Cours 2 - Physiologie musculaire et production de la force (partie 2) Flashcards Preview

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Flashcards in Cours 2 - Physiologie musculaire et production de la force (partie 2) Deck (92):
1

Qu'est-ce que permet le modèle de Hill ?

Le modèle de Hill est le modèle de muscle le plus répandu qui permet de simplifier l'interprétation des propriétés passives et actives des muscles.

2

Quelles sont les trois composantes du modèle de Hill ?

La composante contractile, qui modélise la capacité des myofibrilles de se raccourcir, la composante élastique série, qui représente l'élasticité des tissus conjonctifs aux extrémités de la composante contractile (principalement les tendons) et la composante élastique parallèle, qui représente l'élasticité du tissus conjonctif présent dans le corps musculaire qui est étiré lorsque la longueur du muscle est supérieure à sa longueur de repos et lorsque la composante contractile est au repos ou en contraction excentrique.

3

Que sont les tissus conjonctifs que contient le muscle ?

Les tissus conjonctifs que contient le muscle (endomysium, périmysium, épimysium, fascias, tendons, aponévroses) sont des tissus élastiques ou viscoélastiques, c'est-à-dire qu'ils développent une tension (ou force) lorsqu'ils sont étirés.

4

À quel composante du modèle du muscle de Hill les tissus conjonctifs participent-ils ?

En donnant au muscle son élasticité, les tissus conjonctifs participent à la composante élastique série ou parallèle.

5

À partir de quelle longueur la force à exercer pour étirer un muscle au repos commence-t-elle à augmenter ?

À partir d'une longueur appelée longueur de repos (longueur de sarcomère d'environ 2 mu mètre).

6

Que se passe-t-il par rapport à la force nécessaire pour allonger un muscle lorsque le muscle allonge ?

Plus le muscle allonge, plus la force nécessaire pour l'allonger d'une même longueur augmente.

- La relation tension-longueur d'un muscle au repos n'est pas linéaire.
- La tension n'est pas directement proportionnelle à la longueur.
- Pour un même allongement, le muscle (les composantes élastiques série et parallèle) résiste de plus en plus fort jusqu'à atteindre son point de rupture.
- Le muscle est plus rigide à des longueurs plus importantes.

7

Comment appelle-t-on la courbe qui relie la longueur à la force de résistance ?

La courbe de tension passive.

8

Qu'est-ce qu'une secousse musculaire (twitch) ?

La réponse mécanique du muscle à une stimulation par une seule impulsion électrique qui se traduit, après une certaine période de latence, par l'augmentation rapide de la tension suivie d'une diminution plus lente (myogramme isométrique).

9

Comment la secousse musculaire se divise-t-elle ?

Elle se divise elle-même en deux périodes, soient une période de contraction, qui va du début de l'apparition de la tension jusqu'à l'atteinte du maximum, et une période de relaxation, qui va de ce maximum jusqu'au retour de la tension à la valeur 0.

10

Pourquoi définit-on plutôt un temps de demi-relaxation ?

Puisque la courbe de la période de relaxation suit une allure tangentielle, ce qui rend difficile la détermination du moment auquel la tension revient à 0.

11

À quoi le temps de demi-relaxation correspond-il ?

Au temps écoulé entre le sommet et l'instant où la tension atteint la moitié de la valeur au sommet.

12

Les muscles de quel type d'unités motrices ont des temps de contraction et de demi-relaxation plus longs ?

Les muscles constitués principalement d'unités motrices de type I ont des temps de contraction et de demi-relaxation plus longs que les muscles composés d'unités motrices de type II (unités motrices lentes et rapides - slow et fast twitch).

13

Qu'est-ce qu'explique la présence de la composante élastique série dans la contraction musculaire ?

Le fait que lors de la période de contraction, la tension s'établit progressivement jusqu'au pic.

14

Qu'est-ce que font les tendons aux extrémités du muscle ?

Ils amortissent la tension produite car ils doivent être étirés avant que la force ne soit transmise aux points d'attache de ces muscles sur le myomètre ou sur l'os quand le muscle n'est pas désinséré (diminution de l'amplitude du pic de force).

15

Qu'est-ce qu'un myomètre ?

