Système musculaire
Le système musculaire est responsable du déplacement du corps humain. Attaché à l'os du système squelettique sont environ 700 muscles nommés qui représentent environ la moitié du poids du corps d'une personne. Chacun de ces muscles est un organe discret construit de tissu musculaire squelettique, les vaisseaux sanguins, les tendons, les nerfs et. Le tissu musculaire se retrouve également à l'intérieur du cœur, les organes digestifs, et les vaisseaux sanguins. Dans ces organes, muscles servent à déplacer les substances dans le corps .
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Anatomie du système musculaire
Types de muscle
Il existe trois types de tissu musculaire: Visceral, cardiaques et squelettiques.
Muscle viscérale. Le muscle viscérale est trouvé à l'intérieur des organes comme l’estomac, les intestins, et les vaisseaux sanguins. Le plus faible de tous les tissus musculaires, les muscles viscérale rend contrat organes de se déplacer à travers l'organe substances. Parce que le muscle viscérale est contrôlé par la partie inconsciente du cerveau, il est connu que le muscle-il involontaire ne peut être directement contrôlé par l'esprit conscient. Le terme «muscle lisse» est souvent utilisé pour décrire musculaire viscérale parce qu'il a un aspect très lisse uniforme lorsqu'on les examine sous un microscope. Cet aspect lisse contraste fortement avec l'apparition des bandes muscles cardiaques et squelettiques.
Muscle Cardiaque. se trouve seulement dans le cœur, le muscle cardiaque est responsable de pomper le sang dans tout le corps. Tissu musculaire cardiaque ne peut pas être contrôlé consciemment, de sorte qu'il est un muscle involontaire. Alors que les hormones et les signaux du cerveau ajuster le taux de contraction, le muscle cardiaque lui-même stimule à se contracter. Le stimulateur naturel du cœur est fait de tissu musculaire cardiaque qui stimule d'autres cellules de muscle cardiaque à se contracter. En raison de son auto-stimulation, le muscle cardiaque est considéré comme étant intrinsèquement autorhythmic ou contrôlée.
Les cellules du tissu musculaire cardiaque sont striées qui est, ils semblent avoir claires et sombres rayures quand vu sous un microscope optique. La disposition des fibres de protéine à l'intérieur des cellules provoque ces bandes claires et sombres. Les stries indiquent qu'une cellule musculaire est très forte, à la différence des muscles viscéraux.
Les cellules du muscle cardiaque sont ramifiés X ou Y cellules étroitement reliés entre eux par des jonctions spéciales appelées disques intercalés forme. Disques intercalés sont constitués de projections de doigt à partir de deux cellules voisines qui s’imbriquent et fournissent un lien fort entre les cellules. La structure ramifiée et les disques intercalaires permettent aux cellules de muscles pour résister à des pressions sanguines élevées et la souche de pompage du sang tout au long de la vie. Ces caractéristiques contribuent également à propager des signaux électrochimiques rapidement de cellule à cellule afin que le cœur peut battre comme une unité.
Muscle Squelettique. Le muscle squelettique est le seul tissu musculaire volontaire dans le corps humain-il est contrôlé consciemment. Chaque action physique qu'une personne effectue consciemment (par exemple, parler, marcher, ou l'écriture) nécessite le muscle squelettique. La fonction des muscles squelettiques est de se contracter pour déplacer les parties du corps plus proche de l'os que le muscle est attaché. La plupart des muscles squelettiques sont attachés à deux os à travers une articulation, de sorte que le muscle sert à déplacer les parties d'os plus étroits à l'autre.
Les cellules musculaires squelettiques se forment lorsque de nombreuses petites cellules progénitrices se amalgamer pour former des fibres, multinucléées longues, droites. Strié comme le muscle cardiaque, ces fibres musculaires squelettiques sont très fortes. Le muscle squelettique tire son nom du fait que ces muscles se connectent toujours au squelette dans au moins un endroit.
