La contraction musculaire auxotonique, un type de contraction dynamique, se caractérise par un changement continu de l’angle articulaire et de la vitesse du mouvement. Durant ce processus, le muscle se contracte soit en augmentant, soit en diminuant la tension. Pour comprendre ce phénomène, il est essentiel d’explorer les concepts liés à la contraction musculaire et aux mécanismes physiologiques sous-jacents.
Les Bases de la Contraction Musculaire
Un muscle est constitué de fibres longues, terminées à chaque extrémité par un matériau tendineux attaché à l'os. Des groupes de fibres musculaires individuelles sont rassemblés en faisceaux appelés fascicules entourés d'une gaine de tissu conjonctif. La structure interne de la fibre musculaire est complexe, avec les myofibrilles comme principaux éléments visibles au microscope optique. Ces myofibrilles, qui courent longitudinalement dans toute la fibre, constituent la machinerie contractile du muscle. Chaque myofibrille est traversée par des stries, habituellement alignées de sorte qu'elles semblent être continues à travers la fibre musculaire.
Les Types de Contraction Musculaire
Il existe plusieurs types de contraction musculaire, chacun ayant des caractéristiques spécifiques :
- Concentrique: Le muscle se raccourcit pendant la contraction.
- Excentrique: Le muscle s'allonge pendant la contraction. La force excentrique est souvent supérieure à la force concentrique.
- Isotonique: La tension musculaire reste constante pendant la contraction, tandis que la longueur du muscle change.
- Isocinétique: La vitesse de contraction musculaire reste constante pendant tout le mouvement. Cela nécessite souvent l'utilisation d'un équipement spécialisé, comme un ergomètre isocinétique.
- Stato-dynamique: Combinaison de contractions statiques et dynamiques.
- Pliométrique: Contraction rapide d'étirement-raccourcissement, exploitant l'énergie élastique stockée.
La contraction auxotonique se distingue de la contraction isotonique par le fait que la tension musculaire n'est pas constante, mais varie en fonction de l'angle articulaire et de la vitesse du mouvement.
Contraction Oscillatoire Spontanée (SPOC)
La contraction oscillatoire spontanée (SPOC) est un phénomène observé dans les muscles striés. Elle se manifeste par des cycles rythmiques réguliers d'allongement rapide (relaxation) et de raccourcissement lent (contraction) au niveau des sarcomères. Le terme "SPOC" a été utilisé pour la première fois par Okamura et Ishiwata (1988), qui ont observé des oscillations spontanées et régulières dans les myofibrilles squelettiques cutanées induites en présence de concentrations élevées d'ADP et d'IP, ainsi que d'ATP, et en l'absence de Ca2+ libre.
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James Erle Wolfe, Shin’ichi Ishiwata, Filip Braet, Renee Whan, Yingying Su, Sean Lal, et Cristobal G. ont également étudié ce phénomène.
La SPOC isométrique a été observée dans des expériences où les deux extrémités des myofibrilles étaient attachées à une surface de verre (Okamura et Ishiwata, 1988). L’onde en dents de scie a été observée dans l’oscillation de la longueur de chaque sarcomère, mais l’oscillation était asynchrone ou localement métachrone ; c’est-à-dire que la phase de relâchement du sarcomère ne se propageait que localement, s’étendant tout au plus sur plusieurs sarcomères.
Il a donc été développé un système d’analyse par microscopie pour mesurer la tension et la longueur du sarcomère pendant la SPOC dans des conditions auxotoniques (Anazawa et al., 1992). Anazawa et al (1992) ont étudié l’apparition de SPOC sous des charges croissantes et décroissantes réversiblement en étirant le myofibrille. Bien que la configuration de l’onde SPOC soit demeurée inchangée pendant toute la durée de l’onde, la tension, la période et l’amplitude de l’oscillation augmentaient avec la charge. Ainsi, le SPOC peut être induit sous une charge accrue (c’est-à-dire une activation d’étirement). Cela peut s’expliquer par une activité accrue de l’ATPase résultant d’une contrainte mécanique accrue imposée aux ponts transversaux et/ou aux filaments minces (Anazawa et al. 1992 ; Shimizu et al.
Yasuda et al (1996) ont observé avec succès SPOC dans des conditions isotoniques, où les sarcomères se sont contractés et se sont détendus en synchronie. Si la tension au niveau de la ligne Z tombe à 0 le déplacement de l’onde pourra s’inverser. Sweitzer et Moss 1990 ; Linke et al. Shimamoto et al.
