Préserver sa santé en pratiquant une activité physique (en cours de conception)


PLAN DU COURS

I - Le système musculo-articulaire

II - L'insertion des muscles sur le squelette : muscles et tendons mobilisent l'articulation

III - Les blessures musculo-articulaires

IV - Le dopage


 

 

Lors d'une compétition, les muscles des athlètes travaillent longtemps et de façon soutenue. Les sportifs redoutent les blessures qui peuvent les éloigner des compétitions pendant plusieurs semaines.

 

Problématique : quelles sont les blessures les plus fréquentent et quelle partie du système locomoteur touchent-elles?

 

 

I - Le système musculo-articulaire

 

 Le corps humain peut effectuer des mouvements grâces aux muscles qui fournissent le travail, au squelette qui sert de charpente au corps et aux articulations qui font le lien entre tous les os et les muscles.

Le schéma ci-dessous détaille les principaux os et muscles des pattes d'une grenouille. Chez l'Homme on retrouve des muscles similaires et les mêmes os.

 

Schéma de l'organisation des membres postérieurs de la grenouille. Source : banque de schémas SVT.
Schéma de l'organisation des membres postérieurs de la grenouille. Source : banque de schémas SVT.

 

Le document ci-dessous décrit les caractéristiques d'un muscle strié squelettique :

 

Détails de l'organisation du muscle squelettique. Source : SVT Belin.
Détails de l'organisation du muscle squelettique. Source : SVT Belin.

 

On comprend aisément pourquoi ces muscles se nomment ainsi : au microscope on observe des stries au niveau de chaque cellule musculaire.

 

Un muscle est un ensemble de fibres musculaires striées et parallèles reliées au squelette par des tendons et pouvant se raccourcir en se contractant.

Les muscles possèdent une structure complexe : les cellules musculaires sont parallèles et constituent des fibres musculaires, un ensemble de fibres est un faisceau musculaire et l'ensemble des faisceaux constitue un muscle.

 

 

Les photos ci-dessous prouvent la capacité des fibres musculaires à se contracter (donc se raccourcir) ou se relâcher (donc s'allonger).

Microphotographies au microscope optique d'une fibre musculaire. Source : Belin SVT.
Microphotographies au microscope optique d'une fibre musculaire. Source : Belin SVT.

On observe que la fibre musculaire relâchée est plus longue et moins large que lorsqu’elle est contractée. On conclut que la contraction amène un raccourcissement des fibres musculaires et leur gonflement. Ce raccourcissement est de l’ordre de 60% en temps normal. Ici on peut le calculer en mesurant les 2 longueurs A-B et en faisant un produit en croix !

 

 

BILAN : les contractions/relâchements des muscles s’expliquent à l’échelle microscopique :

- les cellules musculaires apparaissent allongées, on parle de fibres musculaires. Ces fibres longent la totalité de l’os, elles sont donc souvent très longues pour des cellules. Elles sont regroupées en faisceaux également allongés et visibles à l’œil nu (aspect filandreux de la viande). Cette forme allongée est adaptée à la fonction de liaison entre deux os.

- Dans le cytoplasme, on observe au MO une structure intracellulaire striée. Cette striation (double) permet des variations de longueur et de diamètre de la fibre cellulaire et donc à grande échelle du muscle.

 

Ainsi, lorsqu’un muscle squelettique se contracte, son diamètre augmente et sa longueur diminue, inversement lorsqu’il se relâche. Ces modifications s’expliquent par la composition intracellulaire des fibres musculaires.

 

 

II - L'insertion des muscles sur le squelette : muscles et tendons mobilisent l'articulation

 

La réalisation des mouvements résulte de la mise en jeu de trois structures en coopération : les muscles qui sont les organes moteurs du mouvement, les os, organes vivants, légers et résistants, sur lesquels sont insérés les muscles grâce aux tendons et les articulations qui assurent la mobilité relative des segments osseux.

La vitesse, la précision et l’orientation du mouvement dépendent de la vitesse et de l’intensité de la contraction musculaire, des points d’insertion des muscles sur les os et du type d’articulation sollicitée.

