La physiologie des muscles
Troisième partie de la fiche relative au fonctionnement musculaire. Après avoir évoqué l'appareil musculaire dans ses généralités, nous avions regardé la composition d'un muscle de près.

Aujourd'hui, nous abordons la physiologie des muscles sur un plan théorique:

Propriétés biologiques du muscle strié
L'EXCITABILITE

C'est la propriété que possède le muscle de répondre par sa réponse naturelle, la contraction, à toute excitation portée sur lui. Normalement, le muscle est soumis à l'action de son nerf moteur qui lui transmet les influx nerveux générateurs des contractions musculaires.

Mais le muscle réagit également à d'autres types d'excitation : mécanique (pincement), thermique, chimique, électrique. Cette propriété est utilisée pour explorer fonctionnellement les muscles, l'électricité étant l'excitant idéal car on peut à volonté en régler l'intensité et la durée.

Cette excitabilité au courant électrique, comme d'ailleurs à l'influx nerveux, obéit à certaines lois :

  • la contraction n'est obtenue que par des variations d'intensité;
  • elle n'est obtenue que si l'excitation atteint une intensité minimum, les excitations plus faibles n'entraînant pas de réponse du muscle. On donne à cette intensité minimum le nom d'intensité liminaire ou de seuil d'excitation , ou encore de rhéobase;
  • une fois le seuil d'excitation atteint, la puissance de contraction de la fibre musculaire reste constante, quellle que soit l'intensité de l'excitation; la fibre musculaire donne donc d'emblée, en se contractant, son maxumum d'efficacité; c'est la loi dite du tout ou rien;
  • la variation d'intensité susceptible de déclencher une contraction musculaire doit être brusque, d'une intensité et d'une durée de passage suffisantes. Or, il existe un rapport entre la durée de l'excitation et l'intensité liminaire; ce rapport porte le nom de chronaxie, il est absolument constant pour chaque muscle et caractéristique du fonctionnement musculaire : un muscle à chronaxie basse est dit rapide, un muscle à chronaxie élevée est dit lent; en effet, la chronaxie est le temps nécessaire de passage du courant pour obtenir une contraction lorsqu'on excite le muscle avec un courant électrique d'intensité double de la rhéobase.


LA CONTRACTILITE

C'est la faculté que possède le muscle de se raccourcir, donc de rapprocher ses extrémités, et par là de mouvoir les éléments squelettiques où elles sont fixées, à toute excitation.

La contraction musculaire est caractérisée au niveau du muscle par le raccourcissement, l'épaississement, le durcissement de celui-ci.


L'ELASTICITE

C'est la propriété que possède le muscle de se laisser allonger par traction et de revenir à sa position première lorsque cesse cette traction.

L'élasticité joue le rôle d'amortisseur, supprimant les chocs, évitant les accidents, améliorant le rendement et permettant la fusion des secousses musculaires.


LA TONICITE

C'est la propiété que possède le muscle vivant, en dehors de tout mouvement actif, de demeurer dans un état de tension, de légère contraction permanente involontaire : c'est le tonus musculaire.

Cette propriété dépend étroitement des connexions nerveuses du muscle avec son nerf moteur et la moelle épinière; toute altération de la moelle, du nerf ou toute inaction prolongée du muscle diminuant ou supprimant la tonicité.

Phénomènes biologiques accompagnant la contraction
La contraction musculaire s'accompagne de phénomènes thermiques, électriques, hormonaux, mécaniques et chimiques.

PHENOMENES THERMIQUES

Tout muscle qui se contracte produit de la chaleur : le réchauffement au cours du travail musculaire est un fait de constatation courante.


PHENOMENES ELECTRIQUES

A l'état de repos existe une différence de potentiel électrique entre la surface du muscle et l'intérieur du corps charnu. La surface est en effet chargée positivement et l'intérieur négativement. Cette différence de potentiel porte le nom de potentiel de repos.

Lorsque le muscle entre en activité, la surface du muscle se charge négativement (variation négative ou dépolarisation), la différence de potentiel entre surface et profondeur diminue et s'inverse : c'est le courant d'action.

La dépolarisation est d'abord localisée au voisinage des plaques motrices et, de là, se propage jusqu'aux deux extrémités des fibres musculaires, de même manière que la conduction des influx nerveux le long des fibres nerveuses.


PHENOMENES HORMONAUX

La contraction musculaire est déclenchée par la libération au niveau de la plaque motrice (jonction neuro-musculaire), lors du passage de l'influx nerveux, d'une substance chimique appelée médiateur chimique. pour les muscles striés, le médiateur chimique libérée par le neurone est l'acetylcholine.


PHENOMENES MECANIQUES

Tout muscle qui se contracte produit un travail, mais deux cas différents sont à envisager :

  • tantôt le muscle qui se contracte, rapproche ses insertions : la contraction est alors isotonique. Le déplacement des leviers osseux sur lesquels s'insère le muscle constitue un travail dynamique. La valeur de ce travail est égale au produit du poids déplacé par le muscle par la hauteur du déplacement de ce poids : T = P x H;
  • tantôt les insertions du muscle qui se contracte restent fixes, par exemple dans le fait de transporter un objet. Le travail que fournit le muscle est alors un travail statique. La contraction est dans ce cas isométrique.


PHENOMENES CHIMIQUES

La contraction musculaire entraîne une dépense d'énergie au niveau du muscle. Cette énergie est fournie au muscle par des réactions chimiques : en effet, la décomposition des aliments qui sont apportés au muscle par les vaisseaux sanguins nourriciers de celui-ci s'effectue par une série de réactions chimiques, dont chacune libère une quantité d'énergie qui va couvrir les dépenses énergétiques provoquées par la contraction musculaire.

Les aliments dont la transformation fournit l'énergie au muscle sont, classiquement, les glucides, aliments énergétiques. En fait, les lipides et les acides gras ont un rôle pré-éminent car les glucides se sont utilisés qu'en cas de carence d'apport lipidique.

Les réactions chimiques libérant l'énergie nécessaire à la contarction sont très complexes. Plusieurs mécanismes sont source d'énergie :

  • la glycolyse ou dégradation du glycogène aboutissant à la formation d'acide lactique;
  • les oxydations, des glucides et surtout des lipides et des acides gras. Ces oxydations se font grâce à l'oxygène dont la diffusion est assurée par la myoglobine;

l'hydrolyse des composés phosphorés (phosphagène, acide adénosine di- et triphosphorique) libère une quantité importante d'énergie.

Les réactions chimiques s'effectuent en deux phases :

  • une phase dite phase de contraction ou phase anaérobie, au cours de laquelle on assiste à la dégradation du glycogène et des composés phosphorés;
  • une phase dite phase de restauration ou phase aérobie, au cours de laquelle s'effectue la reconstitution des réserves du muscles : resynthèse du phosphagène et du glycogène.

L'énergie libérée par ces réactions chimiques est transformée par le muscle en énergie mécanique (travail musculaire), en énergie électrique (courant d'action), en énergie thermique (chaleur).

Pascal GALANTIN,

cyber-préparateur physique de MultiVolley

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