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La conception architecturale du muscle : quels facteurs déterminent sa fonction mécanique ?
Dans notre vie quotidienne, les muscles jouent un rôle essentiel. Que ce soit en marchant, en courant ou en pratiquant divers sports, tous ces aspects reposent sur la contraction et la relaxation des muscles. Le concept d’« architecture musculaire » est la clé de notre compréhension du fonctionnement des muscles.
Types de musculation
La disposition structurelle d'un muscle définit sa fonction mécanique au niveau macroscopique et est déterminée par la façon dont les fibres sont disposées. À l’heure actuelle, les types d’architecture musculaire connus comprennent principalement le type parallèle, le type plume et le type hydroplanage.
La génération de force et les taux mécaniques varient en fonction des paramètres musculaires tels que la longueur du muscle, la longueur des fibres, l'angle de pennation et la section transversale physiologique (PCSA).
Muscles parallèles
Les muscles parallèles sont des muscles dont les fibres sont parallèles à l'axe de génération de force. Ils sont généralement adaptés aux mouvements rapides ou à grande amplitude, et leur surface de section anatomique (ACSA) est généralement utilisée pour les mesurer.
Muscles de la sangle
Les muscles de la bande ont la forme d'une bande, avec les fibres disposées longitudinalement dans le sens de la contraction. Par exemple, le muscle sartorius, le muscle le plus long chez l’homme, a non seulement une forme unique, mais joue également un rôle important dans la parole et le chant.
Muscle fusiforme
Ces muscles sont plus larges au milieu et plus étroits sur les côtés, et ont la forme d'un fuseau. Les biceps en sont des exemples.
Muscles convergents
Le muscle convergent (ou deltoïde) a ses fibres fusionnées à une extrémité (généralement au niveau d'un tendon) et s'étalant à l'autre extrémité. Le muscle grand pectoral humain appartient à ce type.
Muscle à plumes
Dans les muscles pennés, les fibres sont disposées à un angle par rapport à l'axe générateur de force, ce qui entraîne généralement un changement dans le modèle de transfert de force par rapport à la section transversale physiologique (PCSA).
Muscle monopenné
Les fibres d'un muscle monopenné sont attachées au tendon d'un côté, par exemple le muscle gastrocnémien latéral.
Muscle bipenné
Les muscles bipennés ont des fibres de chaque côté du tendon, comme le muscle droit fémoral humain.
Muscle multipenné
Les muscles multipennés, comme le deltoïde, ont des fibres attachées à l'axe générateur de force à différents angles.
Muscle du toboggan aquatique
Les muscles hydrodynamiques ne dépendent pas d'un squelette dur pour fonctionner. Ils sont soutenus en interne par des membranes de tissu conjonctif pour maintenir un volume constant, favorisant ainsi la stabilité de l'ensemble de la structure musculaire.
Génération de force
La conception architecturale du muscle influence directement la production de force, qui est liée au volume musculaire, à la longueur des fibres, au type de fibres et à l'angle de pennation.
Dans le muscle, la section transversale physiologique (PCSA) est la mesure la plus précise de la génération de force et est principalement influencée par l'angle de pennation.
La longueur des fibres est également une variable clé dans l’anatomie musculaire. La longueur de la fibre est déterminée par le nombre de myofibrilles connectées en série dans la fibre et leurs longueurs individuelles. À mesure que les fibres changent de longueur, les myofibrillateurs individuels se raccourcissent ou s’allongent, mais le nombre total reste le même.
Angle de la plume
L'angle de pennation est l'angle entre l'axe longitudinal de l'ensemble du muscle et les fibres. Dans les fibres musculaires, à mesure que la tension augmente, l’angle de pennation augmente également.
Rapports de démultiplication des bâtiments
Le rapport d'engrenage architectural (AGR) implique la relation entre la vitesse de contraction de l'ensemble du muscle et la vitesse de contraction des fibres musculaires individuelles. L'AGR est déterminé par les exigences mécaniques imposées au muscle pendant l'exercice.
Les variations de l'angle de pennation aident à obtenir des rapports de démultiplication variables dans les muscles de pennation, ce qui affecte également la géométrie musculaire.
Un rapport de démultiplication élevé entraînera une contraction à faible force et à grande vitesse de l'ensemble du muscle, tandis qu'un rapport de démultiplication faible est associé à une contraction à force élevée et à faible vitesse.
Vous êtes-vous déjà demandé comment la structure de vos muscles affecte votre amplitude de mouvement quotidienne et vos performances sportives ?
