Analyse du fonctionnement musculaire
Voici une nouvelle fiche pour aller plus loin dans la connaissance de corps humain et du fonctionnement musculaire. Lorsque l'on étudie le muscle, nous faisons appel à la myologie.

Les muscles sont des organes charnus dont le rôle est, par leur construction, de mouvoir activement les segments osseux sur lesquels ils s'insèrent ou les viscères auxquels ils sont affectés.

Ce sont donc les organes actifs du mouvement.

STRUCTURE DES MUSCLES
ASPECT MORPHOLOGIQUE

Deux grandes variétés de muscles : les muscles striés et les muscles lisses.


LES MUSCLES STRIES

Ce sont les muscles de la vie en relation. Ils sont en effet innervés par le système nerveux cérébro-spinal et leur contraction est soumise au contrôle de la volonté.

D'une façon générale, chaque muscle strié comporte :

une partie moyenne

le corps charnu

deux extrémités par lesquelles il s'insère.

Selon la forme du corps charnu, on distingue :

- des muscles longs : le corps charnu est fusiforme et se termine à chaque extrémité par un tendon fait de fibres conjonctives serrées. Quelquefois, le corps charnu donne naissance à un de ses extrémités à plusieurs tendons; appelé, selon le nombre de ces tendons, muscle biceps, triceps ou quadriceps. Parfois, un muscle comporte deux corps charnus bout à bout, réunis par un tendon intermédiaire, c'est un muscle digastrique;

- des muscles plats : avec un corps charnu étalé en éventail et le muscle ne présente pas de tendon à une ou à ses deux extrémités, les fibres musculaires s'insérant directement sur une grande surface;

- des muscles courts, avec un corps charnu très court, les tendons font défaut et les fibres charnues s'insèrent directement;

- des muscles annulaires, avec un corps charnu circulaire qui entoure tantôt un orifice naturel comme la paupière, on l'appelle alors muscle orbiculaire; tantôt un viscère creux, on l'appelle alors sphincter.

Les insertions des muscles striés se font en général sur des saillies de la surface des os (apophyses), mais parfois à la face profonde de la peau (muscles dits peauciers).


La façon dont les muscles striés s'insèrent est variable et se fait :

- tantôt par l'intermédiaire de fibres conjonctives solides, qui font suite aux fibres musculaires et dont l'ensemble forme un tendon;

- tantôt par des fibres conjonctives étalées (surtout au niveau des muscles larges), formant un tendon aplati, se nommant aponévrose d'insertion;

- tantôt enfin par implantation directe de fibres charnues.

Les enveloppes des muscles striés : chaque muscle strié est situé à l'intérieur d'une double enveloppe conjonctive

- une mince entourant les fibres musculaires, située à leur contact, adhérent à elles et constituant la gaine propre du muscle, c'est le périmysium

- une seconde, distincte du périmysium, n'adhérant pas aux fibres ni au périmysium, c'est l'aponévrose d'enveloppe. Cette dernière sépare les muscles les uns des autres, les séparent des téguments ou des organes.

Les organes de glissement des muscles striés : lorsqu'un tendon coulisse sur un plan squelettique résistant, il se forme entre l'os et lui une bourse séreuse destinée à faciliter les mouvements de glissement. Par ailleurs, les tendons de certains muscles sont enveloppés d?une gaine synoviale qui facilite la course de ces tendons.


LES MUSCLES LISSES

Ce sont des muscles dont la contraction échappe au contrôle de la volonté; ils sont dits à fonctionnement involontaire. Ils échappent à la commande du système nerveux cérébro-spinal et ne sont soumis qu'aux indications d'une partie du système nerveux, le système végétatif, qui règle le fonctionnement de tous les viscères de l'organisme.

ETUDE HISTOLOGIQUE

Le tissu musculaire est composé de cellules, de forme allongée nommées fibres musculaires. L'aspect des fibres musculaires est différent pour les muscles striés et les muscles lisses.

LA FIBRE MUSCULAIRE STRIEE

Cellule de très grande dimension (jusqu'à 15 cm de long) et cylindrique avec des extrémités arrondies:

Comme toutes les cellules, elle présente :

- un cytoplasme nommé sarcoplasme contenant de nombreuses enclaves, surtout des mitochondries;

- le cytoplasme est limité par une membrane cellulaire, le sarcolemme;

- les noyaux très nombreux (jusqu'à 100 noyaux pour une même cellule) et disposés à la périphérie de la cellule;

- enfin, le cytoplasme contient des éléments particuliers aux cellules musculaires, les myofibrilles.

Les myofibrilles sont constituées par des faisceaux de longs filaments allongés à l'intérieur de la cellule, tout au long de celle-ci. Chaque myofibrille est formée par la succession régulière de parties claires, les bandes claires ou bandes I, et de parties sombres, les bandes sombres ou bandes A. Chaque bande I est divisée en deux parties par une strie dense ou strie Z. Chaque bande A comprend une partie médiane, H, plus claire que les parties latérales, avec, au milieu de la bande H, une strie dense, M.

