Myosine

Les muscles lents (type I) sont favorables à l'endurance. Ils supportent de longues épreuves mais peu violentes. Ils s'améliorent lors d'un entraînement. L'entraînement multiplie les vaisseaux sanguins au niveau des muscles et les mitochondries au sein des fibres musculaires.

Les muscles rapides (type II) ont une action intense mais brêve. L'exercice n'augmente pas le nombre de mitochondries de ces muscles.

L’énergie musculaire

écrire

éplucher des légumes

se brosser les dents

jouer du piano

marcher

scier du bois

L'entraînement sportif et le dopage

La fibre musculaire est une cellule spécialisée dans la transformation de l'énergie chimique en énergie mécanique (mouvements).

Au repos les 30 kg de muscles d'un homme au repos dégagent environ 1600 kJ (kilojoules) par jour (70 kJ/h). Lors d'un effort la dépense d'énergie augmente.

Exemples:

La gravité est omniprésente sur la Terre. Elle détermine notre posture, notre équilibre et la plupart de nos mouvements. Environ 60 % de nos muscles s'opposent à la gravité. Leur commande nécessite qu'à chaque instant le cerveau connaisse la positon du corps par rapport à la gravité. Notre système nerveux analyse sans cesse les informations sensorielles internes et externes. Il reçoit ces informations de l'ouïe, de la vue et du toucher mais aussi de capteurs sensoriels dans les muscles et les articulations ainsi que dans l'oreille interne. Tous ces capteurs nous renseignent sur la position de notre centre de gravité et des positions relatives des parties de notre corps.

125 kJ/h

170 kJ/h

400 kJ/h

500 kJ/h

1000 kJ/h

1700 kJ/h

Le muscle est un tissu contractile. Il est constitué d’un ensemble de cellules allongées contenant plusieurs noyaux: les  fibres musculaires. Elles sont entourées d’une gaine de tissu conjonctif. Ce tissu forme les tendons qui permettent de fixer les extrémités des muscles sur les os. Les muscles contiennent entre cent et plusieurs centaines de milliers de fibres.

Les substances qui stimulent le système nerveux (alcool, caféine, cocaïne, morphine, amphétamines,...). On recherche à supprimer la douleur ou le sentiment de fatigue. Résultat: on peut mourir d'épuisement.

Les sprinters (muscles rapides) peuvent augmenter leur masse musculaire en prenant des stéroïdes anabolisants (dérivés synthétiques d'une hormone mâle: la testostérone).

Les sportifs d'endurance (marathoniens, cyclistes grimpeurs,...) peuvent améliorer l'apport d'oxygène dans les muscles en multipliant les globules rouges (transporteurs d'oxygène dans le sang). On peut s'y prendre de 2 façons: lors d'un stage en altitude le corps réagit naturellement au manque d'oxygène par une multiplication des globules rouges. On peut aussi prendre de l'érythropoïétine (EPO) qui stimule la fabrication des globules rouges par la moelle osseuse. Le muscle se retrouve hyperoxygéné.

1.

2.

3.

La nature impose donc une limite aux performances des muscles et donc des sportifs. Pour battre des records il faut donc améliorer le matériel (fibres de carbone, kevlar, époxy, polyester et divers matériaux composites) ou (et) doper le sportif. Distinguons 3 types de dopage:

Il existe 2 types de muscles squelettiques:

1.

2.

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La crampe, conséquence d’une fatigue musculaire, résulte de contractions brutales et incontrôlées des fibres musculaires.

Lors d’un claquage, certaines fibres du muscle présentent des lésions internes qui entraînent une douleur vive conduisant à un arrêt de l’activité. Le claquage est toujours accompagné d’un hématome dû à la rupture de petits capillaires sanguins.

L’élongation se produit dans un muscle ayant légèrement dépassé sa limite d’élasticité mais sans dommages pour les fibres.

Pathologie du muscle

Actine

Une myofibrille formée de filaments de protéines d’actine et de myosine

6 cellules musculaires

(ou fibres musculaires)

un muscle

un faisceau

de fibres

Les fibres musculaires apparaissent striées au microscope. En effet chaque cellule est constituée de myofibrilles qui présentent un motif répétitif: le sarcomère. Lors de la contraction du muscle le coulissement des filaments d'actine et de myosine (2 protéines) entraîne le racourcissement du sarcomère, donc de la fibre, donc du muscle.

Ce travail exige de l'énergie. Cette énergie est produite par l’oxydation de substances nutritives apportées par le sang. Cette combustion a lieu dans une partie spécialisée de la cellule appelée mitochondrie.

sarcomère

décontracté

sarcomère

contracté

Un astronaute qui visite la lune avec une musculature entraînée à travailler sur la Terre est très à l’aise puisque son poids est 6 fois moindre. Sur Jupiter par contre, son poids a plus que doublé (proportionnellement à l’attraction de cette grosse planète sur les masses qui l’entourent).

Un astronaute qui vit un certain temps loin de l’attraction terrestre, en état d’apesanteur, voit ses muscles “fondre”. Il doit faire de la gymnastique dans son vaisseau spatial en vue de son retour sur Terre. Sinon il risque d’être incapable de supporter son propre poids et de tomber sur le sol.

Muscles et gravitation

Résumé du cours

un tendon