Anatomie brut d'un muscle squelettique
La plupart des muscles squelettiques sont attachés à deux os par des tendons. Les tendons sont des bandes difficiles du tissu conjonctif dense régulier dont les forts collagènes Les fibres fixent fermement les muscles aux os. Les tendons sont soumis à un stress extrême lorsque les muscles tirent sur eux, donc ils sont très forts et sont tissés dans les revêtements des deux muscles et les os.
Les muscles déplacent en raccourcissant leur longueur, tirant sur les tendons et les os plus étroits à l'autre en mouvement. L'un des os est tiré vers l'autre os, qui reste fixe. Le lieu fixe sur l'os qui est connecté par des tendons du muscle est appelé origine. Le lieu de déplacer l'os qui est reliée au muscle via tendons est appelé l'insertion. Le ventre du muscle est la partie charnue du muscle entre les tendons qui ne la contraction réelle.
Noms des muscles squelettiques
Les muscles squelettiques sont nommés en fonction de nombreux facteurs différents, y compris leur emplacement, l'origine et l'insertion, nombre d'origines, la forme, la taille, l'orientation, et la fonction.
Localisation. Beaucoup de muscles tirent leurs noms de leur région anatomique. Le droit de l'abdomen et abdominis transversale, par exemple, se trouvent dans la région abdominale. Certains muscles, comme le jambier antérieur, sont nommés d'après la partie de l'os (la partie antérieure du tibia) qui leur sont attachés. Autres muscles utilisent un hybride de ces deux, comme le long supinateur, qui est nommé d'après une région (brachial) et un os (rayon ).
Origine et Insertion. Certains muscles sont nommés en fonction de leur connexion à un os fixe (origine) et un os mobile (insertion). Ces muscles deviennent très faciles à identifier une fois que vous connaissez les noms des os qui ils sont attachés. Des exemples de ce type de muscle comprennent l' sternocléidomastoïdien (reliant le sternum et la clavicule à l'apophyse du crâne) et le occipito-frontal (reliant la occipital à l’os frontal).
Nombre des origines. Certains muscles se connecter à plus d'un os ou à plus d'un endroit sur un os, et donc plus d'une origine. Un muscle avec deux origines s’appelle un biceps. Un muscle avec trois origines est un muscle triceps. Enfin, un muscle avec quatre origines est un muscle quadriceps.
Forme, la taille, et la direction. Nous classons aussi les muscles par leurs formes. Par exemple, les deltoïdes ont un delta ou une forme triangulaire. Les muscles serratus disposent d'une forme ou dentelée en scie. Le principal losange est une forme de losange ou diamant. La taille du muscle peut être utilisée pour distinguer entre deux muscles trouvés dans la même région. La région fessière contient trois muscles selon le taille-grand fessier (grand), moyen fessier (moyennes), et le petit fessier (la plus petite). Enfin, la direction dans laquelle les fibres musculaires exécuter peut être utilisée pour identifier un muscle. Dans la région abdominale, il existe plusieurs ensembles de larges plats, les muscles. Les muscles dont les fibres de fonctionner vers le haut et vers le bas sont le droit de l’abdomen, ceux se étendant transversalement (de gauche à droite) sont l'abdomen transversale, et ceux fonctionnant à un angle sont les obliques.
Fonction. Les muscles sont parfois classés par le type de fonction qu'ils exercent. La plupart des muscles des avant-bras sont nommés en fonction de leur fonction parce qu'ils sont situés dans la même région et ont des formes et des tailles similaires. Par exemple, le groupe de flexion de l'avant-bras fléchit le poignet et les doigts. Le supinateur est un muscle qui supinates le poignet en le roulant sur faire face paume vers le haut. Dans la jambe, il ya des muscles appelés adducteurs dont le rôle est d'adduction (rassembler) les jambes.