Un mouvement volontaire est commandé par une voie nerveuse en provenance du cerveau mais les mouvements réflexes ne font pas intervenir de commande volontaire. Pour qu’un mouvement soit possible dans les deux sens (plier et déplier le bras par exemple), il est nécessaire de disposer d’au moins deux muscles dont le rôle est opposé : on parle de muscles antagonistes. Leur point d’insertion est différent et ils ne se contractent jamais en même temps (sauf pendant des crampes musculaires).

 

 

Quelques définitions:

 

- Tendon : partie terminale fibreuse et blanche des muscles, rattachée aux os. Peu élastiques, les tendons fixent les muscles sur les os.

- Ligament : bande fibreuse résistante reliant des os au niveau d’une articulation. Cette structure limite la mobilité relative des pièces osseuses articulées.

- Os : tissu dur et blanc constituant le squelette et soutenant la musculature.

- Muscle squelettique : tissu fibreux plus ou moins coloré et s’insérant sur le squelette.

 

La vidéo ci-dessous est une dissection du genou humain (attention les images peuvent choquer) mais c'est très intéressant à voir :

Schéma de l'articulation du genou d'un humain. Source : modifié de ?
Schéma de l'articulation du genou d'un humain. Source : modifié de ?

 

 

BILAN : les muscles permettent le mouvement des os auxquels ils sont insérés par les tendons au niveau des articulations. Les ligaments relient 2 muscles entre eux.

 

La mise en mouvement de notre squelette est permise par la contraction / le relâchement des muscles squelettiques qui y sont insérés. En effet, les muscles sont accrochés aux os via les tendons.

 

Au niveau des articulations (jonction entre deux os), les os sont liés entre eux par des ligaments. Les articulations présentent une lubrification qui permet de limiter les frottements lors de la mise en mouvement du squelette.

 

Au cours de la contraction musculaire, la force exercée tire sur les tendons et fait jouer une articulation, ce qui conduit à un mouvement.

 

 

III - Les blessures musculo-articulaires

 

La pratique d'un sport peut entrainer différentes complications ou blessures sur l'appareil musculo-articulaire.

Une entorse est un traumatisme des ligaments (distendu, étiré ou déchiré) dû à une mobilité importante de l’articulation. Cela se produit fréquemment lorsque le pied se place violemment à 90° par rapport au tibia (très fréquent chez les joueurs de tennis, voir vidéo ci-dessous) :

 

 

L'entorse est un accident articulaire fréquent qui réduit presque totalement la capacité de mouvement de l'articulation touchée. Son traitement exige l'immobilisation de l'articulation pendant une à plusieurs semaines.

 

Les blessures ligamentaires. Source : Belin SVT p241.
Les blessures ligamentaires. Source : Belin SVT p241.

 

Une fracture correspond à une rupture d'un os, souvent d'un os d'un membre. La vidéo suivante vous montre une fracture du tibia :

 

Exemple de fracture du cubitus et du radius chez l'Homme. Source : internet.
Exemple de fracture du cubitus et du radius chez l'Homme. Source : internet.

 

L'élongation musculaire correspond à un étirement excessif des fibres musculaires pouvant entrainer une déchirure. Voir vidéo ci-dessous :

 

Autres exemples de traumatismes. Source : modifié de banque schéma SVT.
Autres exemples de traumatismes. Source : modifié de banque schéma SVT.

 

BILAN : on distingue trois types d'accidents musculo-articulaires.

 

- ceux touchant les fibres musculaires à la suite d'une sollicitation intense. Ils vont de la simple élongation jusqu'à la déchirure ou claquage et même à la rupture.

 

- ceux touchant les tendons lorsqu'ils sont soumis à une traction excessive. Il en résulte soit une inflammation ou tendinite soit parfois une rupture.

 

- ceux touchant les ligament lors d'un mouvement excessif de l'articulation. Cela provoque une foulure ou entorse car des ligaments sont distendus voire rompus. Il y a luxation quand les os sont déplacés.

 

 

IV - Le dopage

 

Le dopage se définit comme la pratique consistant à utiliser toute substance ou procédé afin d'augmenter artificiellement ses capacités physiques en vue d'une compétition sportive (ou ses capacités cognitives en vue d'un examen, concours...).

