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Muscle

Introduction

Composition des muscles.

Les muscles sont une forme contractile des tissus des animaux. Ils forment l'un des quatre types majeurs de tissus, les autres étant le tissu épithélial, le tissu conjonctif, le tissu nerveux. Ce tissu forme, avec le tissu nerveux, un des seuls tissus excitables contrairement au tissu conjonctif et épithélial. La contraction musculaire permet de mouvoir des parties du corps s'il s'agit de muscles squelettiques, ou de mouvoir des substances à l'intérieur du corps s'il s'agit de muscles lisses ou cardiaques.

La science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large....) du muscle (Les muscles sont une forme contractile des tissus des animaux. Ils forment l'un des quatre types majeurs de tissus, les autres étant le tissu épithélial, le tissu conjonctif, le...) est la myologie mais cette dernière s'intéresse avant tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) au muscle strié squelettique.

Types

Le corps humain (Le corps humain est la structure physique d'une personne.) comprend plus de 640 muscles dont la taille varie selon leur fonction. Ces muscles constituent en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble...) 43% du poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du...) sec du corps.

On distingue les muscles striés et les muscles lisses :

  • Les muscles squelettiques sont sous contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) du système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, de l'encéphale, de la moelle...) central (système volontaire). Ils unissent en général des os entre eux (muscles du squelette) : ils permettent la motricité.
  • Les muscles lisses ne sont pas sous contrôle direct du système nerveux somatique, mais sous le contrôle du système nerveux autonome (système involontaire) ; par exemple l'estomac (L’estomac (en grec ancien στόμαχος) est la portion du tube digestif en forme de poche, située entre l’œsophage et le...) comporte deux couches de tissu musculaire lisse.
  • Le muscle cardiaque (le cœur) est un cas particulier, car bien que ce muscle soit strié (microscopiquement parlant), il est muni d'un système propre de contractions, sensible aux stimulations hormonales, et il est difficile de le contrôler consciemment.

Les muscles squelettiques et le muscle cardiaque forment ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) la classe des muscles striés du squelette qui sont dotés de fibres de deux types (la proportion étant variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. En statistiques, une...) suivant les muscles, et sous contrôle génétique) :

  • les fibres « lentes » (type I ou « rouges »), plus efficaces en métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques qui se déroulent de manière ininterrompue dans la cellule ou...) aérobie (Aérobie désigne la capacité d'un organisme ou micro-organisme de se développer dans l'air ambiant et plus particulièrement dans un milieu saturé en oxygène.) (particulièrement riches en myoglobine et en mitochondries). Ce sont les fibres de l'endurance (L'endurance est la capacité de maintenir dans le temps un certain niveau d'intensité exigée.), elles sont fines et développées lors de la pratique du cyclisme et du VTT entre autres.
  • les fibres « rapides » (type IIa ou « blanches »), plus efficaces en métabolisme anaérobie (On appelle milieu anaérobie un milieu où il n'y a pas présence de dioxygène (O2).). Produisant plus de puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) pendant de courtes impulsions, elles sont plus sensibles à la fatigue. Celles-ci sont les plus volumineuses. C'est pourquoi les culturistes ou les sprinters entraînent principalement ces fibres pour augmenter leur volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) musculaire.
  • Il existe entre les deux un intermédiaire qui sont les fibres de type IIb ; selon la génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) de la personne et le type de préparation ou encadrement physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général...) de la personne au cours de son développement, ces fibres deviendront de type I ou type IIa.

Quelques-uns des muscles striés du corps humain

Muscles selon leur forme

  • Muscle creux : le cœur (n'est pas considéré comme un muscle strié squelettique, il forme une catégorie à lui-seul : myocarde)
  • Muscle bicipital (deux chefs) : le muscle biceps brachial, le muscle biceps fémoral
  • Muscle tricipital (trois chefs) : le muscle triceps brachial
  • Muscle quadricipital (quatre chefs) : le muscle quadriceps fémoral
  • Muscle à plusieurs ventres successifs : les abdominaux
  • Muscle plat : le muscle dentelé antérieur

Muscles selon leur fonction :

  • muscle fléchisseur - muscle extenseur
  • muscle pronateur - muscle supinateur
  • muscle adducteur (Un muscle adducteur est un muscle qui tend à rapprocher entre eux deux éléments squelettiques.) - muscle abducteur
  • sphincter

La cellule musculaire

Le myocyte, ou myoblaste, est l'unité cellulaire élémentaire du muscle. C'est une cellule longiligne qui comporte des fibres contractiles constituées de polymères de protéines du cytosquelette : l'actine et la myosine. Le phénomène de contraction correspond à un glissement de ces deux éléments et résulte en un raccourcissement de la fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) musculaire. Si ces deux protéines sont présentes dans toutes les cellules de l'organisme, c'est l'agencement particulier des fibres d'actine et de myosine dans les myocytes qui confère cette spécificité tissulaire.