Groupes d'action dans le muscle squelettique
Les muscles squelettiques travaillent rarement par eux-mêmes pour atteindre les mouvements dans le corps. Plus souvent, ils travaillent en groupes pour produire des mouvements précis. Le muscle qui ne produit aucun mouvement particulier du corps est connu comme un agoniste ou un moteur d'entraînement. L'agoniste toujours paires avec un muscle antagoniste qui produit l'effet inverse sur les mêmes os. Par exemple, le muscle biceps brachial fléchit le bras au niveau du coude. Comme l'antagoniste de cette motion, le muscle du triceps s’étend le bras au niveau du coude. Lorsque le triceps s’étend le bras, les biceps seraient considérés comme l'antagoniste.
En plus de la liaison agoniste / antagoniste, d'autres muscles travaillent pour supporter les mouvements de l'agoniste. Les synergistes sont des muscles qui aident à stabiliser un mouvement et réduire les mouvements superflus. Ils se trouvent généralement dans les régions proches de l'agoniste et se connectent souvent sur les mêmes os. Parce que les muscles squelettiques insertion déplacer le plus près de l'origine immobile, les muscles fixateurs aider à mouvement en maintenant l'origine stable. Si vous soulevez quelque chose de lourd avec vos bras, fixateurs de la région du tronc tenir votre corps droit et immobile afin que vous maintenir votre équilibre tout en soulevant.
Skeletal Muscle histologie
Les fibres musculaires squelettiques diffèrent considérablement d'autres tissus de l'organisme en raison de leurs fonctions hautement spécialisées. Un grand nombre des organites qui composent les fibres musculaires sont propres à ce type de cellule.
Le sarcolemme est la membrane cellulaire des fibres musculaires. Le sarcolemme agit comme un conducteur pour les signaux électrochimiques qui stimulent les cellules musculaires. Connectés au sarcolemme sont tubules transversaux (T-tubules) qui aident à transporter ces signaux électrochimiques dans le milieu de la fibre musculaire. Le réticulum sarcoplasmique sert d'installation de stockage pour les ions calcium (Ca2 +) qui sont vitales pour la contraction musculaire. Les mitochondries, les «maisons de puissance" de la cellule, sont abondants dans les cellules musculaires pour briser les sucres et fournir de l'énergie sous forme d'ATP aux muscles actifs. La plupart de la structure de la fibre musculaire est constitué de myofibrilles, qui sont les structures contractiles de la cellule. Les myofibrilles sont composées de plusieurs fibres disposées en protéines sous-unités répétées appelées sarcomères. Le sarcomère est l'unité fonctionnelle de fibres musculaires. (Voir macronutriments pour plus d'informations sur les rôles des sucres et des protéines.)
Structure Sarcomère
Sarcomères sont composés de deux types de fibres protéiques: filaments épais et minces filaments.
Les filaments épais. Les filaments épais sont faits de nombreuses unités liées de la myosine de protéines. Myosine est la protéine qui provoque muscles de se contracter.
Les filaments fins. Les filaments fins sont faits de trois protéines:
Actine. Actine forme une structure hélicoïdale qui constitue l'essentiel de la masse mince filament. Actin contient des sites de liaison à la myosine qui permettent de se connecter à la myosine et l'actine se déplacer lors de la contraction musculaire.
Tropomyosin. Tropomyosine est une fibre de protéine de temps qui s’enroule autour de l'actine et couvre les sites de liaison à l'actine de la myosine.
Troponine. Lié très étroitement à la tropomyosine, la troponine se déplace loin de la tropomyosine sites de liaison de la myosine du muscle pendant la contraction.
Physiologie du système musculaire
Fonction du tissu musculaire
La fonction principale du système musculaire est mouvement. Les muscles sont le seul tissu dans le corps qui a la capacité de se contracter et donc déplacer les autres parties du corps.
Liée à la fonction de mouvement est deuxième fonction du système musculaire: le maintien de la posture et la position du corps. Muscles se contractent souvent pour maintenir le corps immobile ou dans une position particulière plutôt que pour provoquer le mouvement. Les muscles responsables de la posture du corps ont la plus grande endurance de tous les muscles du corps, ils détiennent le corps toute la journée sans se fatiguer.