Un dispositif utilisé pour maintenir le muscle et mesurer la tension produite.

16

Qu'est-ce que l'état actif ?

L'activité isolée des myofibrilles lorsque tout le tissu conjonctif est retiré (pas amorti par les composantes élastiques).

17

Quelle est la particularité de l'état actif ?

L'établissement de la force est plus rapide (temps de contraction court) et l'amplitude du pic de tension plus important que pour la secousse du muscle entier.

18

Qu'est-ce que permet la présence de la composante élastique série ?

Elle permet de protéger le muscle en cas de changement brusque de tension, dû à une perturbation externe par exemple.

19

Que se passe-t-il lorsqu'une deuxième impulsion est appliquée avant la fin de la période de relaxation ?

Le muscle développe une tension supérieure à celle de la secousse provoquée par un stimulus unique (plus la seconde impulsion arrive tôt dans la période de relaxation, plus la tension est élevée). .

20

Que se passe-t-il lorsque plusieurs stimuli successifs sont appliqués ?

Le muscle génère une tension croissante plus ou moins stable selon la fréquence de la stimulation.

21

Quelle est la relation entre la fréquence de stimulation et l'intensité de la contraction ?

La tension s'accroît d'abord linéairement avec la fréquence puis elle se stabilise à un niveau élevé pour des fréquences plus élevées.

22

À quel moment le muscle est-il en tétanisation complète ?

Lorsque la tension n'accroît plus malgré l'augmentation de la fréquence de stimulation.

23

Qu'est-ce que la fréquence de fusion (ou la fréquence critique) ?

La fréquence à laquelle apparaît la tétanisation complète.

24

Pour quel type de muscle la fréquence de fusion (ou fréquence critique) est-elle plus petite ?

Pour les muscles composés majoritairement d'unités motrices de type I, soit pour les muscles lents (l'intensité relative de la tension dépend de la durée de la période de relaxation).

25

Quelle fréquence est nécessaire pour obtenir une tétanisation du muscle chez l'humain ?

Une fréquence de stimulation supérieure à 20 Hz.

26

Pourquoi la tension développée durant la tension est-elle plus importante que celle mesurée au cours de la secousse unique ?

Parce que le ou les premiers stimuli étirent de plus en plus la composante élastique série (elle devient de plus en plus rigide et l'amplitude de tension devient proche de celle de l'état actif), ainsi que parce que les stimuli qui suivent le premier augmentent le niveau de l'état actif (la partie contractile du muscle se contracte avec une plus forte intensité pour un même stimulus).

27

De combien de fois l'intensité de la tétanisation est-elle plus élevée que celle de la secousse musculaire isolée chez l'humain ?

De 7 à 16 fois plus élevée.

28

Comment le développement de la tension dans le muscle se manifeste-t-il lorsque le muscle est laissé libre de se raccourcir au moment de la stimulation (conditions isotoniques) ?

Le développement de la tension dans le muscle se manifeste par le déplacement de la charge fixée à un des tendons (l'autre est fixé au myomètre).

29

Que se passe-t-il avant même de déplacer la charge lors du développement de la tension dans le muscle ?

La contraction étire d'abord la composante élastique série.

30

Qu'est-ce qu'implique les conditions isotoniques (utilisation d'une charge constante) ?

L'allongement de la composante élastique série ne change pas durant le déplacement.

31

Que se passe-t-il si la charge représente une force plus petite que celle produite par le muscle ?

La charge est d'abord accélérée pour atteindre une vitesse maximale (contraction concentrique). Par la suite, il y a décélération de la charge, car le muscle devient intrinsèquement plus faible aux longueurs courtes.

32

Que se passe-t-il une fois que le maximum de raccourcissement est atteint à la fin de la contraction ?

La charge retourne à sa position initiale durant la période de relaxation.

33

Que se passe-t-il lors de l'application d'impulsions répétées en conditions isotoniques ?

La réponse est similaire à celle obtenue avec un stimulus unique, excepté que la phase de retour n'a pas lieu à moins évidemment d'arrêter la stimulation.

34

Pourquoi le raccourcissement est-il plus important lors de l'application d'impulsions répétées en conditions isotoniques ?

