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COURS 2

COURS 2. Articulations Cartilage Collagène Chondrocytes Lubrification Tendons et ligaments Collagène Propriétés mécaniques. COURS 2. Histophysiologie musculaire Cellule Fibre musculaire Contraction musculaire Anatomie du membre supérieur Os du membre supérieur

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Presentation Transcript

  1. COURS 2 • Articulations • Cartilage • Collagène • Chondrocytes • Lubrification • Tendons et ligaments • Collagène • Propriétés mécaniques

  2. COURS 2 • Histophysiologie musculaire • Cellule • Fibre musculaire • Contraction musculaire • Anatomie du membre supérieur • Os du membre supérieur • Muscles du membre supérieur

  3. Articulations • Définition: une articulation est l’organe d’union de deux ou plusieurs pièces osseuses • Sutures (fibrous joint) • Symphyses (articulation cartilagineuse, cartilaginous joint) • Articulations à synoviales (synovial/diarthrodial joint) STAPS, 2002

  4. Cartilage articulaire (hyaline articular cartilage) • Tissu très différentié • Avascularisé – physiologiquement isolé • Cellules: chondrocytes • Composé de fibres collagène et de la substance fondamentale • 2 Fonctions: • (1) distribuer la charge sur une grande surface • (2) permettre le mouvement relatif avec une friction et une usure minimale

  5. Cartilage articulaire • Composition et structure • Chondrocytes (10% du volume tissulaire) • Collagène (15-22%) • Protéoglycanes (4-7%) • Eau, sels, protéines, lipides (60-85%) Nordin & Frankel, 2001

  6. Cartilage articulaire • Collagène • Unité de base: tropocollagène Nordin & Frankel, 2001

  7. Cartilage articulaire • Collagène Nordin & Frankel, 2001

  8. Cartilage articulaire Nordin & Frankel, 2001 • Collagène • Distribution non homogène Atlas de l'arthrose, J.P. Pujol, 1995

  9. Cartilage articulaire • Collagène • Type II: structure de base des fibrilles • Type XI: à l’intérieur des fibrilles lié de façon covalente au collagène de type II • Type IX: extérieur des fibrilles • Type VI: à la surface et dans l’espace péricellulaire • Type X: tapis autour des chondrocytes

  10. Cartilage articulaire • Propriétés mécaniques du collagène • Résistance élevée en tension • Résistance faible en compression • Anisotropique • Arrangements variés des fibres de collagène • Variation de densité des liaisons doubles • Variation des interactions entre PG et collagène

  11. Cartilage articulaire • Les chondrocytes:

  12. Cartilage articulaire • Les protéoglycanes Nordin & Frankel, 2001

  13. Cartilage articulaire • Eau • Concentré au niveau de la surface articulaire • Na+, K+, Ca2+ • Circulation des gazes, éléments nutritifs et déchets entre chondrocytes et fluide synovial • 70% de déplacement d’eau sous charge: contrôle le comportement mécanique + lubrification

  14. Cartilage articulaire • Interactions structurelles et physiques entre les composantes • Forces répulsives: pressions de gonflement • Chargement: augmentation des forces répulsives Nordin & Frankel, 2001

  15. Cartilage articulaire • Interactions Pression interne excède la pression de gonflement Déformation des molécules PG Force compressive Liquide sort Augmentation de la concentration en PG Équilibre avec la force externe Augmentation de la pression de gonflement

  16. Cartilage articulaire • Interactions • La résistance à la compression du cartilage provient de deux sources • La pression osmotique de gonflement associés aux groupes ioniques fixés au GAG • La résistance à la compression du tissu collagénique en lui même

  17. Cartilage articulaire • Comportement mécanique • Viscoélasticité • Fluage • Relaxation de la contrainte stotal=ssolide+sfluide Nordin & Frankel, 2001

  18. Cartilage articulaire • Lubrification mixte • Lubrification limite hors charges: glycoprotéine • Weeping lubrification ou boosted lubrification en charge Nordin & Frankel, 2001

  19. Cartilage articulaire • Hypothèses sur la biomécanique de la dégénérescence du cartilage • l’amplitude des contrainte imposées • le nombre de pics de contraintes • les changements dans la structure moléculaire et microscopique de la matrice de collagène et • des changements dans les propriétés mécaniques du tissu.

