La contraction musculaire est l'activation des sites générateurs de tension au sein des fibres musculaires . [1] [2] En physiologie, la contraction musculaire ne signifie pas nécessairement raccourcissement musculaire car une tension musculaire peut être produite sans modification de la longueur musculaire, telle que tenir un livre lourd ou un haltère à la même position par exemple. [1] L’achèvement de la contraction musculaire est suivi de la relaxation musculaire, qui est le retour des fibres musculaires dans leur état générateur de tension basse. [1]
Les contractions musculaires peuvent être décrites en fonction de deux variables : la longueur et la tension.[1] Une contraction musculaire est décrite comme isométrique si la tension musculaire change mais que la longueur du muscle reste la même.[1] [3] [4] [5] En revanche, une contraction musculaire est isotonique si la tension musculaire reste la même tout au long de la contraction.[1] [3] [4] [5] Si la longueur du muscle est raccourcie, la contraction est concentrique.[1] [6] Si la longueur du muscle s'allonge, la contraction est excentrique. Dans les mouvements naturels qui sous-tendent l'activité locomotrice, les contractions musculaires ont de multiples facettes car elles sont capables de produire des changements de longueur et de tension de manière variable dans le temps.[7] Par conséquent, ni la longueur ni la tension ne resteront vraisemblablement dans les muscles qui se contractent pendant l'activité locomotrice.
Dans les vertébrés, les contractions musculaires squelettiques sont neurogène car ils nécessitent une entrée synaptique de neurones moteurs pour produire des contractions musculaires. Un motoneurone unique peut innerver plusieurs fibres musculaires, provoquant ainsi leur contraction simultanée.
Une fois innervés, les filaments de protéines de chaque fibre du muscle squelettique se glissent les uns sur les autres pour produire une contraction, ce qui s’explique par la théorie des filaments glissants.
La contraction produite peut être décrite comme une contraction, une sommation ou un tétanos, en fonction de la fréquence des potentiels d'action. Dans les muscles squelettiques, la tension musculaire est maximale lorsque le muscle est étiré à une longueur intermédiaire, comme décrit par la relation longueur-tension.
Contrairement aux muscles squelettiques, les contractions des muscles lisses et cardiaques sont myogéniques (c’est-à-dire qu’elles sont initiées par les cellules des muscles lisses ou du muscle cardiaque eux-mêmes système nerveux autonome). Les mécanismes de contraction dans ces tissus musculaires sont similaires à ceux des tissus musculaires squelettiques.
Types de contractions musculaires.
Les contractions musculaires peuvent être décrites en fonction de deux variables : la force et la longueur. La force elle-même peut être différenciée en tension ou en charge. La tension musculaire est la force exercée par le muscle sur un objet, tandis qu'une charge est la force exercée par un objet sur le muscle.[1] Lorsque la tension musculaire change sans modification correspondante de la longueur du muscle, la contraction musculaire est décrite comme isométrique.[1] [3] [4] [5]
Si la longueur du muscle change alors que la tension musculaire reste la même, la contraction musculaire est isotonique.[1] [3] [4] [5]
Dans une contraction isotonique, la longueur du muscle peut être raccourcie pour produire une contraction concentrique ou s'allonger pour produire une contraction excentrique.[1] [6]
Dans les mouvements naturels qui sous-tendent l'activité locomotrice, les contractions musculaires sont multiformes car elles sont capables de produire des changements de longueur et de tension de manière variable dans le temps.[7]
Par conséquent, ni la longueur ni la tension ne sont susceptibles de rester constantes lorsque le muscle est actif pendant l'activité locomotrice.
Contraction isométriques :
Une contraction isométrique d'un muscle génère une tension sans changer de longueur.[1] [3] [4] [5] Vous pouvez trouver un exemple lorsque les muscles de la main et de l' avant-bras saisissent un objet. les articulations de la main ne bougent pas, mais les muscles génèrent une force suffisante pour empêcher la chute de l'objet.
Contraction isotonique :
Dans les contractions isotoniques, la tension dans le muscle reste constante malgré un changement de longueur.[1] [3] [4] [5]
Cela se produit lorsque la force de contraction d'un muscle correspond à la charge totale exercée sur le muscle.
Contraction concentrique :
En contraction concentrique , la tension musculaire est suffisante pour surmonter la charge et le muscle se raccourcit à mesure qu'il se contracte.[8]
Cela se produit lorsque la force générée par le muscle dépasse la charge opposer sa contraction.