Fait essentiel, cette alternance est la même pour toutes les myofibrilles d'une même fibre, et les bandes claires ou sombres sont exactement au même niveau à l?intérieur d'une même fibre.

Chaque cellule possède donc une double striation caractéristique : striation longitudinale due aux myofibrilles disposées côte à côte et striation transversale due à l'alternance des bandes claires et sombres. C'est cet aspect qui a fait donner à ces cellules le nom de fibres musculaires striées.

Les études microscopiques ont montré que les myofibrilles étaient constituées par la juxtaposition de nombreux filaments ténus; ceux-ci sont de 2 sortes : les filaments épais entrant dans la constitution de la bande A et les filaments fins constituant la bande I. La strie M est formée par un renflement médian des filaments épais,

la strie Z par l'interpénétration des filaments fins entre lesquels sont tendus des ponts unitifs.

L'activité des fibres striées est particulière car elles ont la propriété de se contracter.

Cette contraction est due à des modifications des bandes sombres et claires au niveau des myofibrilles:

- lors de la contraction , les myofibrilles, et par conséquent les fibres, se raccourcissent : les bandes sombres A ne changent pas de longueur, les bandes claires I raccourcissent et finissent par dsiparaître lorsque le raccourcissement du muscle atteint 35 % de sa longueur de repos; simultanément la zone H disparaît et est remplacée par une zone dense.

Au-delà de 35 % de raccourcissement, les bandes sombres A se raccourcissent à leur tour. Ces modifications sont dues à l'interpénétration croissante des filaments fins et des filaments épais, qui glissent l'un dans l'autre, tandis que leur longueur reste invariable.

Chaque fibre musculaire reçoit un filet nerveux qui commande ses contractions. Le contact entre fibre nerveuse et musculaire s'effectue en une zone particulière de la cellule musculaire, la plaque motrice.

On distingue parmi les fibres musculaires 2 variétés: les fibres rouges, à sarcoplasme abondant, qui contiennent une grande quantité d'un pigment voisin de l'hémoglobine du sang, la myoglobine, et les fibres blanches, à sarcoplasme rare, à fibrilles serrées, pauvres en pigment.

Ces deux variétés de fibres peuvent d'ailleurs coexister à l'intérieur d'un même muscle. Cette différence de structure correspond à une différence de fonction, la contraction de la fibre rouge étant plus lente que celle de la fibre blanche.

Les fibres striées, sont, à l'intérieur du corps charnu du muscle, groupées en faisceaux, eux-mêmes séparés les uns des autres par des cloisons conjonctives provenant de l'enveloppe propre du muscle, le périmysium.

- lors de l'allongement du muscle à partir de la position de repos on observe les phénomènes inverses : allongement des myofibrilles par allongement des bandes I, alors que les bandes A garde une longueur constante. Ici les filaments fins glissent à l'extérieur des filaments épais.

Le fait essentiel est que la contraction de la fibre musculaire striée a pour caractère d'être rapide.


LA FIBRE MUSCULAIRE LISSE

C'est une cellule plus petie que la striée : elle est longue de 5 à 20 microns, fusiforme et à extrémités effilées.

La fibre lisse présente :

- un cytoplasme, le sarcoplasme, sans myoglobine;

- un noyau unique;

- enfin, le cytoplasme contient aussi des myofibrilles mais elles sont homogènes, sans striation, sans disques sombres et sans bandes claires.

Comme les fibres striées, les lisses peuvent se contracter, mais ici, la contraction est lente et puissante.

COMPOSITION CHIMIQUE DES MUSCLES
Les principaux éléments constitutifs des muscles sont :

- l'eau, 75 à 80 % de la masse, intra-cellulaire, à l'intérieur des fibres musculaires; une petite partie se trouve en dehors des fibres musculaires dans les espaces interstitiels séparant les fibres;

- des éléments minéraux : sodium, potassium, calcium, zinc, phosphore entrant dans la constitution de composés organiques phosphorés comme le phosphagène, l'acide adénosine-triphosphate.

- des protéines : - au niveau du sarcoplasme ce sont : la myoglobine, pigment rouge voisin de l'hémoglobine des globules rouges du sang et qui stocke l'oxygène; des ferments protéiques utilisés au cours du métabolisme;

- au niveau des myofibrilles, nous avons la myosine, représentant 35 à 40 % des protéines du muscle et qui est le constituant essentiel des filaments épais; l'actine, constituant 14 % des protéines et qui est le constituant majeur des filaments fins; l'actine et la myosine peuvent se combiner, formant alors l'actomyosine qui forme 4 à 5 % des protéines musculaires.

Pascal GALANTIN,

cyber-préparateur physique de MultiVolley

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