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| Le système musculaire |
Le
système
musculaire, qui regroupe l'ensemble des muscles
et permet le mouvement, le maintien de la posture, ainsi que de nombreuses
fonctions vitales comme la circulation sanguine
ou la respiration, constitue l'un des grands systèmes fonctionnels du
corps humain. C'est un ensemble de tissus spécialisés dont la propriété
fondamentale est la contractilité, c'est-à -dire la capacité de se raccourcir
en réponse à une stimulation. Il représente près de quarante pour cent
de la masse corporelle chez un adulte et se compose d'environ six cents
muscles squelettiques, auxquels s'ajoutent le muscle cardiaque et les muscles
lisses répartis dans les parois des viscères et des vaisseaux.
Les trois types de musclesOn distingue trois types de tissus musculaires, classés selon leur structure microscopique, leur innervation et leur mode de contrôle. Le tissu musculaire squelettique est attaché aux os par des tendons, il est strié et soumis à la volonté. Le tissu musculaire cardiaque, strié lui aussi mais involontaire, constitue la paroi du coeur. Le tissu musculaire lisse, non strié et involontaire, se trouve dans la paroi des organes creux comme l'estomac, l'intestin, la vessie, l'utérus, les vaisseaux sanguins et les voies respiratoires.Les muscles squelettiques
(striés volontaires)
Les filaments fins d'actine sont formés de deux chaînes enroulées en hélice, sur lesquelles s'alignent les protéines régulatrices tropomyosine et troponine. Les filaments épais sont constitués de centaines de molécules de myosine, dont les têtes globulaires font saillie et possèdent à la fois un site de fixation pour l'actine et une activité ATPasique. Le mécanisme de contraction repose sur le modèle des filaments glissants. Sous l'effet d'un influx nerveux, des têtes de myosine se lient aux sites actifs de l'actine, effectuent un mouvement de pivot qui tire le filament fin vers le centre du sarcomère, puis se détachent en hydrolysant un adénosine triphosphate, se redressent et se fixent à nouveau plus loin. Ce cycle, répété de façon asynchrone sur des millions de têtes, provoque le raccourcissement simultané de tous les sarcomères, donc de la fibre entière et finalement du muscle. Les bandes I se rétrécissent tandis que les bandes A conservent leur longueur; les stries Z se rapprochent. La commande de cette contraction est assurée par le système nerveux somatique. Chaque fibre musculaire squelettique est en contact avec une terminaison d'un motoneurone alpha au niveau d'une synapse spécialisée, la jonction neuromusculaire ou plaque motrice. L'arrivée d'un potentiel d'action à l'extrémité de l'axone provoque la libération d'acétylcholine dans la fente synaptique. Le neurotransmetteur se fixe sur des récepteurs nicotiniques de la membrane postsynaptique, entraînant une entrée de sodium et une dépolarisation localisée, le potentiel de plaque motrice. Lorsqu'il atteint le seuil, ce potentiel déclenche un potentiel d'action qui se propage le long du sarcolemme et pénètre au cœur de la fibre par les tubules transverses. Cette dépolarisation active des canaux calciques voltage-dépendants couplés à des récepteurs à la ryanodine situés sur le réticulum sarcoplasmique, ce qui libère brutalement des ions calcium dans le sarcoplasme. Les ions calcium se fixent alors sur la troponine, déplaçant la tropomyosine et démasquant les sites de liaison de l'actine, permettant ainsi l'interaction avec les têtes de myosine et l'amorçage du cycle de contraction. Le relâchement survient lorsque l'influx nerveux cesse et que le calcium est activement repompé dans le réticulum sarcoplasmique par des pompes calciques ATP-dépendantes. Pour fonctionner, la fibre musculaire utilise directement l'ATP présent dans le sarcoplasme, qui est rapidement régénéré par la phosphocréatine. Pour des efforts plus longs, le catabolisme du glucose par la glycolyse anaérobie puis par la respiration cellulaire aérobie dans les mitochondries prend le relais, en utilisant glycogène, glucose sanguin et acides gras comme substrats. La contraction d'une fibre isolée en réponse à un stimulus unique, le twitch, comporte une phase de latence, une phase de raccourcissement et une phase de relâchement. Dans l'organisme, la force développée dépend du nombre d'unités motrices recrutées et de la fréquence des potentiels d'action. Une unité motrice rassemble un motoneurone alpha et l'ensemble des fibres musculaires qu'il innerve. Lorsqu'on augmente la fréquence de stimulation, les secousses fusionnent en tétanos incomplet puis en tétanos complet, produisant une contraction soutenue et puissante. Les fibres musculaires squelettiques ne sont pas