Lors d'une contraction concentrique, un muscle est stimulé à se contracter selon la théorie des filaments glissants. Cela se produit sur toute la longueur du muscle, générant une force à l'origine et à l'insertion, le raccourcissant et modifiant l'angle de l'articulation. En ce qui concerne le coude , une contraction concentrique du biceps ferait plier le bras au coude lorsque la main se déplacerait de la jambe à l’épaule (une boucle du biceps). Une contraction concentrique du triceps changerait l'angle de l'articulation dans la direction opposée, en redressant le bras et en déplaçant la main vers la jambe.
Contraction excentrique :
En contraction excentrique, la tension générée en isométrique est insuffisante pour surmonter la charge externe exercée sur le muscle et les fibres musculaires s'allongent à mesure qu'elles se contractent.[9] Plutôt que de travailler pour tirer une articulation dans la direction de la contraction musculaire, le muscle agit pour ralentir l'articulation à la fin d'un mouvement ou pour contrôler autrement le repositionnement d'une charge. Cela peut se produire involontairement (par exemple, lorsque vous essayez de déplacer un poids trop lourd pour que le muscle soit soulevé) ou volontairement (par exemple, lorsque le muscle «lisse» un mouvement ou résiste à la gravité, comme lors d'une marche en descente). À court terme, l' entraînement en force impliquant des contractions excentriques et concentriques semble augmenter la force musculaireplus que l'entraînement avec des contractions concentriques seules.[10] Cependant, les dommages musculaires induits par l'exercice sont également plus importants lors de l'allongement des contractions.[11]
Lors d'une contraction excentrique du muscle biceps, le coude commence le mouvement tout en étant plié, puis se redresse lorsque la main s'éloigne de l'épaule. Lors d'une contraction excentrique du muscle triceps, le coude commence le mouvement tout droit, puis se plie lorsque la main se déplace vers l'épaule. La desmine, la titine et d'autres protéines de la lignée Z sont impliquées dans les contractions excentriques, mais leur mécanisme est mal compris par rapport au cycle des ponts croisés dans les contractions concentriques. [9]
Bien que le muscle effectue un travail mécanique négatif (on travaille sur le muscle), de l'énergie chimique (en graisse, en glucose ou en ATP ) est néanmoins consommée, bien que moins que ce qui serait consommé lors d'une contraction concentrique de la même force.
Par exemple, on dépense plus d’énergie pour monter un escalier que pour descendre.
Les muscles soumis à une charge excentrique importante subissent des dommages plus importants lorsqu'ils sont surchargés (par exemple lors de la musculation ou d' un exercice de musculation) par rapport à la charge concentrique. Lorsque des contractions excentriques sont utilisées dans l’entraînement avec poids, elles sont normalement appelées négatives. Lors d'une contraction concentrique, les myofilaments musculaires glissent les uns sur les autres, rapprochant les lignes Z. Au cours d'une contraction excentrique, les myofilamentsfaites glisser les uns sur les autres en sens inverse, bien que le mouvement réel des têtes de myosine lors d'une contraction excentrique ne soit pas connu. Les exercices comportant une charge excentrique importante peuvent supporter un poids plus important (les muscles sont environ 40% plus forts lors des contractions excentriques que lors des contractions concentriques) et entraînent également des dommages musculaires plus importants et une douleur musculaire retardée un à deux jours après l’entraînement. Les exercices qui intègrent à la fois des contractions musculaires excentriques et concentriques (impliquant une forte contraction et une diminution contrôlée du poids) peuvent produire des gains de force plus importants que les seules contractions concentriques.[10] [12] Alors que des contractions excentriques lourdes inhabituelles peuvent facilement conduire à un surentraînement, un entraînement modéré peut conférer une protection contre les blessures.[dix]
Contractions excentriques en mouvement :
Les contractions excentriques apparaissent normalement comme une force de freinage opposée à une contraction concentrique pour protéger les articulations des dommages.
Au cours de pratiquement tous les mouvements de routine, les contractions excentriques aident à maintenir les mouvements en douceur, mais peuvent également ralentir les mouvements rapides tels que le coup de poing ou le lancer. Une partie de l’entraînement pour les mouvements rapides tels que le tangage au baseball consiste à réduire le freinage excentrique, ce qui permet de développer une plus grande puissance tout au long du mouvement.
