Muscle

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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 du muscle est la myologie mais cette dernière s'intéresse avant tout au muscle strié squelettique.

Types

Les différents types de muscles montrés à différents grossissement : muscle squelettique, muscle lisse, muscle cardiaque.

Le corps humain comprend plus de 640 muscles^{[réf. nécessaire]} dont la taille varie selon leur fonction. Ces muscles constituent en moyenne 43% du poids sec du corps^{[réf. nécessaire]}.

Les muscles striés et les muscles lisses incluent :

• Les muscles squelettiques sont sous contrôle du système nerveux 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 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 la classe des muscles striés du squelette qui sont dotés de fibres de deux types (la proportion étant variable suivant les muscles, et sous contrôle génétique) :

• Les fibres « lentes » (type I ou « rouges »), plus efficaces en métabolisme aérobie (particulièrement riches en myoglobine et en mitochondries). Ce sont les fibres de l'endurance, elles sont fines et développées lors de la pratique du cyclisme et du VTT entre autres.
• Les fibres « rapides » (type IIB ou « blanches »), plus efficaces en métabolisme anaérobie. Produisant plus de puissance 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 musculaire.
• Il existe entre les deux un intermédiaire qui sont les fibres de type IIA ; selon la génétique de la personne et le type de préparation ou encadrement physique de la personne au cours de son développement, ces fibres deviendront de type I ou type II.

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 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 nécessaire à la contraction sous forme d'ATP. Elles sont également riches en myoglobine, capable de fixer l'oxygène plus fortement que l'hémoglobine, et qui leur donne une couleur rouge 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 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 de sang et donc d'oxygène ne s'est pas encore adapté à la demande (ce qui prend plusieurs secondes, et même plusieurs minutes pour atteindre le débit 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 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 puis l'enfance ou durant une guérison 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 de 10 à 100 micromètres. Les noyaux sont repoussés à la périphérie 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 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 nerveuse. Celle-ci provoque la dépolarisation de la membrane plasmique, appelée sarcolemme dans le cas du muscle. Le signal se propage le long du sarcolemme. La dépolarisation entraîne une activation 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.

Muscles striés notables

Muscles chez un homme, vue antérieure.

Muscles chez un homme, vue postérieure .

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 - muscle abducteur
• muscle rotateur
• Sphincter

Anatomie

Les muscles présentent des formes variées pouvant être ramenés à trois :

1. Les muscles longs en fuseau : ce sont des muscles fusiformes dont la longueur est prédominante. Leur corps est renflé et ils sont terminés par des cordons durs et blancs : les tendons qui les fixent aux os. Certains muscles portent à l’une de leurs extrémités 2, 3 ou 4 tendons (biceps, triceps, quadriceps).
2. Les muscles larges et plats : ils sont plats, en lame ou en ruban. Étalés en éventail mais sans tendon, ils s’insèrent sur les os par une lame tendineuse appelée aponévrose d’insertion. Ils forment les parois des grandes cavités du corps : le grand pectoral, le diaphragme.
3. Les muscles courts : ils sont circulaires, délimitant une ouverture. Des muscles courts notables incluent les muscles orbiculaires (orbiculaire des lèvres). Ils sont annulaires, entourant un viscère creux ; ils sont alors appelés sphincters, et ils s’ouvrent à la suite d’une pression.

Physiologie

Le bon fonctionnement des muscles nécessite une source d'énergie par l'apport de sucres issus de notre alimentation (combustible) et d'oxygène prélevé dans l'air ambiant par les poumons (comburant). La perfusion sanguine permet de véhiculer ces produits dans le muscle et d'évacuer le gaz carbonique (CO₂) ou les produits toxiques, résultant du catabolisme, dans le torrent circulatoire (circulation sanguine générale). Tout travail musculaire doit également passer par une phase suffisante de repos physiologique pour permettre la régénération métabolique du système. A défaut de tout repos, le métabolisme musculaire produit de l'acide lactique (lactates, fermentation, métabolisme anaérobie) et le muscle passe par l'état douloureux d'une crampe. Ceci réduit ou stoppe l'activité musculaire, contraignant ainsi le muscle à transiter par une régénération métabolique salutaire, ou phase de repos physiologique. L'énergie musculaire est principalement constituée d'ATP par le biais de la transformation du glucose (glycogène, glucides) via le cycle de Krebs (métabolisme aérobie).

