentées en faisant appel à un **modèle opérationnel** : composé d'un nombre restreint d'éléments assemblés de manière à simuler les **propriétés d'un système biologique complexe**. Les premiers modèles assimilent le muscle activé à un **simple ressort**, rendant compte de l'effet de la longueur sur la force, ou un **ressort associé en parallèle à un élément visqueux** traduisant de la vitesse sur la force produite. Une étape importante est franchie par Hill, grâce à ses travaux sur la contraction musculaire. Son modèle à trois composantes sert encore de base pour l'interprétation de nombreuses expériences. Chaque élément peut être considéré comme une « boite noire » définissant une relation entre une force et un déplacement. En **série**, la **force est la même** dans les 2 éléments, le déplacement est a **somme des déplacements** élémentaires. En **parallèle**, les **déplacements sont identiques** dans les 2 éléments et les **forces élémentaires s'ajoutent**. 29. Hill, 1922 La **composante contractile** (CE) **non activé n'offre aucune résistance à l'étirement**. Lorsqu'elle est **activée**, la **force qu'elle développe est fonction de la longueur de la vitesse de raccourcissement** du muscle. La **composante élastique série** (Ks) explique la **chute brutale de tension** lorsque le **muscle activé en conditions isométriques subit un raccourcissement rapide.** La **composante élastique parallèle** (Kp) est **responsable de la tension de repos**, existant sur un **muscle non activé lorsqu'il est étiré**. 30. Huxley et Simmons, 1971 *Une composante contractile (CC)* Elle est faite par les **ponts acto-myosines**. La **tête de myosine vient se poser sur un cylindre d'actine** ce qui créé ce pont. Ses **propriétés dépendent des relations force-longueur et force-vitesse**. Relation force-longueur Trouver l'amplitude correspondant à la force maximale ? et pourquoi ? 2 correspond à la **longueur de repos du sarcomère**. C'est la **longueur optimale pour développer la force la plus élevée**. Car c'est à cette longueur que peuvent se **former le plus grand nombre de ponts actine-myosine.** 1 : la **longueur du sarcomère correspond à 160%** de celle mesurée **au repos**. Les **filaments ne se chevauchent plus.** Il s'en suit **qu'aucun pont d'actine-myosine ne peut se former**. Par conséquent, la **force que le muscle peut développer est nulle**. En position 4 : **80% de la longueur de repos**. Le **chevauchement des deux myofilaments d'actine** entraine une **diminution de la force produite** car **réduction de l'accessibilité des sites d'attache aux têtes de myosines**. Cet effet s'amplifie pour des longueurs de sarcomère inférieures (75% en position 5 et 45% en position 6).  Relation force-vitesse La **vitesse à laquelle un muscle se raccourcit dépend de la force qui lui est opposée**. Pour obtenir cette relation, le **muscle est tétanisé en conditions isométriques**, puis on lui **permet de se raccourcir contre une charge constante**. Ainsi, la **CES ne subit pas de variation de tension**, donc ne **participe pas aux changements de longueur**. On s'affranchit également de la participation de la CEP en plaçant le muscle à une longueur \< L0 (relâchement optimal). Dans ces conditions, Hill a montré dès 1938 que les couples (F-V) s'ajustent à une **hyperbole** appelée : **relation force-vitesse de Hull**. **L'augmentation de la vitesse de raccourcissement** entraîne une **diminution de la force** produite. L'origine de cette « viscosité » analogue se situe dans les réactions biochimiques qui limitent la vitesse de libération de l'énergie chimique. *Une composante élastique série (CES)* **Une fraction passive** constituée principalement par les **fibres tendineuses** **Une fraction active** localisée au niveau des **ponts actine-myosine** Rôles : - **Transmission des forces développées par la CC jusqu'aux segments osseux** (augmentation de la raideur = **augmentation de l'efficacité**) - **Stockage et la restitution d'énergie élastique** CES active : ponts actine-myosine CES passive : tendon Raideur du tendon Les **courbes « tension-étirement » ou « contrainte-déformation » ont une allure exponentielle**. La **raideur du tendon est non linéaire**, **peu élevée pour de faibles étirements** (\< 3%), elle **augmente rapidement**. Le phénomène **d'hystérisis** caractérise les **propriétés visco-élastiques du tendon**. La **rupture a lieu pour des élongations de l'ordre de 10%**. **L'étirement des tendons permet de stocker l'énergie potentielle** qui sera **restituée sous forme de travail mécanique lors du déchargement**. *Une composante élastique parallèle (CEP)* Dépend de la **relation tension-longueur** Enveloppes : - Endomysium (profond) - Perimysium - Epimysium = aponévrose - Fascia (au contact de l'épimysium : fibres de collagène et élastiques ; renforce les insertions et donc l'efficacité de la CC) surface Y. Angle de pennation C'est **l'angle que forment les fibres musculaires** par rapport à **l'axe selon lequel le muscle exerce une force de contraction concentrique (ou excentrique).** Les **muscles fusiformes** dont les **fibres sont parallèles** à l'axe principal du **muscle formé par ses 2 insertions.** Les **muscles pennés** dont les **fibres forment un angle variable avec l'axe principal du muscle** (oblique). Pour **deux muscles de volumes identiques** mais **d'architectures différentes** : un **fusiforme et un penné d'angle = 30°, l'effort généré par chacun d'eux peut être calculé**. Les hypothèses suivantes sont considérées : - Toutes les fibres sont identiques - Chaque fibre se rétracte de 30% de sa longueur - La force pour une fibre (Ff) produite par une fibre est constante - Il y a un nombre de fibres (nf) par unité de longueur La **force produite par les pennés est nettement plus importante qu'un fusiforme** mais il a également un **raccourcissement plus faible**. Les **pennés sont principalement des extenseurs** (force) et les **fusiforme sont principalement présents pour l'amplitude**. La **force** est **partiellement corrélée au volume musculaire** et la **section transversale du muscle** (CSA). Plus elle est grosse plus je suis fort. [Section transversale physiologique du muscle] (PCSA) : **seul paramètre architectural directement proportionnel à la capacité max de production de force** : - = nombre max de ponts acto-myosine en parallèle - Dépend de l'angle de pennation des fibres musculaires par rapport à l'aponévrose - PCSA = (V/d)sin alpha v=volume musculaire ; d=distance entre les aponévroses ; alpha=angle de pennation  31. Entraînement **Hypertrophie associée à augmentation de l'angle de pennation** qui permet théoriquement l'attachement de plus en plus de tissu contractile sur le tendon. [Après 14 à 16 semaines d'entraînement en force] : **augmentation de l'angle de 30%** environ le vaste lat ou le triceps brachial (parfois jusqu'à 45° théorique max) accompagné de 16% de gain de force. **Donc angle de pennation = facteur architectural de la perf mais plutôt quantitatif**. **+ l'angle augmente, plus la longueur des fascicules diminuent**. Or cette longueur est un autre paramètre architectural qui influe sur l'amplitude du raccourcissement du muscle d'ordre qualitatif. **+ l'angle est faible, + la longueur est grande et plus grande sera l'amplitude de raccourcissement.** Kumagaï et al : angle de pennation / longueur des fascicules / vitesse de course sur 100m Résultats : **vitesse corrélée avec longueur des fascicules** et inversement corrélée avec angle de pennation. **L'entraînement en vitesse diminue l'angle de pennation**. Trouver un compromis pour le sprinter entre la vitesse et la force. Le muscle squelettique : organisation et architecture (vidéo)