Les contractions excentriques font actuellement l'objet de recherches pour leur capacité à accélérer la rééducation des tendons faibles ou blessés. Les tendinites d'Achille [13] [14] et les tendinites rotuliennes [15] (également appelées tendinites du genou du sauteur ou rotules) ont été mises à profit par les contractions excentriques à forte charge.
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Références :
1 - Widmaier, Eric P .; Raff, Hersel; Strang, Kevin T. (2010). "Muscle". Physiologie humaine de Vander: les mécanismes de la fonction du corps (12 e éd.). New York, NY: McGraw-Hill. pp. 250–291. ISBN 978-0-321-98122-6.
2 - Silverthorn, Dee Unglaub (2016). "Muscles". Physiologie humaine: une approche intégrée (7 e éd.). San Francisco, Californie: Pearson. pp. 377–416. ISBN 978-0-321-98122-6.
3 - Aidley, David J. (1998). "Mécanique et énergétique de la contraction musculaire". La physiologie des cellules excitables (4e éd.). New York, NY: Presse universitaire de Cambridge. pp. 323–335. ISBN 978-0-521-57421-1.
4 - Sircar, Sabyasachi (2008). "Élasticité musculaire". Principes de physiologie médicale (1re éd.). New York, NY: Thieme. p. 113. ISBN 978-1-588-90572-7.
5 - Bullock, John; Boyle, Joseph; Wang, Michael B. (2001). "Contraction musculaire". Physiologie NMS . 578 (4 e éd.). Baltimore, Maryland: Lippincott Williams et Wilkins. pp. 37–56.
6 - Accédez Kumar, Shrawan (2008). "Introduction et terminologie". Dans Shrawan Kumar (ed.). Force musculaire (1re éd.). Boca Raton, FL: CRC Press. p. 113. ISBN 978-0-415-36953-4.
7 - Accédez Benerener, Andrew A. (2003). "Muscles et squelettes: les fondements du mouvement animal". Locomotion animale . Oxford Animal Biology Series. New York, NY: Presse d'Université d'Oxford. pp. 15–45. ISBN 978-0-198-50022-3.
8 - Faulkner JA (2003). "Terminologie pour les contractions des muscles pendant le raccourcissement, pendant l'isométrie et pendant l'allongement". Journal de physiologie appliquée . 95 (2): 455–459. doi : 10.1152 / japplphysiol.00280.2003 . PMID 12851415 .
"Types de contractions" . 2006-05-31 . Récupéré le 2007-10-02 .
9 - Colliander EB, Tesch PA (1990). "Effets des actions musculaires excentriques et concentriques dans l'entraînement en résistance". Acta Physiol. Scand . 140 (1): 31–9. doi : 10.1111 / j.1748-1716.1990.tb08973.x . PMID 2275403 .
10 - MG de Nikolaidis, Kyparos A, C Spanou, V Paschalis, Théodorou AA, Vrabas IS (2012). "La biologie redox de l'exercice: un examen intégratif et comparatif de certaines questions négligées". J. Exp. Biol . 215 (Pt 10): 1615–25. doi : 10.1242 / jeb.067470 . PMID 22539728 .
11 - Brooks, GA; Fahey, TD; White, TP (1996). Physiologie de l'exercice: la bioénergétique humaine et ses applications. (2e éd.) . Mayfield Publishing Co.
12 - Alfredson, H; Pietilä, T; Jonsson, P; Lorentzon, R (1998). "Entraînement excentrique des muscles du mollet pour le traitement de la tendinose d'Achille chronique". Le journal américain de médecine sportive . 26 (3): 360–6. Doi : 10.1177 / 03635465980260030301 . PMID 9617396 .
13 - Satyendra L, Byl N (2006). « L' efficacité de la thérapie physique pour tendinopathie d' Achille: Un examen fondée sur des preuves d'exercices excentriques » . Isocinétique et science de l'exercice . 14 (1): 71–80. doi : 10.3233 / IES-2006-0223 .
14 - Annell LJ, Taunton JE, Clément DB, Smith C, Khan KM (2001). "Un essai clinique randomisé de l'efficacité des exercices de largage des jambes ou d'extension de jambe / flexion des jambes pour traiter le genou du cavalier diagnostiqué cliniquement chez les athlètes: étude pilote" . Br J Sports Med . 35 (1): 60–4. doi : 10.1136 / bjsm.35.1.60 . PMC 1724276 . Le PMID 11157465 .