Les myocytes de type I (muscle lent, cellules aérobies) sont très riches en mitochondries qui apportent l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) nécessaire à la contraction sous forme d'ATP. Elles sont également riches en myoglobine, capable de fixer l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) plus fortement que l'hémoglobine, et qui leur donne une couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) caractéristique.

Les myocytes de type II (muscle rapide, cellules anaérobies) sont plus pauvres en mitochondries et en myoglobine. Elles sont par contre beaucoup plus riches en glycogène et en enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et...) glycolytiques d'où une couleur blanche.

Lorsque les réserves d'oxygène fixé par la myoglobine sont épuisées (ce qui prend largement moins d'une seconde), et que le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans les...) de sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des animaux. Un humain adulte...) et donc d'oxygène ne s'est pas encore adapté à la demande (ce qui prend plusieurs secondes, et même plusieurs minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon, levée sur le...) pour atteindre le débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers d'une surface quelconque.) maximal) la cellule produit de l'ATP en absence d'oxygène, d'abord en consommant une partie de son stock de phosphocréatine (PCr), puis par la glycolyse. Cette dernière donne lieu à la production d'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) lactique (ou lactate). La puissance est supérieure mais le rendement est moindre. Une fois l'approvisionnement sanguin adapté, la cellule se remet en mode aérobie : la puissance est moindre, mais l'acide lactique est consommé et le rendement général est meilleur.

Les myoblastes sont les cellules précurseurs des muscles. Durant la gestation (La gestation est un état fonctionnel particulier propre à la femelle de vivipare qui porte son ou ses petits dans son utérus, entre la nidation de l'œuf et la parturition (mise-bas ou accouchement). La durée de la...) puis l'enfance ou durant une guérison (La guérison est un processus biologique par lequel les cellules du corps se régénèrent pour réduire l'espace d'une région endommagée par la nécrose. La guérison implique la suppression du...) suite à une lésion, ces cellules se divisent et fusionnent entre elles pour former des myotubes. Ce sont des cellules longues et plurinucléaires (plusieurs noyaux). Les myotubes synthétisent ensuite les protéines contractiles (actine et myosine) et se transforment en myocytes. Les myocytes sont plus ou moins longs suivant le muscle (ils peuvent atteindre 35 cm de long) et ont un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère.) de 10 à 100 micromètres. Les noyaux sont repoussés à la périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus généralement la périphérie désigne une limite éloignée d'un objet ou d'une chose.) de la cellule et la majorité du cytoplasme est occupé par les protéines contractiles et le réticulum sarcoplasmique. Les myocytes ne peuvent pas se diviser mais grandissent en augmentant le volume du cytoplasme. Dans un muscle adulte le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de myoblastes (ou cellules satellites) est limité, ils ne jouent plus qu'un rôle de réparation des myocytes lésés suite à des efforts d'intensité ou de durée inhabituelles.

Les myocytes se contractent en réponse à une stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs cellules réceptrices de l'organisme. La cellule traduit la stimulation...) nerveuse. Celle-ci provoque la dépolarisation de la membrane plasmique, appelée sarcolemme dans le cas du muscle. Le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps...) se propage le long du sarcolemme. La dépolarisation entraîne une activation (Activation peut faire référence à :) du récepteur DHP. Le récepteur de DHP par changement conformationnel, se couple au récepteur de ryanodine du reticulum sarcoplasmique. Le récepteur de ryanodine libère alors du calcium, vers le cytoplasme puisque le gradient de concentration calcique y est favorable. Ce sont les ions calciums qui déclenchent la contraction proprement dite en se fixant sur les protéines contractiles. Le repompage des ions calcium dans le réticulum sarcoplasmique provoque la relaxation. L'ensemble de ces phénomènes est appelé le couplage excitation-contraction. source international de l'UNESCO

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