toutes identiques. Les fibres de type I, à contraction lente et résistantes à la fatigue, riches en myoglobine, en mitochondries et en enzymes oxydatives, utilisent principalement le métabolisme aérobie et sont sollicitées pour le maintien postural. Les fibres de type IIb ou IIx, à contraction rapide, pauvres en myoglobine, fonctionnent essentiellement par glycolyse anaérobie et se fatiguent vite; elles sont recrutées pour des efforts brefs et intenses. Les fibres de type IIa possèdent des caractéristiques intermédiaires, rapides mais résistantes grâce à un métabolisme mixte. Chaque muscle possède une proportion génétiquement déterminée de ces différents types, qui peut toutefois varier selon l'entraînement. Un muscle squelettique exerce son action en se raccourcissant et en rapprochant ses insertions. L'extrémité fixe durant la contraction est l'origine, généralement proximale, tandis que l'insertion mobile est distale. Selon le mouvement, ces rôles peuvent s'inverser. Les muscles agissent en groupes coordonnés : le muscle agoniste est le moteur principal du mouvement, les antagonistes se relâchent ou freinent le mouvement pour assurer un geste fluide et protéger les articulations, les synergistes aident l'agoniste en produisant un mouvement similaire ou en neutralisant un mouvement parasite, et les fixateurs stabilisent l'origine pour offrir un point d'appui solide. La nomenclature des muscles reflète leur forme, leur taille, leur situation, le nombre de chefs, leur direction fibreuse ou leur fonction : le grand pectoral, le biceps brachial, le muscle droit de l'abdomen ou le fléchisseur radial du carpe en sont des exemples. Le muscle cardiaque
Les muscles lisses
(involontaires)
Les fonctions des musclesAu-delà du mouvement, le système musculaire assume plusieurs fonctions vitales. Tous les déplacements du corps et des segments corporels dans l'espace, de la locomotion aux expressions faciales en passant par la parole, dépendent de la contraction coordonnée des muscles squelettiques.La posture et l'équilibre sont maintenus par la contraction tonique de certains muscles antigravitaires, en permanence ajustée par des réflexes proprioceptifs. Le muscle est un important producteur de chaleur : les réactions exothermiques de la contraction et le métabolisme de base contribuent à la thermogenèse, et le frisson thermique, contraction involontaire rapide et inefficace des muscles squelettiques, constitue un mécanisme majeur de lutte contre l'hypothermie. Le muscle cardiaque assure la circulation sanguine, et les muscles lisses régulent le calibre des vaisseaux, la pression artérielle et la progression du contenu des organes creux par le péristaltisme. Des sphincters de muscle lisse contrôlent l'évacuation des réservoirs que sont la vessie et le rectum. Enfin, le système musculaire joue un rôle de pompe : la compression des veines par les muscles squelettiques lors de l'exercice facilite le retour veineux vers le coeur, complétant ainsi l'unité fonctionnelle du système cardiovasculaire. Les principaux muscles du corps humainLa tête et le cou.Les muscles de la tête et du cou forment un ensemble complexe assurant la mimique, la mastication, la déglutition, la phonation et les mouvements de la tête. Tête.
Les muscles de la mastication, innervés par le nerf trijumeau, comprennent le masséter qui élève la mandibule, le temporal qui élève et rétracte la mandibule, le ptérygoïdien médial qui élève et dévie la mandibule, et le ptérygoïdien latéral qui protracte et dévie la mandibule pour les mouvements de latéralité. Cou.
Le plan superficiel comprend le platysma, muscle cutané large et mince, et le sternocléidomastoïdien, muscle puissant qui, en action unilatérale, incline la tête du même côté et la rotate du côté opposé, et en action bilatérale, fléchit la tête ou élève le sternum lors de l'inspiration forcée. Le plan intermédiaire regroupe les muscles suprahyoïdiens et infrahyoïdiens autour de l'os hyoïde : les suprahyoïdiens (digastrique, stylohyoïdien, mylohyoïdien, géniohyoïdien) élèvent l'os hyoïde et participent à la déglutition et à l'ouverture de la bouche, tandis que les infrahyoïdiens (sternohyoïdien, omohyoïdien, thyrohyoïdien, sternothyroïdien) abaissent l'os hyoïde et stabilisent le larynx. Le plan profond comprend les muscles prévertébraux (long de la tête, long du cou) qui fléchissent la colonne cervicale, et les muscles scalènes (antérieur, moyen, postérieur) qui inclinent latéralement le cou et élèvent les premières côtes lors de l'inspiration. D'autres muscles comme le trapèze, bien que souvent rattaché au dos, participe aux mouvements de la tête et de l'épaule en agissant sur le crâne et la clavicule. Vascularisation.
Le tronc.
