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les muscles

La structure du muscle

Un article pour comprendre de façon simple et utile la structure des muscles et le fonctionnement de la contraction musculaire.


L'humain possède 3 types de muscle : le muscle cardiaque (myocarde) qui gère le fonctionnement du cœur, les muscles lisses (système digestif et circulatoire) et les muscles squelettiques qui s'attachent aux os par l'intermédiaire des tendons, et permettent ainsi le mouvement.


Structure des fibres musculaires du muscle squelettique

Les muscles squelettiques sont constitués d'un très grand nombre de cellules musculaires appelées fibres musculaires. Selon leur type, certaines seront plutôt destinées à dégrader les nutriments par voie anaérobie, d'autres par voie aérobie, et elles seront donc mises en jeu dans des efforts différents.

On peut en simplifiant catégoriser 2 types de fibres :

  • Fibres de type 1, rouge : elles sont de faible diamètre et contraction lente. Elles bénéficient d'une bonne irrigation sanguine, et comprennent de nombreuses mitochondries. Elles sont surtout impliquées dans des efforts de longues durées et d'intensité faible, et utilisent donc en majorité le processus aérobie pour extraire l'énergie.


  • Fibres de type 2, blanche : de plus gros diamètre, à contraction rapide, elles sont surtout impliquées dans des efforts rapides et intensifs. Elles sont peu irriguées mais disposent d'importantes réserves de glycogène : elles sont donc essentiellement fournies en énergie par le système anaérobie.


La proportion de fibres rapides et lentes est déterminée génétiquement, varie selon les individus, et détermine pour une part importante le potentiel physique. Ainsi, les sprinteurs ont en moyenne 80% de fibres rapides contre 20% pour les marathoniens. L'entraînement peut permettre de modifier une certaines proportions de fibres, notamment de transformer les fibres rapides en fibres lentes. L'inverse apparaît beaucoup plus difficile.

Les fibres musculaires sont liées entre elles par du tissu conjonctif, qui est une membrane élastique à l'intérieur duquel cheminent les nerfs et les capillaires sanguins. L'agencement spécifique de ce tissu conjonctif permet au muscle d'être à la fois souple et résistant. Le prolongement hors du muscle de ce tissu conjonctif constitue le tendon du muscle qui va s'attacher et s'insérer à l'os.

Tous les éléments constitutifs des fibres musculaires baignent dans un liquide appelé sarcoplasme.
Une fibre musculaire est constituée de plusieurs myofibrilles. Chaque myofibrille est constituée de nombreux sarcomères, eux même composés d'une multitude de filaments d'actine et de myosine, qui sont des protéines contractiles. La scission de l'ATP provoque l'union de ces deux filaments. C'est l'ensemble des unions de toutes ces protéines contractiles qui amène le raccourcissement du muscle et donc sa contraction.


La contraction musculaire

Les fibres lentes développent leur tension maximale 2 fois plus lentement que les fibres rapides. Elles développent également moins de force que les fibres rapides car elles sont moins nombreuses à s'activer simultanément.

En effet, les fibres musculaires ne se contractent pas toutes seules : c'est le cerveau qui leur donne l'ordre de se contracter. Elles sont donc reliées à un nerf moteur (motoneurone) qui part de la moelle épinière.

Sans rentrer dans les détails de la physiologie nerveuse, il faut simplement comprendre qu'un nerf innerve à lui seul plusieurs fibres. On parle alors d'une
unité motrice, qui correspond au nerf + ses prolongements + les fibres qu'il innerve. Un même muscle peut contenir 100 à 2000 unités motrices, chacune d'elles innervant de 5 (pour les muscles des yeux) à plusieurs milliers de fibres musculaires.

C'est le motoneurone qui donne aux fibres leurs caractéristiques. Ainsi, toutes les fibres musculaires appartenant à la même unité motrice ont les mêmes propriétés et sont donc du même type : il y a des unités motrices composées uniquement de fibres rapides, et des unités motrices composées uniquement de fibres lentes.

Or, une unité motrice rapide est composée d'un plus grand nombre de fibres qu'une unité motrice lente. Le motoneurone qui innerve des fibres rapides va donc provoquer la contraction d'un plus grand nombre de fibres qu'un motoneurone qui innerve des fibres lentes, ce qui va permettre de développer une force plus importante.

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La force développée dépend du nombre de fibres recrutées et non du type de fibre.

Lorsque le cerveau envoie l'ordre de contraction, la stimulation nerveuse est la même pour toute les fibres d'une unité motrice et donc toutes les fibres se contractent au maximum de leur possibilité. Sans ordre de contraction, aucune ne se contractent.
C'est la loi du tout ou rien.

Lorsqu'une force faible est nécessaire pour le mouvement, peu d'unités motrices sont excitées. Lors d'un effort musculaire très important, un très grand nombre d'unités motrices seront mises en jeu. Les fibres de type 1 sont toujours les premières à être activées, alors que celles de type 2 sont beaucoup plus difficiles à mettre en jeu, même lors d'effort important, car elles ont un seuil d'activation très élevé.

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L'augmentation de force se fait par augmentation du nombre d'unités motrices recrutées.



Frédéric LUREAU
coach sportif sur Toulouse

Master entraînement sportif Bac + 5
Diplômé d'état
10 ans d'expérience

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