Parce que la tension générée par le muscle est plus élevée.

35

Que se passe-t-il lorsque la charge ajoutée est supérieure à la force du muscle à une longueur donnée ?

La charge étire le muscle contracté (contraction excentrique) avec une accélération momentanée au début, puis progressivement à vitesse de plus en plus lente.

36

À quel moment l'accélération engendrée par une charge supérieure à la force du muscle à une longueur donné s'arrête-t-elle ?

Lorsque la tension développée par le muscle équivaut au poids de la charge (un muscle plus long est plus fort).

37

De quoi la tension développée par un muscle lors d'une impulsion unique ou d'une stimulation répétée dépend-elle ?

Elle dépend directement de la longueur à laquelle le muscle est maintenu.

38

Que peut-on dire de la relation existant entre la longueur d'un muscle et la force produite lors de la contraction (pour un muscle entier) ?

Plus un muscle est long, plus la contraction produit une force élevée pour une même stimulation électrique.

39

Pourquoi un muscle plus long produit une force plus élevée lors de la contraction ?

En raison de l'addition des tensions active te passive, respectivement dues à la contraction musculaire et à l'élasticité du muscle.

40

À quoi peut-on associer l'insuffisance active ?

Au fait qu'un muscle très court ne peut pas produire de force.

41

Que se passe-t-il lorsqu'on place le muscle à des longueurs plus importantes ?

On mesure une tension (qui commence à augmenter autour de 50% de la longueur de repos) qui est progressivement plus importante, jusqu'à l'atteinte d'un plateau autour de 90% de la longueur de repos.

42

Que se passe-t-il si le muscle se contracte à des longueurs plus importantes que 90% de sa longueur de repos ?

La tension produite par la composante contractile commence à diminuer autour de 110% de la longueur de repos pour finalement être nulle autour de 180% de la longueur de repos.

43

Par quoi peut-on directement expliqué ces variations de tension produite en fonction de la longueur à laquelle le muscle est contracté ?

Par le niveau d'intrication des filaments fin et épais. Pour une longueur très courte, les filaments d'actine sont complètement engagés entre les filaments de myosine (la bande H n'existe plus).

44

Que se passe-t-il lorsque les filaments d'actine sont complètement engagés entre les filaments de myosine ?

Il n'y a plus possibilité d'attirer davantage les filaments d,actine entre les filaments de myosine par le pivotement des têtes de myosine, ce qui fait en sorte que le muscle ne peut pas se raccourcir davantage et ne peut donc pas créer de tension supplémentaire.

45

Que se passe-t-il lorsque la stimulation électrique est appliquée à des longueurs plus importantes ?

Les filaments d'actine sont de moins en moins engagés entre les filaments de myosine et il peut donc y avoir une tension générée par le pivotement des têtes de myosine.

46

À quel moment la tension développée est-elle maximale ?

Lorsque le nombre de têtes de myosine se situant en face de sites actifs de liaison actine-myosine est maximal, ce qui correspond au plateau de tension maximale.

47

Que se passe-t-il lorsque la stimulation électrique est appliquée à des longueurs encore plus importantes ?

La quantité de ponts actine-myosine pouvant se mettre en place diminue, expliquant la diminution de la tension maximale.

48

Qu'est-ce qui empêche un muscle in situ d'être étiré à une longueur où il n'y a plus la possibilité de former des ponts et où aucune tension ne peut être générée ?

L'amplitude définie par les contraintes articulaires.

49

À quoi la tension totale exercée par un muscle est-elle égale ?

À la somme des courbes tensions longueur active et passive (la composante passive exerce également une tension qui change avec la longueur du muscle).

50

Qu'est-ce que montre une courbe de tension totale ?

Une augmentation générale et non linéaire de la tension musculaire pour une même stimulation lorsque le muscle est plus long.

51

De quoi la tension maximale mesurée lors d'une contraction dépend-elle également ?

Du type de contraction.

52

Quel type de contraction développe-t-il plus de tension ?

Une contraction excentrique développe plus de tension qu'une contraction isométrique et une contraction isométrique développe plus de tension plus de tension qu'une contraction concentrique (mécanisme des filaments glissants).