Une autre fonction liée au mouvement est le mouvement des substances à l'intérieur du corps. Les muscles cardiaques et viscéraux sont principalement responsables pour le transport de substances comme le sang ou de la nourriture d'une partie du corps à l'autre.
La fonction finale du tissu musculaire est la génération de chaleur du corps. En conséquence du taux métabolique élevé de contracter le muscle, notre système musculaire produit une grande quantité de chaleur des déchets. Beaucoup de petites contractions musculaires dans le corps produisent la chaleur de notre corps naturel. Lorsque nous avons nous-mêmes exerçons plus que la normale, les contractions musculaires supplémentaires conduisent à une augmentation de la température du corps et, éventuellement, à la transpiration.
Muscles squelettiques comme des leviers
Les muscles squelettiques travaillent ensemble avec des os et des articulations pour former des systèmes de levier. Le muscle agit comme la force de l'effort; les actes conjoints que le point d'appui; l'os qui se déplace le muscle agit comme levier; et l'objet étant déplacé agit en tant que charge.
Il existe trois classes de leviers, mais la grande majorité des leviers dans le corps sont des leviers de troisième classe. Un levier de troisième classe est un système dans lequel le point d'appui est à l'extrémité du levier et l'effort se situe entre le point d'appui et la charge à l'autre extrémité du levier. Les leviers de troisième classe dans le corps servent à augmenter la distance parcourue par la charge par rapport à la distance que le muscle se contracte.
Le compromis pour cette augmentation de la distance, ce est que la force requise pour déplacer la charge doit être supérieure à la masse de la charge. Par exemple, le brachia biceps du bras tire sur le rayon de l'avant-bras, ce qui provoque la flexion à l’articulation du coude dans un troisième système de levier de classe. Une très légère variation de la longueur du biceps provoque un plus grand déplacement de l'avant-bras et la main, mais la force appliquée par le biceps doit être supérieure à la charge déplacée par le muscle.
Unités moteur
Les cellules nerveuses appelées neurones moteurs contrôlent les muscles squelettiques. Chaque neurone moteur contrôle plusieurs cellules musculaires dans un groupe connu comme une unité de moteur. Lorsqu'un neurone moteur reçoit un signal provenant du cerveau, il stimule toutes les cellules musculaires de son bloc moteur en même temps.
La taille des unités motrices varie dans tout le corps, en fonction de la fonction d'un muscle. Muscles qui effectuent beaux mouvements-comme celles des yeux ou des doigts-ont très peu de fibres musculaires dans chaque unité du moteur pour améliorer la précision du contrôle du cerveau sur ces structures. Les muscles qui ont besoin de beaucoup de force pour accomplir leurs fonctions jambe ou le bras-comme-muscles ont de nombreuses cellules musculaires dans chaque unité de moteur. Une des façons que le corps peut contrôler la force de chaque muscle est en déterminant le nombre d'unités de moteur pour activer pour une fonction donnée. Cela explique pourquoi les mêmes muscles qui sont utilisés pour ramasser un crayon sont également utilisés pour ramasser une boule de bowling.
Cycle de contraction
Les muscles se contractent lorsqu'ils sont stimulés par des signaux provenant de leurs neurones moteurs. Les neurones moteurs contacter cellules musculaires en un point appelé la jonction neuromusculaire (JNM). Les neurones moteurs libèrent des substances chimiques neurotransmetteurs au NMJ ce lien à une partie spéciale de la sarcolemme connu comme la plaque d'extrémité du moteur. La plaque d'extrémité de moteur contient de nombreux canaux ioniques qui s’ouvrent en réponse à des neurotransmetteurs et des ions positifs permettent d'entrer dans la fibre musculaire. Les ions positifs forment un gradient électrochimique pour former à l'intérieur de la cellule, qui s’étend tout au long du sarcolemme et les tubules T en ouvrant encore plus les canaux ioniques.
