Par l'écrivain Healthyiergang , étudiante en médecine et chirurgie.
Contraction musculaire
La contraction musculaire c'est la propriété du muscle de se raccourcir et de remplir ses fonctions ; ce qui se passe est un couplage électromécanique où l'influx nerveux est propagé à la cellule musculaire et converti en mouvement.
L'exemple le plus immédiat qui puisse nous venir à l'esprit est celui de Muscle squelettique, dont la contraction permet de soulever un poids du sol et est un type de contraction volontaire qui, cependant, peut également répondre à des stimuli réflexes ; n'oublions pas que le muscle le plus important est certainement le cœur (dont les cellules se contractent environ 86400 fois par jour !) qui malgré un muscle strié c'est involontaire.
Le troisième type de contraction musculaire est celui de la muscle lisse, ainsi appelé parce qu'il n'a pas les stries du muscle squelettique, que l'on trouve dans le système digestif et les vaisseaux sanguins et aussi ici nous parlons de contraction involontaire (donnée par le système nerveux autonome).
Donc en résumé il y a 3 types de musculature qui diffèrent par certains détails lors de la contraction.
Contraction du muscle squelettique
Celui qui intéresse le plus les sportifs est la contraction de muscle strié; le myocyte (c'est-à-dire la cellule musculaire) contient en son sein de nombreuses protéines et enzymes qui forment ensemble une seule grande machine : l'unité morphofonctionnelle est la sarcomère et est naturellement composé d'actine (protéine globulaire qui polymérise en filaments) et de myosine (composée d'une partie filamenteuse et de deux têtes qui interagissent avec l'actine) qui sont les principales actrices de la contraction, la tropomyosine (protéine filamenteuse) et la troponine (protéine à sous-unités globulaires I, T et C); d'autres protéines telles que la titine et la nébuline ne sont pas directement impliquées dans le mécanisme, mais constituent l'ancre entre les différents sarcomères.
Pour comprendre comment tout se passe, il est utile de revoir les structure du sarcomère: les filaments fins sont ceux de l'actine et les filaments épais sont ceux de la myosine qui forment une séquence de bandes sombres (A) et de bandes claires (I) ; au sein de la bande I, nous avons une ligne plus sombre, la ligne Z. Le sarcomère est tout ce qui se trouve entre une ligne Z et une autre.
Dans la bande A, nous avons à la fois de l'actine et des têtes de molécules de myosine, dans la bande I uniquement de l'actine. Au niveau moléculaire, après avoir offert une vue d'ensemble des protéines sarcomères, s'opère un glissement des têtes de myosine sur les filaments d'actine dont le but principal est de rapprocher les deux lignes Z opposées.
Initialement, le stimulus de contraction, propagé à travers les fibres nerveuses, atteint le bouton synaptique où il détermine la libération du neurotransmetteur (généralement l'acétylcholine) et conduit à l'ouverture des canaux sodiques et par conséquent, à la dépolarisation de ceux du calcium au niveau de la niveau du sarcoplasme.
Les têtes de la myosine ne sont pas attaquées car l'interaction est empêchée par la troponine C ; lorsque le Calcium se lie à ce dernier, la tropomyosine est amenée avec lui et des sites d'actine sont découverts et ainsi la myosine peut s'y lier ; à ce stade, l'ATPase myosinique sépare l'ATP dont elle obtient l'énergie pour pousser l'actine vers le centre du sarcomère.
Après cette étape, la myosine se détache de l'actine et répète le cycle pendant tout le temps de contraction. La force qui se développe tout au long du processus est directement liée au nombre de ponts acto-myosine qui se forment.
Deux éléments sur lesquels dire encore quelques mots et sans lesquels la contraction ne pourrait avoir lieu sont l'ion Ca2+ et l'ATP. Les Football pénètre dans la cellule musculaire grâce au couplage électromécanique qui garantit l'ouverture des canaux ioniques ; l'ion sert à déplacer la tropomyosine (liée à la troponine C) des sites de liaison de l'actine et permet aux têtes de myosine de fonctionner ; L'ATP est constitué en continu grâce à l'oxydation des substrats énergétiques, du glucose et des acides gras, ainsi que rapidement reconstitué dans les premières secondes de l'exercice par la créatine-phosphate ; il est hydrolysé par la tête de myosine et donne l'énergie nécessaire pour effectuer la rotation.
En fait, il est courant la sensation d'effort et de fatigue, jusqu'à ce qu'il soit impossible de continuer à soulever, lorsque l'acide lactique s'accumule et que l'abaissement du pH empêche la formation de nouvel ATP.
Donc le mécanisme cellulaire est celui que nous venons de voir mais le muscle squelettique peut effectuer différents types de contractions qui se divisent en deux grandes familles, dynamique et statique, selon que la charge est déplacée ou non :
1. Contraction isotonique (dynamique) : lorsque le muscle se raccourcit en déplaçant une charge : on l'appelle ainsi car la tension est la même sur toute l'amplitude du mouvement et ce qui change c'est la longueur des fibres.
2. Contraction isocinétique (dynamique) : produit lorsque le muscle se raccourcit à un rythme constant sous une tension maximale; cela n'est possible qu'avec certaines machines définies comme isocinétiques.
3. Contraction auxotonique (dynamique) : la tension augmente progressivement pendant l'exercice (type avec élastiques).
4. Contraction pliométrique (dynamique) : c'est une contraction concentrique explosive, précédée d'une phase excentrique dans laquelle la puissance nécessaire est accumulée en exploitant les éléments élastiques du muscle. Pratiquement dans la première partie du mouvement il y a un allongement musculaire avec développement de la tension (phase excentrique) qui sera relâchée dans la deuxième phase (concentrique) où s'effectuent le raccourcissement musculaire et le développement de la puissance (comme dans les sauts).
5. Contraction isométrique (statique) : lorsque le muscle se contracte sans raccourcir : cela se produit soit parce que la résistance appliquée est égale à la tension musculaire développée, soit parce que vous voulez laisser le poids dans une position fixe.
Après avoir parlé du muscle squelettique en général, nous pouvons brièvement nous concentrer sur les différences de mécanisme de contraction pour les deux autres types, doux et cardiaque.
Contraction du muscle lisse
Dans le muscle lisse, la contraction se produit après stimulation par les fibres du système nerveux autonome ou par certaines hormones (épinéphrine) ; on ne retrouve pas l'organisation du sarcomère mais les filaments d'actine sont connectés directement à la paroi cellulaire générant une contraction moins organisée et les canaux ioniques utilisés sont ceux du Calcium plutôt que ceux du Sodium : le même Calcium qui est utilisé pour la contraction dérive de l'extracellulaire environnement (et non du sarcoplasme).
Contraction du muscle cardiaque
Dans le muscle cardiaque, la stimulation ne se produit pas par les fibres du système nerveux, mais il existe des cellules particulières, appelées stimulateurs cardiaques, qui génèrent indépendamment l'impulsion qui se propage aux cellules musculaires par les faisceaux nerveux.
Ici aussi, le Calcium est le principal ion de contraction : la quantité qui entre dans la cellule, après stimulation, sert à libérer le Calcium du réticulum plasmatique permettant un couplage électromécanique comme on le voit pour le muscle squelettique. Également dans le cœur, nous voyons différents types de contraction : Isométrique, lorsque le sang remplit les chambres ventriculaires et il y a une accumulation de tension sans raccourcissement musculaire et Isotonique, lorsque la contraction ventriculaire pompe le sang dans les artères.
