Interactions des muscles squelettiques dans le corps

Pour tirer sur un os, c'est-à-dire pour modifier l'angle de son articulation synoviale, ce qui déplace essentiellement le squelette, un muscle squelettique doit également être attaché à une partie fixe du squelette. L'extrémité mobile du muscle qui s'attache à l'os tiré est appelée l'insertion du muscle, et l'extrémité du muscle attachée à un os fixe (stabilisé) est appelée l'origine. Lors de la flexion de l'avant-bras — le fait de plier le coude — le brachio-radial assiste le brachial.

Bien qu'un certain nombre de muscles puissent être impliqués dans une action, le muscle principal impliqué est appelé le moteur principal, ou agoniste. Pour soulever une tasse, un muscle appelé biceps brachial est en fait l'agoniste ; cependant, comme il peut être assisté par le brachial, le brachial est appelé un synergiste dans cette action (Figure 11.2). Un synergiste peut également être un fixateur qui stabilise l'os servant de point d'attache à l'origine de l'agoniste.

Figure 11.2 Agonistes et synergistes Le biceps brachial fléchit l'avant-bras. Le brachio-radial, dans l'avant-bras, et le brachial, situé en profondeur par rapport au biceps dans le bras, sont tous deux des synergistes qui contribuent à ce mouvement.

Un muscle ayant l'action opposée à celle de l'agoniste est appelé un antagoniste. Les antagonistes jouent deux rôles importants dans la fonction musculaire : (1) ils maintiennent la position du corps ou d'un membre, comme tenir le bras tendu ou se tenir debout ; et (2) ils contrôlent les mouvements rapides, comme lors d'un entraînement de boxe sans porter de coup ou la capacité de freiner le mouvement d'un membre.

Par exemple, pour étendre le genou, un groupe de quatre muscles appelé quadriceps fémoral dans le compartiment antérieur de la cuisse est activé (et serait appelé les agonistes de l'extension du genou). Cependant, pour fléchir l'articulation du genou, un ensemble de muscles opposés ou antagonistes appelé ischio-jambiers est activé.

Comme vous pouvez le constater, ces termes seraient également inversés pour l'action opposée. Si vous considérez la première action comme la flexion du genou, les ischio-jambiers seraient appelés les agonistes et le quadriceps fémoral serait alors appelé les antagonistes. Voir le Tableau 11.1 pour une liste de certains agonistes et antagonistes.

Il existe également des muscles squelettiques qui ne tirent pas sur le squelette pour les mouvements. Par exemple, il y a les muscles qui produisent les expressions faciales. Les insertions et les origines des muscles faciaux se trouvent dans la peau, de sorte que certains muscles individuels se contractent pour former un sourire ou un froncement de sourcils, former des sons ou des mots, et lever les sourcils. Il existe également des muscles squelettiques dans la langue, ainsi que les sphincters urinaires et anaux externes qui permettent une régulation volontaire de la miction et de la défécation, respectivement. De plus, le diaphragme se contracte et se relâche pour modifier le volume des cavités pleurales, mais il ne déplace pas le squelette pour ce faire.

Modes d'organisation des fascicules

Le muscle squelettique est enveloppé dans un échafaudage de tissu conjonctif à trois niveaux. Chaque fibre musculaire (cellule) est recouverte d'endomysium et le muscle entier est recouvert d'épimysium. Lorsqu'un groupe de fibres musculaires est « regroupé » en une unité au sein du muscle entier par une enveloppe supplémentaire de tissu conjonctif appelée périmysium, ce groupe de fibres musculaires regroupées est appelé un fascicule. L'agencement des fascicules par les périmysiums est corrélé à la force générée par un muscle ; il affecte également l'amplitude de mouvement du muscle. Basés sur les modes d'agencement des fascicules, les muscles squelettiques peuvent être classés de plusieurs manières. Ce qui suit présente les agencements de fascicules les plus courants.

Les muscles parallèles ont des fascicules agencés dans la même direction que l'axe longitudinal du muscle (Figure 11.3). La majorité des muscles squelettiques du corps présentent ce type d'organisation. Certains muscles parallèles sont des lames plates qui s'élargissent aux extrémités pour former de larges attaches. D'autres muscles parallèles sont arrondis avec des tendons à une ou aux deux extrémités. Les muscles qui semblent charnus ont une grande masse de tissu située au milieu du muscle, entre l'insertion et l'origine, connue sous le nom de corps central. Un nom plus courant pour ce muscle est ventre. Lorsqu'un muscle se contracte, les fibres contractiles le raccourcissent pour former un renflement encore plus grand. Par exemple, étendez puis fléchissez votre muscle biceps brachial ; la grande section médiane est le ventre (Figure 11.4). Lorsqu'un muscle parallèle possède un ventre central large et fusiforme, c'est-à-dire qu'il s'amincit à mesure qu'il s'étend vers son origine et son insertion, il est parfois appelé fusiforme.

Figure 11.3 Formes musculaires et alignement des fibres Les muscles squelettiques du corps se présentent généralement sous sept formes générales différentes.