Lorsque les ions positifs peut atteindre le réticulum sarcoplasmique, les ions Ca2 + sont libérés et autorisés à se écouler dans les myofibrilles. Ions Ca2 + se lient à la troponine, ce qui provoque la molécule de troponine de changer de forme et de déplacer des molécules voisines de la tropomyosine. Tropomyosine est éloigné des sites de liaison de la myosine de molécules d'actine, ce qui permet l'actine et la myosine à se lier ensemble.
ATP molécules protéines puissance de myosine dans les filaments épais de plier et tirer sur les molécules d'actine dans les filaments minces. Myosine protéines agissent comme des rames sur un bateau, tirant les minces filaments plus près du centre d'un sarcomère. Comme les minces filaments sont tirés ensemble, sarcomère raccourcit et les contrats. Myofibrilles des fibres musculaires sont faits de nombreux sarcomères dans une rangée, de sorte que lorsque la totalité du contrat de sarcomères, les cellules de muscle se raccourcit avec une grande force par rapport à sa taille.
Contraction des muscles continuent aussi longtemps qu'ils sont stimulés par un neurotransmetteur. Lorsqu'un neurone moteur arrête la libération du neurotransmetteur, le processus de contraction s’inverse. Calcium retourne vers le réticulum sarcoplasmique; troponine et la tropomyosine retour à leurs positions de repos; et actine et la myosine sont empêchés de se lier. Sarcomères reviennent à leur état de repos allongé fois la force de la myosine tirant sur actine est arrêté.
Types de Contraction musculaire
La force de la contraction d'un muscle peut être contrôlée par deux facteurs: le nombre d'unités motrices impliqués dans la contraction et la quantité de stimulation de système nerveux. Un influx nerveux d'un neurone unique moteur entraînera une unité de moteur de contracter brièvement avant de vous détendre. Cette petite contraction est connue comme une contraction en secousse. Si le neurone moteur fournit plusieurs signaux dans un court laps de temps, la force et la durée de la contraction musculaire augmente. Ce phénomène est connu en tant que sommation temporelle. Si le neurone moteur fournit de nombreuses impulsions nerveuses en succession rapide, le muscle peut entrer dans l'état du tétanos, ou la contraction complète et durable. Un muscle restera dans le tétanos jusqu'à ce que le taux de signal nerveux ralentisse ou jusqu'à ce que le muscle devienne trop fatigué pour maintenir le tétanos.
Pas toutes les contractions musculaires ne produisent mouvement. Les contractions isométriques sont des contractions légères qui augmentent la tension dans le muscle sans exercer une force suffisante pour déplacer une partie du corps. Quand les gens tendus leur corps à cause du stress, elles exécutent une contraction isométrique. Tenir un objet immobile et maintien de la posture sont également le résultat de contractions isométriques. Une contraction qui fait produire le mouvement est une contraction isotonique. Contractions isotoniques sont nécessaires pour développer la masse musculaire grâce à l'haltérophilie.
Le tonus musculaire est un état naturel dans lequel un muscle squelettique reste partiellement contracté en tout temps. Le tonus musculaire fournit une légère tension sur le muscle pour éviter d'endommager le muscle et les articulations des mouvements brusques, et contribue également à maintenir la posture du corps. Tous les muscles maintiennent une certaine quantité de tonus musculaire en tout temps, à moins que le muscle a été déconnecté du système nerveux central en raison de lésions nerveuses.
Types fonctionnels de fibres musculaires squelettiques
Les fibres musculaires squelettiques peuvent être divisés en deux types basés sur la façon dont ils produisent et utilisent l'énergie: Type I et Type II.
Les fibres de type I sont très lents et délibérée dans leurs contractions. Ils sont très résistants à la fatigue, car ils utilisent la respiration aérobie pour produire de l'énergie à partir de sucre. Nous trouvons fibres de type I dans les muscles de tout le corps pour l'endurance et la posture. Près de la colonne vertébrale et les régions du cou, des concentrations très élevées de fibres de type I tenir le corps tout au long de la journée.