Contrôle nerveux

C'est le système nerveux central qui coordonne l'action des muscles. Exemples :

• Le mouvement de flexion : si l'avant-bras du bras est rapproché, le biceps est contracté tandis que le triceps est relâché ;
• le mouvement d'extension : si l'avant-bras du bras est éloigné, le triceps est contracté tandis que le biceps est relâché.

Santé et maladies

Exercice

L'exercice est souvent recommandé comme moyen d'améliorer les capacités motrices, l'agilité et la force musculaire. L'exercice a divers effets sur les muscles, les tissus conjonctifs, les os, et les nerfs qui stimulent les muscles.

Maladies

• Troubles neuromusculaires

• Myasthénie grave, syndrome myasthénique de Lambert-Eaton, tétanos, botulisme

• Les myopathies sont toutes les maladies qui affectent le muscle lui-même, plutôt que son contrôle nerveux.
• La myofasciite à macrophages entraîne aussi diverses douleurs, une altération de l'état général, des troubles du sommeil et des troubles cognitifs.
• Les dystrophies musculaires sont un grand groupe de maladies, pour la plupart héréditaires, où l'intégrité du muscle est compromise. Cela entraîne une perte progressive de force, une haute dépendance et une vie raccourcie.

• Troubles musculaires inflammatoires
  • Polymyalgia rheumatica (ou « rhumatisme musculaire »)
  • Polymyosite, dermatomyosite et myosite à inclusion-body

• Rhabdomyolyse

• Tumeurs musculaires :
  • Muscles lisses : léiomyome (ou liomyome)
  • Muscles striés : rhabdomyome et rhabdomyosarcome
  • Métastases d'un autre endroit (par exemple cancer du poumon)

Annexes

Articles connexes

• myotome
• Contraction musculaire
• Contracture | Déchirure musculaire | Courbature
• Système musculaire | Muscle strié | Muscle lisse
• Myopathies
• Myofasciite à macrophages
• Myologie
• Liste des muscles du corps humain
• Électromyogramme (Méthode de mesure de l'activité musculaire)
• Le tissu musculaire sur la Wikiversité

Bibliographie

• (en) Robert J. Stone et Judith A. Stone, Atlas of skeletal muscles, McGraw-Hill Higher Education, Boston, 2009 (6^e éd.), 225 p. (ISBN 978-0-07-304968-7)
• (fr) François Bonnel et Thierry Marc (dir.), Le muscle : nouveaux concepts : anatomie, biomécanique, chirurgie, rééducation, Sauramps médical, Montpellier, 2009, 559 p. (ISBN 978-2-84023-628-3)
• (fr) Helen J. Hislop et Jacqueline Montgomery, Le bilan musculaire de Daniels & Worthingham : technique de testing manuel (traduit de la 8^e éd. américaine), Elsevier, Masson, Paris, 2009, 470 p. (ISBN 978-2-294-70739-1)
• (fr) Michèle Lacôte (dir.), Évaluation clinique de la fonction musculaire, Maloine, Paris, 2008 (6^e éd.), 654 p. (ISBN 978-2-224-03019-3)

Filmographie

• (fr) Les chaînes musculaires, film de Gilles Péninou, Kinémédia, Chantepie, 2003, 6 DVD

Liens externes

Sur les autres projets Wikimedia :

• « les muscles », sur Wikimedia Commons (ressources multimédia)

• Atlas digital de morphologie microscopique - Faculté de médecine de Namur (FUNDP - LabCeTi)