Le muscle strié squelettique est le moteur de nos mouvements volontaires. Sa structure est hiérarchique : le muscle entier est composé de faisceaux de fibres musculaires (cellules géantes multinucléées). Chaque fibre contient des myofibrilles, qui sont elles-mêmes composées de sarcomères (unité contractile de base). Le sarcomère contient deux types de filaments protéiques : les filaments épais de myosine (avec des têtes en forme de crosse de golf) et les filaments fins d'actine. C'est l'alternance de zones sombres (filaments de myosine = bandes A) et claires (actine seule = bandes I) qui donne l'aspect 'strié' au microscope. Le disque Z délimite les sarcomères.
La contraction musculaire repose sur le glissement des filaments d'actine entre les filaments de myosine (modèle de Huxley). Voici les étapes : 1) Le neurone moteur libère de l'acétylcholine qui dépolarise la fibre musculaire. 2) L'influx se propage dans les tubules T → libération de Ca²⁺ par le réticulum sarcoplasmique. 3) Le Ca²⁺ se fixe sur la troponine (protéine sur l'actine) → démasquage des sites de liaison de la myosine sur l'actine. 4) Les têtes de myosine se fixent à l'actine → hydrolyse de l'ATP → mouvement de bascule (pivot) → les filaments d'actine glissent vers le centre du sarcomère → raccourcissement du sarcomère. 5) Un nouvel ATP se fixe → détachement → cycle recommence. Résultat : les sarcomères raccourcissent → la fibre se contracte → le muscle se contracte.
Le muscle est un convertisseur d'énergie : il transforme l'énergie chimique (ATP) en énergie mécanique (mouvement) et en chaleur. L'efficacité du muscle est d'environ 25-40% : 25-40% de l'énergie de l'ATP devient du travail mécanique, le reste (60-75%) est libéré sous forme de chaleur. C'est pourquoi on a chaud lors d'un effort physique. La fourniture d'ATP au muscle peut se faire par trois voies selon la durée de l'effort : 1) Voie des phosphocréatines (Cr~P → Cr + Pi, très rapide, 5-10s), 2) Glycolyse anaérobie (glucose → lactate, rapide, 30s-2min), 3) Respiration aérobie (glucose + O₂ → CO₂ + H₂O, lente mais durable, > 2min).
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a) La respiration aérobie est trop lente à s'activer et à fournir de l'ATP à la vitesse requise par un sprint (effort maximal de ~10 secondes). Les phosphocréatines (instantanées) puis la glycolyse anaérobie (rapide) compensent. b) L'accumulation de lactate abaisse le pH musculaire → inhibition enzymatique, sensation de brûlure, fatigue musculaire. c) L'hyperventilation permet d'augmenter l'apport en O₂ pour : reconstituer les stocks d'ATP et de phosphocréatines, éliminer le CO₂ accumulé, permettre au foie de recycler le lactate (par néoglucogenèse) — c'est la 'dette en O₂' post-effort.