Les muscles intercostaux, disposés en trois plans (externes, internes et intimes), occupent les espaces entre les côtes : les intercostaux externes élèvent les côtes lors de l'inspiration forcée, tandis que les internes et intimes les abaissent lors de l'expiration. Le transverse du thorax, situé à la face postérieure du sternum, abaisse les cartilages costaux et participe à l'expiration. Le diaphragme, muscle en forme de dôme séparant les cavités thoracique et abdominale, constitue le principal muscle inspiratoire; ses fibres sternales, costales et lombaires convergent vers un centre tendineux et sont innervées par le nerf phrénique. Au niveau de la paroi abdominale antéro-latérale, le grand droit de l'abdomen, muscle vertical pair, fléchit le tronc sur le bassin et comprime les viscères; il est segmenté par les intersections tendineuses formant l'aspect caractéristique de "tablette de chocolat". Les muscles obliques externe et interne, disposés en couches superposées dont les fibres s'entrecroisent, permettent la flexion, la rotation et l'inclinaison latérale du tronc tout en augmentant la pression intra-abdominale. Le transverse de l'abdomen, muscle le plus profond, agit comme une ceinture naturelle stabilisatrice en comprimant les organes abdominaux et en soutenant la colonne lombaire. Le muscle pyramidal, inconstant et triangulaire, tense la ligne blanche. À la paroi postérieure, les muscles superficiels du dos incluent le trapèze, qui élève, abaisse et rétracte la scapula tout en participant aux mouvements de la tête, et le grand dorsal, muscle le plus étendu du corps, qui étend, adduit et médialise le bras. Les rhomboïdes et l'élévateur de la scapula stabilisent l'omoplate contre la colonne vertébrale. Les muscles érecteurs du rachis (ilio-costal, longissimus, spinal), disposés en colonnes parallèles de part et d'autre des vertèbres, assurent l'extension et le maintien de la posture verticale. Plus profondément, les muscles transversaires épineux (semi-épineux, multifide, rotateurs) contrôlent les mouvements fins de rotation et de stabilisation segmentaire du rachis. Les muscles interépineux et intertransversaires, petits muscles courts entre les apophyses vertébrales, participent à la stabilisation fine de la colonne. Le carré des lombes, situé dans la paroi postérieure de l'abdomen, incline latéralement le rachis lombaire et fixe la douzième côte lors de la respiration. Vascularisation.
Les membres.
Membre
supérieur.
Au niveau du bras, le biceps brachial fléchit l'avant-bras et assure la supination, le brachial fléchit le coude, le coracobrachial fléchit et adduit l'épaule, tandis que le triceps brachial, situé en arrière, étend l'avant-bras. Dans l'avant-bras, les muscles antérieurs comme le rond pronateur, les fléchisseurs radial et ulnaire du carpe, le fléchisseur superficiel et profond des doigts, ainsi que le long fléchisseur du pouce, assurent la flexion du poignet et des doigts, tandis que les muscles postérieurs (extenseur des doigts, extenseur ulnaire du carpe, long et court extenseurs du pouce, extenseur de l'index) permettent l'extension. Les muscles latéraux comme le brachioradial et les extenseurs radiaux du carpe participent à la flexion du coude et à l'abduction du poignet. Au niveau de la main,
les muscles thénariens (court abducteur, opposant et court fléchisseur
du pouce, adducteur du pouce) contrôlent les mouvements du pouce, les
muscles hypothénariens gèrent le petit doigt, et les muscles interosseux
et lombricaux permettent l'adduction, l'abduction et la flexion des doigts.
À la cuisse, le quadriceps fémoral (droit fémoral, vastes latéral, médial et intermédiaire) étend le genou et fléchit la hanche, le sartorius fléchit, abduit et rotate latéralement la cuisse, tandis que les muscles ischio-jambiers (biceps fémoral, semi-tendineux, semi-membraneux) fléchissent le genou et étendent la hanche. Les adducteurs (pectiné, long, court et grand adducteurs, gracile) rapprochent la cuisse de l'axe du corps et stabilisent le bassin. Au niveau de la jambe, le triceps sural (gastrocnémien et soléaire) assure la flexion plantaire du pied et participe à la propulsion lors de la marche, le tibial antérieur fléchit dorsalement le pied et inverse le bord médial, les fibulaires (long et court) assurent l'éversion et la flexion plantaire, tandis que les fléchisseurs profonds (long fléchisseur des orteils, long fléchisseur de l'hallux, tibial postérieur) contrôlent la flexion des orteils et la stabilisation de la voûte plantaire. Au pied, les muscles intrinsèques (court extenseur des orteils, court fléchisseur des orteils, abducteurs et adducteurs de l'hallux et du petit orteil, interosseux, lombricaux, carré plantaire) assurent la motricité fine des orteils, l'adaptation du pied au sol et le maintien des arches plantaires. Vascularisation.
Anatomie comparéeLe système musculaire présente, à travers le règne animal, une diversité architecturale qui reflète à la fois les contraintes évolutives et les adaptations fonctionnelles propres à chaque groupe.Les invertébrés.
Les
arthropodes : muscles à levier sur exosquelette.
Les
mollusques et la fermeture par muscles adducteurs.
Les
échinodermes : tissu conjonctif contractile.
Les poissons :
musculature axiale segmentée.
Les tétrapodes
terrestres.
Amphibiens
et reptiles.
Les
oiseaux : allègement et hypertrophie sélective.
Les
cétacés et la convergence des muscles natatoires.
Les
primates : main et visage.
Principes transversaux.
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