53

Pourquoi la force développée par le muscle dépend-elle de la vitesse du mouvement produit par la contraction ?

En raison du temps nécessaire à la formation des ponts d'actine-myosin et au pivotement des têtes de myosine.

54

Que peut-on dire de la relation force-vitesse lors de la contraction d'un muscle ?

Plus la vitesse est élevée, plus la force qui peut être produite est faible.

55

Comment la vitesse maximale concentrique est-elle obtenue ?

Elle est obtenue sans charge.

56

À quoi la vitesse maximale concentrique correspond-elle ?

À la vitesse maximale de formation des ponts actine-myosine et de pivotement de la tête de myosine.

57

Que se passe-t-il au niveau de la vitesse de contraction lorsque la charge augmente ?

Plus la charge augmente, moins le mouvement produit par la contraction est rapide (à un certain niveau de charge, qui dépend du muscle testé, la vitesse devient nulle et il n'y a donc plu de mouvement).

58

Que se passe-t-il lors qu'il n'y a plus de mouvement à un certain niveau de charge ?

La contraction est isométrique et la charge correspond à la force maximale isométrique du muscle testé.

59

Que se passe-t-il si la charge augmente encore ?

Le muscle ne peut plus créer une force suffisante pour s'opposer au poids de la charge et la contraction devient excentrique.

60

Que se passe-t-il avec la tension produite lors de la contraction excentrique ?

Elle est plus élevée que la force isométrique et elle atteint rapidement un plateau pour des charges légèrement supérieures à la charge ayant permis la condition isométrique.

61

À quel moment la puissance musculaire maximale (force X vitesse) est-elle obtenue ?

Elle est obtenue pour une force égale à 30% de la force maximale isométrique et à 30% de la vitesse maximale.

62

Quel pourcentage de toute l'énergie produite lors d'une contraction musculaire est-il transformé en énergie mécanique ?

20%.

63

Que se passe-t-il avec le 80% d'énergie produite restante ?

Elle est dissipée sous frome de chaleur.

64

Qu'est-ce que représente l'efficacité du muscle ?

Le rapport entre l'énergie mécanique générée et l'énergie totale produite au niveau du muscle (de l'ordre de 20%).

65

Quelles sont les 2 périodes qui divisent la chaleur dégagée par le muscle ?

La chaleur initiale et la chaleur de recouvrement.

66

À quoi la chaleur d'activation (ou de maintien ou de maintenance dans les contractions tétaniques) est-elle associée ?

Elle est associée avec l'état actif et elle est liée au mécanisme d'utilisation de l'ATP (présente dans tout type de contraction).

67

À quel moment peut-on observer la chaleur de raccourcissement ?

Que durant la contraction avec raccourcissement (absente de la contraction statique et dynamique excentrique).

68

De quoi la chaleur de relaxation résulte-t-elle ?

De l'énergie emmagasinée dans les composantes élastiques série au cours de la contraction (elle est libérée sous forme de chaleur lorsque le muscle se relâche et les composantes élastiques séries étirent alors la composante contractile du muscle).

69

À quoi la chaleur de recouvrement est-elle associée ?

À la reconstruction des réserves énergétiques du muscle (PC et glycogène).

70

À quel moment la chaleur de recouvrement survient-elle ?

Après la contraction, quand le muscle ne se contracte plus (sur une longue période et à faible intensité).

71

Qu'est-ce qu'implique la génération d'une force musculaire maximale ou sous-maximale ?

Un effort volontaire.

72

Qu'est-ce que représente la force produite en fonction des conditions psychologiques de la personne ?

La force produite représente une proportion plus ou moins importante de la force maximale que le ou les groupes de musculaires impliqués dans le mouvement peuvent réaliser.

73

Comment la force maximale réelle d'un groupe musculaire (force maximale absolue) peut-elle être obtenue ?

Uniquement par stimulation électrique supra-maximale (intensité suffisante pour assurer une activation de la totalité des fibres du groupe musculaire évalué - procédure relativement douloureuse).

74

Quelles sont les limites de la production de la force maximale ?

Il existe des limites psychologiques et physiologiques à la production de la force maximale, probablement pour protéger le système musculosquelettique.

