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Séance de cours

Muscle Biomechanics: Anatomie fonctionnelle et génération de force

Dans cours

ME-482: Biomechanics of the musculoskeletal system

The basis for a mechanical description of the musculoskeletal system are presented. This description is based on the concepts of solid mechanics, physiology and anatomy of the musculoskeletal system. Concrete examples of the development of implants are als ...

Description

Cette séance de cours couvre l'anatomie fonctionnelle et la génération de force des muscles, y compris la structure et le fonctionnement moléculaire de la partie active du muscle, la mesure de l'activité musculaire et des propriétés mécaniques, la relation force-EMG, les courbes d'allongement de la force passive et active, la courbe force-vitesse et l'incorporation de la fonction musculaire dans la biomécanique à travers le ressort et les éléments actifs.

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Enseignant·e

Dominique Pioletti

Dominique Pioletti received his Master in Physics from the Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL) in 1992. He pursued his education in the same Institution and obtained his PhD in biomechanics in 1997. He developed original constitutive laws taking into account viscoelasticity in large deformations. Then he spent two years at UCSD as post-doc fellow acquiring know-how in cell and molecular biology. He was interested in particular to gene expression of bone cells in contact to orthopedic implant. In April 2006, Dominique Pioletti was appointed Assistant Professor tenure-track at the EPFL and is director of the Laboratory of Biomechanical Orthopedics. His research topics include biomechanics and tissue engineering of musculo-skeletal tissues; mechano-transduction in bone; development of orthopedic implant as drug delivery system. Since 2013, he has been promoted to the rank of Associate Professor.

Source officielle

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Muscle

Le muscle est un organe composé de tissu mou retrouvé chez les animaux. Il est composé de tissus musculaires et de tissus conjonctifs (+ vaisseaux sanguins + nerfs). Les cellules musculaires (composant le tissu musculaire) contiennent des filaments protéiques d'actine et de myosine qui glissent les uns sur les autres, produisant une contraction qui modifie à la fois la longueur et la forme de la cellule. Les muscles fonctionnent pour produire de la force et du mouvement.

Muscle squelettique

Les muscles squelettiques sont les muscles sous contrôle volontaire du système nerveux central. Le corps humain comprend environ 570 muscles présents chez tous les individus sains. Leur corps contient des vaisseaux sanguins, des nerfs, des organes sensoriels, du tissu conjonctif commun, et des cellules musculaires. En microscopie photonique (ou optique), ils présentent une double striation longitudinale et transversale. La science du muscle est la myologie. Les myoblastes sont les cellules précurseurs des muscles.

Myocyte

Les myocytes, ou fibres musculaires, sont des cellules capables de contraction (syncytium, fusion de plusieurs cellules). On distingue principalement les des myocytes lisses. Les propriétés contractiles des cellules musculaires tiennent de la présence d'éléments du cytosquelette capables de se contracter à la suite d'une augmentation de la concentration en calcium intracellulaire. Ces éléments contractiles élémentaires sont constitués de microfilaments d'actine couplés à des myofilaments de myosine.

Muscle lisse

vignette|Tissu musculaire lisse sous microscope Le muscle lisse est un type de muscle dont, à l'inverse du muscle strié, les protéines contractiles ne sont pas organisées sous forme de sarcomères, ce qui lui ôte l'aspect strié lors de l'observation sous microscope. Le muscle lisse se contracte lentement et avec moins de force que le muscle strié. Il est sous le contrôle du système nerveux autonome et du système endocrinien et fonctionne donc de manière indépendante de la volonté.

Contraction musculaire

La contraction musculaire résulte de la contraction coordonnée de chacune des cellules du muscle. Il existe quatre phases au cours de la contraction d'une cellule musculaire « type » : l'excitation ou la stimulation qui correspond à l'arrivée du message nerveux sur la fibre musculaire ; le couplage excitation-contraction qui regroupe l'ensemble des processus permettant de transformer le signal nerveux reçu par la cellule en un signal intracellulaire vers les fibres contractiles ; la contraction proprement dite ; la relaxation qui est le retour de la cellule musculaire à l'état de repos physiologique.

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