Examen de la Physiologie du Muscle Isolé

Cette série de fiches porte sur l'anatomie, la structure, la biochimie, la mécanique et l'énergétique de la fibre musculaire squelettique et de l'unité motrice.

Quelles sont les propriétés fondamentales de la fibre musculaire squelettique ?

Elle est conductible, excitable et est innervée par un seul motoneurone.

Quelle est la valeur du potentiel de repos d'une fibre musculaire squelettique ?

Il est de l'ordre de $-40\,mV$.

Quelles sont les caractéristiques principales des muscles rouges (fibres de type I) ?

Elles sont riches en mitochondries, myoglobine et vascularisation, possèdent un métabolisme oxydatif aérobic et sont très résistantes à la fatigue.

À quels types d'activités les fibres de type I sont-elles adaptées ?

Elles sont adaptées au maintien de la posture et aux exercices prolongés d'endurance.

Quelles sont les caractéristiques principales des fibres musculaires blanches (type IIB) ?

Elles ont un métabolisme essentiellement glycolytique anaérobie, sont riches en glycogène, ont une contraction rapide et sont rapidement fatigables.

Qu'est-ce qu'une unité motrice ?

C'est l'unité fonctionnelle du muscle, formée par un motoneurone alpha et l'ensemble des fibres musculaires qu'il innerve.

Qu'est-ce que le rapport d'innervation ?

C'est le nombre de fibres musculaires innervées par un seul motoneurone. Il varie d'un muscle à l'autre entre $15$ et $1500$.

Quelles sont les protéines contractiles du système musculaire ?

L'actine et la myosine.

Quelles sont les protéines de régulation de la contraction ?

La troponine et la tropomyosine.

Quelles sont les caractéristiques de la myosine ?

C'est une protéine contractile formant les myofilaments épais, caractérisée par une activité enzymatique ATPasique et une forte affinité pour l'actine.

Quel est le rôle de la troponine au repos ?

Elle inhibe la liaison actine-myosine en masquant le site de fixation.

Qu'est-ce qu'un sarcomère ?

C'est l'unité fonctionnelle et morphologique de la fibre musculaire, définie comme la partie répétitive située entre deux lignes $Z$.

Quel est le rôle d'une triade dans la fibre musculaire ?

Elle permet de synchroniser l'activité des sarcomères en libérant du $Ca^{2+}$ suite à l'excitation de la fibre.

Quel est l'initiateur moléculaire de la contraction musculaire ?

L'augmentation de la concentration intracytoplasmique de $Ca^{2+}$.

Qu'est-ce que la plaque motrice ?

C'est la zone de jonction (synapse excitatrice) entre le motoneurone et la fibre musculaire qui libère l'acétylcholine.

Comment le $Ca^{2+}$ permet-il la contraction ?

Il se fixe sur la troponine pour démasquer les sites de fixation de la myosine sur l'actine.

Quel est le rôle de l'ATP lors du relâchement musculaire ?

L'ATP est nécessaire au détachement des têtes de myosine de l'actine.

Selon le modèle de Hill, que représentent les tendons et les stries $Z$ ?

Ils constituent la composante élastique en série.

Comment varie le temps de contraction d'une secousse musculaire avec la température ?

Le temps de contraction diminue (la secousse est plus rapide) lorsque la température s'élève.

Qu'est-ce que la tétanisation (sommation des secousses) ?

C'est l'obtention d'une tension maximale maintenue en plateau, supérieure à une secousse isolée, par une fréquence de stimulation élevée.

À quelle longueur la tension active d'un muscle est-elle maximale ?

À la longueur de repos ($Lr$).

Qu'est-ce que la longueur d'équilibre ($Le$) ?

C'est la longueur du muscle désinséré de ses attaches, où la tension passive est nulle (correspondant à environ $125\,\%$ de la longueur de repos).

Comment évolue la vitesse de raccourcissement dans la relation force-vitesse ?

La vitesse de raccourcissement diminue quand la charge à vaincre augmente.

Quelles sont les sources immédiates d'énergie du muscle ?

L'ATP de réserve et la phosphocréatine.

Qu'observe-t-on durant la phase de déficit en oxygène au début d'un exercice ?

Le muscle utilise l'énergie provenant de l'ATP et de la phosphocréatine car la consommation d'oxygène ne couvre pas encore les besoins.

De quoi dépend la force maximale développée par un muscle ?

Du nombre de ponts actine-myosine formés, du nombre d'unités motrices activées et de l'architecture du muscle (ex: muscle penné vs fusiforme).

Quelles sont les modifications induites par un entraînement d'endurance ?

Une augmentation de la densité capillaire et du nombre de mitochondries dans les fibres oxydatives.

Quelles sont les modifications induites par un entraînement de musculation ?

Une augmentation du diamètre et du nombre de myofilaments dans les fibres de type IIB.

Quels sont les signes physiologiques de la fatigue musculaire ?

Une diminution de la force maximale, de l'amplitude de l'EMG global et du rendement musculaire.