75

Quel est un des facteurs évident de l'impact psychologique sur la force musculaire ?

L'appréhension de la douleur.

76

De quoi les aspects mécaniques de la mesure de la force musculaire dépendent-ils ?

De la biomécanique de l'articulation testée.

77

De quoi la force mesurée par un dynamomètre dépend-elle directement pour un même moment interne ?

De l'endroit où celui-ci est en appui sur le segment mobilisé par la force produite (plus le dynamomètre est appuyer loin de l'articulation, donc plus le bras de levier externe est long, plus la force mesurée est faible puisque le moment reste le même).

78

Que doit-on faire pour éviter de spécifier le bras de levier externe (distance entre l'axe de l'articulation et l'axe du dynamomètre) ?

On recommande de rapporter les mesures en termes de moment externe plutôt que de force.

79

Que se passe-t-il si on mesure le moment produit par un groupe musculaire ?

Il sera identique quel que soit le bras de levier.

80

Qu'est-ce qui est mesuré lors de l'évaluation de la force à une articulation ?

La composante de rotation de la force produite (moment).

81

Qu'est-ce que détermine les effets de translations liés à la contraction musculaire au niveau de l'articulation ?

Des composantes de compression et de cisaillement.

82

Par quoi la production de force musculaire maximale peut-elle être limitée en plus de la motivation intrinsèque du sujet ?

Par des mécanismes physiologiques qui inhibent normalement l'activation des unités motrices (ex. la force de poussée des membres inférieurs est plus faible que lorsque les deux membres participent à l'effort plutôt qu'un seul - la somme des forces produite par chacun des membres seul dépasse nettement celle de la force totale produite simultanément par les deux membres).

83

Qu'est-ce qui explique pourquoi certains groupes musculaires produisent plus de force lors d'une contraction dynamique concentrique que lors d'une contraction statique, ou lors d'une contraction statique que lors d'une contraction excentrique ?

La différence de production de force commandée par le système nerveux plutôt que par une stimulation électrique artificielle (la différence est attribuée aux mécanismes inhibiteurs que le système nerveux met en jeu lors de la production de forces maximales).

84

Que se passe-t-il lorsqu'un groupe musculaire se contracte en conditions isométriques avec le maximum de force et le plus vite possible ?

La force maximale n'est pas atteinte instantanément.

85

Quelle est la principale cause de ce phénomène (relation force-temps) ?

La présence de la composante élastique série que le muscle étire avant de générer la force externe sur le dynamomètre, ainsi que la capacité du système nerveux central à activer rapidement et maximalement ,ensemble des unités motrices des muscles évalués.

86

Comment ce délai peut-il être évalué ?

Par la vitesse maximale de croissance de force.

87

Que se passe-t-il à la fin de la contraction (relation force-temps) ?

La relaxation n'est également pas instantanée (la vitesse maximale de relaxation est un paramètre de mesure de la force de la phase de relaxation).

88

Pourquoi doit-on étudier la relation force longueur en mesurant la force maximale produite aux différents angles de l'articulation ?

Parce que les muscles s'insèrent sur les pièces osseuses et que le raccourcissement entraîne un changement d'angle de l'articulation.

89

Qu'est-ce que la courbe de force ?

La description des forces mesurées en fonction des angles articulaires.

90

À quel moment la majorité des courbes force-longueur ont-elles leur sommet ?

Lorsque les muscles sont les plus longs.

91

Quels sont les groupes musculaires qui produisent au contraire des courbes dont le sommet se situe à des angles intermédiaires de l'articulation ?

Les fléchisseurs du coude, les adducteurs de l'épaule et les extenseurs du genou (influence prépondérante du bras de levier interne aux différents angles de l'articulation).

92

Comment le rôle de la longueur des muscles dans la production de force externe peut-il également être démontré ?

En allongeant les muscles bi-articulaires (le levier interne n'est pas modifié, alors que les muscles sont allongés par la position de l'articulation voisine à celle évaluée - l'allongement entraîne une augmentation de la force externe, mais la force produite par le muscle lui-même n'augmente pas > il se contracte seulement à une longueur où il peut produire plus de force).