  20. Cartilage articulaire déformation Progression de l’arthrose Exudation de fluide Perte de PG Dommage au collagène Cartilage normal Arthrose Cartilage densité de charges fixes pression traînée de friction perméabilité hydraulique Déformation de la matrice plus importante Échanges de fluides plus importants Agit pour diminuer les propriétés de support de charge du cartilage

  21. Cartilage articulaire - résumé • Fonction du cartilage: augmentation de la distribution des charges (diminuant ainsi les contraintes) et fournir une surface de support lisse et résistante à l’usure • Matériau multiphasique ou triphasique? • Résistance à la friction au flux de fluide interstitiel et propriétés intrinsèques de la matrice solide • Dommages causés au cartilage: altération des propriétés mécaniques

  22. Cartilage articulaire - résumé Nordin & Frankel, 2001

  23. Tendons et ligaments • Composition et structure

  24. Tendons et ligaments • Collagène Nordin & Frankel, 2001

  25. Tendons et ligaments • Élastine • Substance fondamentale: PG • Consistance de gel • Ciment • Résistance mécanique des tendons (?) et ligaments

  26. Tendons et ligaments • Structure externe Nordin & Frankel, 2001

  27. Tendons et ligaments • Insertion à l’os • Zone 1: fin du tendon • Zone 2: mélange collagène et cartilage fibreux • Zone 3: cartilage fibreux minéralisé • Zone 4: fusion avec os cortical Nordin & Frankel, 2001

  28. Tendons et ligaments • Propriétés biomécaniques Nordin & Frankel, 2001

  29. Tendons et ligaments • Propriétés mécaniques Nordin & Frankel, 2001

  30. Tendons et ligaments • Propriétés viscoélastiques Nordin & Frankel, 2001

  31. Tendons et ligaments • Rupture ligamentaire et mécanismes de blessures Nordin & Frankel, 2001

  32. Tendons et ligaments - résumé • Collagène confère la résistance mécanique aux tendons et ligaments • Arrangement parallèle dans les tendons et plus variable dans les ligaments • Insertion: changement graduel • Courbe contrainte-déformation • Tendon: ¼ de leur limite à la rupture lors des activités de la vie quotidienne • Mécanisme de rupture du tendon: influencé par la section et la force du muscle • Comportement visco-élastique

  33. Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel, 2001

  34. Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel, 2001

  35. Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel, 2001

  36. Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel, 2001

  37. Tendons et ligaments - résumé Nordin & Frankel, 2001

  38. Hystophysiologie musculaire

  39. Introduction • Trois types de muscles: • Muscle cardiaque • Muscle lisse • Muscle strié • + de 430 muscles, dont 80 qui produisent les mouvements vigoureux • Rôles du muscle • Travail statique et dynamique

  40. La cellule - généralités STAPS, 2002

  41. La cellule: généralités • Membrane plasmique • Deux couches lipidiques • Éléments hydrophobes se font face dans la bicouche lipidique • Protège du milieu extérieur • Permet les échanges entre la cellule et le milieu extérieur • Diffusion passive • Transport actif • Endocytose - exocytose

  42. La cellule: généralités • Cytoplasme • Hyaloplasme • Réticulum endoplasmique • Appareil de Golgi • Mitochondries • Ribosomes • Lysosomes • Centrioles • Vacuoles • Squelette cellulaire

  43. La cellule: généralités • Le noyau • Enveloppe nucléaire • Chromatine • Nucléole

  44. Structure et composition du muscle STAPS, 2002

  45. Structure et composition du muscle • Fibre musculaire: unité fonctionnelle du muscle • Plusieurs noyaux • Membrane plasmique: sarcolemme • Système T • Jonction neuromusculaire • Cytoplasme = sarcoplasme • Faisceaux de fibrilles (myofibrilles) (bandes A, I, H et strie Z) = sarcomère • Hyaloplasme (particules de glycogène et mitochondries) • Réticulum endoplasmique: « citernes »

  46. Structure et composition du muscle STAPS, 2002

  47. Contraction musculaire • Bases moléculaires pour la contraction musculaire • Les bandes claires, I se raccourcissent • Les bandes H disparaissent • Les bandes sombres, A, gardent la même longueur • Les myofilaments d’actine et de myosine ne changent pas de longueur

  48. Contraction musculaire • La jonction neuro-musculaire Nordin et Frankel, 2001

  49. Contraction musculaire • Potentiel d’action • Relargeage d’acetylcholine vers JNM • Liaison acétycholine + Récepteurs • Augmentation de la perméabilité de la JNM au ions sodium + potassium: potentiel de plaque • PP dépolarise la membrane (sarcolemme): PAM • Acétylcholine se transforme en acétylcholinesterase • PAM dépolarise les tubules transverse • Relargeage de CA++ • Liaison Ca++ avec troponine (qui bloquait liaison actine+myosine) • A + M-ATP = A-M-ATP • A-M-ATP = A-M + ADP + P • Glissement relatif des filaments • A-M + ATP = A + M-ATP

  50. Contraction musculaire • Fibres de type I • Fibres de type II • Sommation spatiale • Sommation temporelle • Propriétés visco-élastiques des éléments • Muscle prêt pour la contraction • Retour à l’état initial • Prévient une élongation trop importante • Absorption et dissipation d’énergie

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