Les fibres de type II sont décomposés en deux sous-groupes: Type II A et de type II B.
Les fibres de type II A sont plus rapides et plus forts que les fibres de type I, mais ne ont pas autant d'endurance. Les fibres de type II A se trouvent dans tout le corps, mais surtout dans les jambes où ils travaillent pour soutenir votre corps tout au long d'une longue journée de marche et la station.
Les fibres de type II B sont encore plus vite et plus fort que de type II A, mais encore moins d'endurance. Fibres de type II B sont également beaucoup plus léger en couleur que Type I et Type II A cause de leur manque de la myoglobine, un pigment accumulant l'oxygène. Nous trouvons fibres de type II dans tout le corps, mais surtout dans la partie supérieure du corps B où ils donnent la vitesse et de la force dans les bras et la poitrine au détriment de l'endurance.
Muscle du métabolisme et de la fatigue
Les muscles tirent leur énergie de sources différentes en fonction de la situation que le muscle travaille en. Les muscles utilisent respiration aérobie lorsque nous les appelons à produire un faible niveau de la force à modérée. La respiration aérobie nécessite de l'oxygène pour produire environ 36-38 molécules d'ATP à partir d'une molécule de glucose. La respiration aérobie est très efficace, et peut continuer aussi longtemps que un muscle reçoit des quantités suffisantes d'oxygène et de glucose à continuer à se contracter. Lorsque nous utilisons les muscles pour produire un niveau élevé de la force, ils deviennent si étroitement contractés que le sang de transporter l'oxygène ne peut pas entrer dans le muscle. Cette condition entraîne le muscle pour créer de l'énergie en utilisant la fermentation de l'acide lactique, une forme de respiration anaérobie. Respiration anaérobie est beaucoup moins efficace que la respiration aérobie seulement 2-ATP sont produites pour chaque molécule de glucose. Muscles rapidement pneus car ils brûlent leurs réserves d'énergie sous respiration anaérobie.
Pour maintenir les muscles qui travaillent pendant une période de temps plus longue, les fibres musculaires contiennent plusieurs molécules d'énergie importantes. La myoglobine, un pigment rouge présente dans les muscles, contient du fer et stocke l'oxygène d'une manière similaire à l'hémoglobine dans le sang. L'oxygène de la myoglobine permet aux muscles de la respiration aérobie continue en l'absence d'oxygène. Un autre produit chimique qui aide à garder les muscles de travail est du phosphate de créatine. Les muscles utilisent l'énergie sous forme d'ATP, convertir l'ATP en ADP pour libérer son énergie. La créatine phosphate don de son groupe phosphate à l'ADP pour le rallumer en ATP pour fournir de l'énergie supplémentaire pour le muscle. Enfin, les fibres musculaires contiennent de stockage d'énergie glycogène, une grande macromolécule composée d'une multitude glucoses liés. Muscles actifs brisent glucoses hors de molécules de glycogène pour fournir une alimentation en carburant interne.
Lorsque les muscles manquer d'énergie au cours de la respiration soit aérobie ou anaérobie, le muscle rapidement pneus et perd sa capacité à se contracter. Cette condition est connue comme la fatigue musculaire. Un muscle fatigué contient très peu ou pas d'oxygène, le glucose ou l'ATP, mais présente au lieu de nombreux produits de déchets provenant de la respiration, comme l'acide lactique et de l'ADP. Le corps doit prendre de l'oxygène supplémentaire après l'effort pour remplacer l'oxygène qui a été stocké dans la myoglobine dans la fibre musculaire ainsi que pour alimenter la respiration aérobie qui permettra de reconstituer les fournitures d'énergie à l'intérieur de la cellule. La dette d'oxygène (ou consommation d'oxygène de récupération) est le nom de l'oxygène supplémentaire que le corps doit prendre pour restaurer les cellules musculaires à leur état de repos. Ceci explique pourquoi vous vous sentez à bout de souffle pendant quelques minutes après une intense activité de votre corps tente de se restaurer à son état normal.