Figure 11.4 Contraction du muscle biceps brachial La grande masse au centre d'un muscle est appelée le ventre. Les tendons émergent des deux extrémités du ventre et relient le muscle aux os, permettant au squelette de bouger. Les tendons du biceps se connectent au bras et à l'avant-bras. (source : Victoria Garcia)

Les muscles circulaires sont également appelés sphincters (voir Figure 11.3). Lorsqu'ils se relâchent, les faisceaux de fibres musculaires agencés concentriquement des sphincters augmentent la taille de l'ouverture, et lorsqu'ils se contractent, la taille de l'ouverture diminue jusqu'à la fermeture. Le muscle orbiculaire de la bouche est un muscle circulaire qui entoure la bouche. Lorsqu'il se contracte, l'ouverture orale devient plus petite, comme lorsque l'on pince les lèvres pour siffler. Un autre exemple est le muscle orbiculaire de l'œil, dont un entoure chaque œil. Considérez, par exemple, les noms des deux muscles orbiculaires (orbicularis oris et orbicularis oculi), où une partie du premier nom des deux muscles est la même. La première partie d'orbicularis, orb (orb = « circulaire »), fait référence à une structure ronde ou circulaire ; cela peut aussi faire penser à une orbite, comme la trajectoire de la lune autour de la Terre. Le mot oris (oris = « oral ») fait référence à la cavité orale, ou la bouche. Le mot oculi (oculaire = « œil ») fait référence à l'œil.

Il existe d'autres muscles dans le corps nommés d'après leur forme ou leur emplacement. Le deltoïde est un grand muscle de forme triangulaire qui recouvre l'épaule. Il est ainsi nommé parce que la lettre grecque delta ressemble à un triangle. Le Rectus abdominis (rectus = « droit ») est le muscle droit de la paroi antérieure de l'abdomen, tandis que le Rectus femoris est le muscle droit du compartiment antérieur de la cuisse.

Lorsqu'un muscle présente une large expansion sur une zone considérable, mais que les fascicules aboutissent ensuite à un point d'attache unique et commun, le muscle est dit convergent. Le point d'attache d'un muscle convergent peut être un tendon, une aponévrose (un tendon plat et large), ou un raphé (un tendon très fin). Le grand muscle de la poitrine, le Pectoralis major, est un exemple de muscle convergent car il converge sur le grand tubercule de l'humérus via un tendon. Le muscle temporal du crâne en est un autre.

Les muscles pennés (penna = « plumes ») s'intègrent dans un tendon qui traverse la région centrale du muscle sur toute sa longueur, un peu comme le rachis d'une plume avec le muscle agencé de manière similaire aux plumes. En raison de cette conception, les fibres musculaires d'un muscle penné ne peuvent tirer que selon un angle, et par conséquent, les muscles pennés en contraction ne déplacent pas beaucoup leurs tendons. Cependant, comme un muscle penné peut généralement contenir plus de fibres musculaires, il peut produire une tension relativement plus importante pour sa taille. Il existe trois sous-types de muscles pennés.

Dans un muscle unipenné, les fascicules sont situés d'un côté du tendon. L'extenseur des doigts de l'avant-bras est un exemple de muscle unipenné. Un muscle bipenné a des fascicules des deux côtés du tendon. Dans certains muscles pennés, les fibres musculaires s'enroulent autour du tendon, formant parfois des fascicules individuels au cours du processus. Cet agencement est appelé multipenné. Un exemple courant est le muscle deltoïde de l'épaule, qui recouvre l'épaule mais possède un seul tendon qui s'insère sur la tubérosité deltoïdienne de l'humérus.

Grâce aux fascicules, une partie d'un muscle multipenné comme le deltoïde peut être stimulée par le système nerveux pour modifier la direction de la traction. Par exemple, lorsque le muscle deltoïde se contracte, le bras s'abduit (s'éloigne de la ligne médiane dans le plan sagittal), mais lorsque seul le fascicule antérieur est stimulé, le bras s'abduit et fléchit (se déplace antérieurement au niveau de l'articulation de l'épaule).

Le système de leviers des interactions muscle-os

Les muscles squelettiques ne fonctionnent pas seuls. Les muscles sont agencés par paires en fonction de leurs fonctions. Pour les muscles attachés aux os du squelette, la connexion détermine la force, la vitesse et l'amplitude du mouvement. Ces caractéristiques dépendent les unes des autres et peuvent expliquer l'organisation générale des systèmes musculaire et squelettique.

Le squelette et les muscles agissent ensemble pour mouvoir le corps. Avez-vous déjà utilisé l'arrière d'un marteau pour retirer un clou du bois ? Le manche agit comme un levier et la tête du marteau agit comme un point d'appui, le point fixe sur lequel la force est appliquée lorsque vous tirez ou poussez sur le manche. L'effort appliqué à ce système est le fait de tirer ou de pousser sur le manche pour retirer le clou, qui est la charge, ou la « résistance » au mouvement du manche dans le système. Notre système musculo-squelettique fonctionne de manière similaire, les os étant des leviers rigides et les extrémités articulaires des os — enfermées dans des articulations synoviales — agissant comme des points d'appui. La charge serait un objet soulevé ou toute résistance à un mouvement (votre tête est une charge lorsque vous la soulevez), et l'effort, ou la force appliquée, provient de la contraction du muscle squelettique.