Mouvement Micro-Péristaltique (MMP)
Alain Abehsera est reconnu pour sa découverte du SPOC, tandis qu'Hervé Julien a établi un lien technique avec le Mouvement Micro-Péristaltique (MMP). Bien qu'il existe des similitudes, cela ne doit pas être interprété comme une preuve définitive. Il est conseillé d'examiner et d'intégrer d'autres aspects avant de se concentrer sur ces concepts.
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La réflexion étayée par la palpation et les résultats cliniques a donné naissance à un nouveau concept permettant de répondre à la fois au pourquoi et au comment de ces mouvements parfaitement perceptibles par des dizaines de milliers de thérapeutes dans le monde. Nous en déduisons un moteur, parfaitement perceptible, apportant des explications tangibles aux questions sus mentionnées.
Lorsqu’un muscle se met au repos sans aucune contraction dynamique, celui-ci commence à se contracter et se relâcher périodiquement de façon subtile. Ces contractions auront pour effet de chasser le sang contenu dans les veinules du muscle dans les veines et ainsi d’assumer le rôle de moteur de la circulation veineuse. Mais ces contractions auront également pour effet de mobiliser l’ensemble des articulations du corps, crâne compris afin de drainer celles-ci.
La MMP est agissante également lors des contractions statiques. Lorsqu’un sujet est debout les muscles de ses membres inférieurs seront contractés pour le maintenir en position érigé, mais au sein du même muscle d’autres types de fibres musculaires vont se contracter et se relâcher périodiquement afin d’assumer le remplissage et la vidange du muscle de façon permanente. Chez un tétraplégique ou en cas de section complète de plexus brachial la MMP est toujours perceptible. La physiologie de la MMP que nous décrivons devrait induire un écoulement rythmique dans les veines, ce qu’elle ne propose pas.
Concernant les rythmes, nous retrouvons de réelles concordances entre SPOC, MMP et Tonus Musculaire (hormis la rythmicité du tonus musculaire qui n’a jamais fait l’objet de recherche).
Tonus Musculaire
Classiquement le tonus musculaire est défini comme la résistance d’un segment articulaire à la mobilisation. Il a été subdivisé en tonus de repos et en tonus postural.
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En vous agenouillant, palpez, avec vos deux mains les deux chefs médial et latéral des gastrocnémiens d’une même jambe. Vous sentirez une motilité ascendante et descendante alternée de ces deux muscles (pendant qu’une main semble s’élever, l‘autre semble s’abaisser). En gardant le soigneusement le contact avec les chefs médial et latéral des gastrocnémiens d’une jambe et sans perdre sous vos mains leur rythmicité, demandez au sujet de lentement prendre appui sur la table, de laisser doucement les jambes s’élever pendant qu’il s’allonge sur celle ci. Vous devez sentir les rythmes des gastrocnémiens médial et latéral de la position debout à la position coucher sans les perdre à aucun moment. Nous avons d’abord focalisé notre attention sur le tonus postural quand le sujet était debout, puis une fois le sujet allongé nous ne percevons plus que le tonus de repos.
Il n’existe pas de potentiels d’action parcourant les fibres 1a en l’absence de contraction musculaire.
Relation Force-Vitesse
La relation force-vitesse dépend du type de fibre musculaire et de la température du muscle. Plus le muscle est chaud, plus il est rapide et fort.
- Muscle au repos: P(t)=0, l(t)=cte (longueur constante).
- Muscle actif: P(t)=P0, l(t)=cte (contraction isométrique).
- Muscle actif avec raccourcissement: P(t)=P2, l(t)= baisse, Pt<P0, V=Δl/ Δt.
La force maximale excentrique est généralement plus élevée que la force maximale concentrique.
En condition in situ, il est possible d'étudier la relation moment-vitesse angulaire en utilisant un ergomètre isocinétique, qui permet de maintenir une vitesse angulaire constante pendant l'effort maximal volontaire.
Évaluation des Propriétés Mécaniques
L'évaluation des propriétés mécaniques de la composante élastique en série (CES) peut être réalisée par des techniques in vitro (quick release, controlled release) ou in situ (méthode alpha, imagerie ultrasonore).
- Quick release: On fait varier la force pour avoir un changement de longueur.
- Controlled release: Variation de longueur en fonction de la variation de la force.
La raideur de la CES est calculée par ΔF/ ΔL, et peut être normalisée par F/F0 et L/L0. Les fibres lentes ont une raideur accrue, tandis que les fibres rapides ont une compliance plus élevée.
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