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Les unités motrices : un mécanisme essentiel
Les muscles squelettiques, responsables de nos mouvements, sont régulés par le système nerveux somatique. Leur contraction est orchestrée par des cellules nerveuses appelées neurones moteurs (voir Figure 1). Un unique neurone moteur peut stimuler de un à plusieurs centaines de fibres musculaires. Certains neurones activent les fibres de type I, tandis que d’autres ciblent les fibres de type IIa ou IIb. L’ensemble formé par un neurone moteur et les fibres qu’il active est désigné sous le nom d’unité motrice. Lorsqu’un neurone moteur se décharge, il engage toutes les fibres musculaires de son unité.
Le recrutement des unités motrices pour la contraction
La contraction d’un muscle ne se réalise pas isolément ; elle implique souvent des groupes d’unités motrices. Le nombre d’unités engagées dépend de la charge à soulever. Pour une charge légère, seules quelques unités de type I seront recrutées. En revanche, à mesure que la charge augmente, davantage d’unités de type I seront sollicitées, suivies par les unités de type IIa et IIb, jusqu’à ce que toutes les unités motrices du muscle soient utilisées. En d’autres termes, pour activer l’intégralité d’un muscle, il est nécessaire de travailler avec des poids particulièrement lourds.
Mécanisme de contraction musculaire
Les fibres musculaires, comme évoqué dans la structure musculaire, sont formées de brins cylindriques appelés myofibrilles, elles-mêmes constituées de filaments de protéines tels que l’actine et la myosine. Ces filaments, appelés myofilaments, s’organisent en unités fonctionnelles nommées sarcomères, délimitées à chaque extrémité par un disque Z.
Les sarcomères représentent les unités fonctionnelles de base des fibres musculaires. Comprendre leur fonctionnement permet de saisir le mécanisme de contraction musculaire.
Pour simplifier, lorsqu’un signal provenant d’un neurone moteur atteint une fibre musculaire, cela entraîne des modifications chimiques. Ces changements provoquent le glissement des filaments d’actine le long des filaments de myosine, ce qui diminue la longueur du sarcomère, altérant ainsi la forme de la fibre musculaire (voir Figure 2). Lorsque la stimulation s’arrête, les filaments d’actine et de myosine se séparent, permettant au sarcomère et à la fibre musculaire de retrouver leur longueur et leur forme de repos.
Plus en détail, les filaments épais de myosine possèdent des têtes proéminentes capables de se lier aux filaments fins d’actine. Lorsque le signal atteint la fibre musculaire, ces têtes de myosine se fixent aux filaments d’actine, entraînant un changement de forme des filaments de myosine. Ce changement de forme propulse les têtes de myosine, qui tirent les filaments d’actine vers l’intérieur. Comme les filaments d’actine sont ancrés aux extrémités du sarcomère (les disques Z), la longueur du sarcomère se réduit. Tous les sarcomères de la fibre musculaire raccourcissent simultanément, produisant ainsi l’action que nous appelons contraction.