 

Les personnes qui se dopent peuvent modifier leur corps à différents niveaux mais, la plupart du temps, il s'agit d'augmenter ses performances.

 

Il s'agit d'une pratique ancienne surement née en même temps que les premières compétitions sportives.

 

Mais le dopage professionnel s'est généralisé à partir des années 1950 au moment où les enjeux sportifs et financiers devenaient importants.

 

A  - Les effets du dopage sur la la pratique sportive et sur la santé

Le dopage est utilisé :

- pour modifier sa morphologie (augmentation de sa masse musculaire comme chez les haltérophiles.

- pour augmenter la force et la puissance musculaire

- pour améliorer l'oxygénation des muscles (VO2 max)

- pour accroître la concentration

- pour maitriser le rythme veille/sommeil

 

Le tableau ci-dessous décrit les effets de l'utilisation d’anabolisants (un anabolisant permet d'augmenter le volume/la masse d'un tissu, par exemple la masse musculaire) :

Effets des anabolisants sur la santé. Source : morand.
Effets des anabolisants sur la santé. Source : morand.
Effets négatifs du dopage. Source : http://terveystieto2minnalaakso.blogspot.fr/
Effets négatifs du dopage. Source : http://terveystieto2minnalaakso.blogspot.fr/

 

B - Les substances dopantes

 

Les sportifs, ayant besoin d’une masse musculaire importante, ont recours à des agents anabolisants. Ils sont dérivés par exemple de la testostérone (leur forme tridimensionnelle est très proche que celle de l'hormone mâle et donc aura des effets similaires), qui est l’hormone sexuelle mâle.

 L’utilisation des agents anabolisants entrainent divers effets secondaires comme des troubles du comportement, des cancers du foie et de la prostate, ainsi que des ruptures tendineuses et des déchirures musculaires. Les femmes utilisant ces agents développent en outre des traits masculins comme une pilosité importante, une voie plus grave et un dérèglement du cycle menstruel. En ce qui concerne les hommes, ils risquent une atrophie des testicules, une impuissance et une infertilité.

 

 

Les stimulants, qui incluent par exemple les amphétamines et la cocaïne, permettent d’accroître la concentration, l’attention et de diminuer la sensation de fatigue.

Les principaux risques liés à la prise de ces substances sont l’agressivité, l’accoutumance et la dépendance, les troubles du rythme cardiaque et l’hypertension artérielle.

 Cette classe comprend entre autre la morphine et l’héroïne. Ces produits provoquent un relâchement musculaire et une diminution de la douleur. Les effets secondaires reconnus sont l’accoutumance et la dépendance, les troubles du comportement, la diminution de la vigilance et de la coordination, et les troubles respiratoires graves.

Stéroidesanabolisants et leurs effets sur la pratique sportive. Source : morand
Stéroidesanabolisants et leurs effets sur la pratique sportive. Source : morand

Le 2ème document prouve que l'utilisation d'anabolisants (quand on compare avec des personnes ayant pris un placébo) entraine :

- une augmentation du poids (donc de la masse) maigre, c'est à dire des muscles (qui ne sont pas gras)

-  une augmentation de la circonférence des bras, du mollet...

- une augmentation de la force dégagée par les jambes et les bras.

Exemple de la sportive Florence Griffith-Joyner, soupçonnée de dopage. Source : BELIN SVT.
Exemple de la sportive Florence Griffith-Joyner, soupçonnée de dopage. Source : BELIN SVT.

 

Dans certains cas le soupçon de dopage est fort mais n'a pas été prouvé, comme dans le cas de la sportive Florence Griffith-Joyner. Celle-ci est décédée à un âge trop jeune pour que la cause en soit naturelle. Néanmoins aucune preuve formelle n'a jamais été découverte.

BILAN:

Des pratiques inadaptées ou dangereuses (exercice trop intense, dopage…) augmentent la fragilité du système musculo-articulaire et/ou provoquent des accidents.

Les conséquences les plus graves peuvent entrainer la mort.

Les récompenses sportives ou l'estime de soi ne doivent pas primer sur la primer sur votre santé !

 

 

 

 

Diaporama d'une dissection de patte de lapin : lien.


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