Quels sont les mécanismes du mouvement musculaire?
Le mouvement musculaire est un phénomène biologique que les scientifiques n’ont compris que récemment. Une séquence d'événements très complexes, dont beaucoup se déroulent au niveau moléculaire, ce qui entraîne le mouvement musculaire. Il existe différents types de muscles dans le corps, mais seuls les muscles squelettiques - les muscles qui déplacent les os et les articulations - sont contrôlés volontairement. Les muscles qui contrôlent le système circulatoire et certaines fonctions des organes bougent sans notre contrôle et souvent sans nous en rendre compte.
Les muscles squelettiques sont composés de longues cellules minces, également appelées fibres musculaires. Chaque fibre musculaire microscopique contient les mécanismes nécessaires pour provoquer des mouvements musculaires à petite échelle. Les vaisseaux sanguins et les neurones sont présents dans et autour des groupes de fibres musculaires. Ils fournissent l'énergie et les informations nerveuses nécessaires au mouvement du muscle.
Chaque fibre musculaire est elle-même un groupe d'unités plus petites appelées myofibrilles, d'où provient le mouvement musculaire. À l'intérieur de chaque myofibrille se trouvent des brins ou des filaments constitués de deux protéines différentes appelées actine et myosine. Ces brins de protéines sont ancrés dans la structure de la myofibrille et sont parallèles les uns aux autres. Lorsqu'ils sont sollicités par une impulsion nerveuse, les filaments de protéines se croisent, comme les rames d'un bateau à rames dans l'eau.
Les filaments de protéines peuvent le faire en utilisant de l’énergie chimique dérivée d’un composé appelé adénosine triphosphate (ATP). L'ATP est l'un des produits chimiques les plus essentiels présents dans le corps. Il permet le fonctionnement de tous les muscles, y compris le cœur et le diaphragme, et la vie cesserait immédiatement sans lui.
Lorsque les filaments de myosine et d'actine se relâchent d'un état relâché, la fibre musculaire dans son ensemble se contracte. Lorsque toutes les cellules d’un muscle se contractent dans la même direction, le muscle déplace l’os auquel il est attaché dans cette direction. Inversement, lorsque les fibres musculaires se relâchent, le muscle dans son ensemble se détend également. D'autres réactions chimiques très complexes se produisent, impliquant le calcium et d'autres éléments qui aident à activer et désactiver les contractions musculaires, mais la mécanique du mouvement musculaire est réalisée par les filaments de protéines.
Les muscles sont souvent groupés par paires, une contraction d’un muscle déplaçant l’os d’une certaine manière et une contraction de l’autre muscle le déplaçant dans le sens opposé. C'est le cas des muscles du biceps et du triceps de la partie supérieure du bras. Lorsqu'une impulsion est donnée par le système nerveux central pour contracter le biceps, une impulsion correspondante survient pour relâcher le triceps, et inversement. Ces impulsions simultanées sont nécessaires pour permettre la liberté de mouvement dans les deux sens.