I. Généralités
Le système locomoteur, ou système musculosquelettique, assure le soutien du corps, le maintien de la posture et la réalisation des mouvements.
Il participe également à :
- la protection des organes ;
- la stabilité du corps ;
- la production de chaleur par l’activité musculaire ;
- la réserve minérale et l’hématopoïèse grâce au tissu osseux.
Il associe trois éléments principaux :
- les os : éléments rigides servant notamment de leviers ;
- les articulations : zones de jonction entre les os permettant une mobilité variable ;
- les muscles squelettiques : éléments contractiles à l’origine du mouvement.
Son fonctionnement nécessite également l’intervention du système nerveux, qui commande les muscles, et des systèmes vasculaire et respiratoire, qui assurent notamment leur apport en oxygène et en nutriments.
II. Les os et le tissu osseux
Le squelette
Le squelette adulte comporte habituellement 206 os.
Les os assurent plusieurs fonctions :
- soutien et charpente du corps ;
- protection des organes internes ;
- participation aux mouvements ;
- réserve de calcium et de phosphate ;
- hématopoïèse au niveau de la moelle osseuse rouge.
Les différents types d’os
Selon leur forme, on distingue notamment :
- les os longs : fémur, humérus ;
- les os courts : os du carpe et du tarse ;
- les os plats : sternum, scapula, os du crâne ;
- les os irréguliers : vertèbres.
Structure d’un os long
Un os long comprend :
- une diaphyse : partie centrale ;
- deux épiphyses : extrémités ;
- les métaphyses : zones de transition entre diaphyse et épiphyses ;
- le périoste : membrane vascularisée recouvrant la surface externe de l’os ;
- une cavité médullaire contenant la moelle osseuse.
Le tissu osseux est organisé en :
- os compact, dense et résistant, prédominant notamment au niveau de la diaphyse ;
- os spongieux, constitué de travées osseuses, particulièrement présent dans les épiphyses.
Remodelage osseux
L’os est un tissu vivant en renouvellement permanent.
Trois types cellulaires interviennent principalement :
- ostéoblastes : fabriquent la matrice osseuse ;
- ostéocytes : cellules osseuses matures participant au maintien du tissu osseux ;
- ostéoclastes : assurent la résorption du tissu osseux.
L’équilibre entre formation et résorption permet le remodelage osseux.
III. Les articulations
Une articulation correspond à la zone de jonction entre deux ou plusieurs pièces osseuses. Elle assure une mobilité plus ou moins importante tout en participant à la stabilité du squelette.
Selon leur mobilité, on distingue schématiquement :
- les articulations immobiles ou très peu mobiles ;
- les articulations semi-mobiles ;
- les articulations mobiles ou synoviales, qui permettent les mouvements les plus importants.
L’articulation synoviale
Une articulation synoviale comporte notamment :
- des surfaces articulaires recouvertes de cartilage ;
- une capsule articulaire entourant l’articulation ;
- une membrane synoviale tapissant la face interne de la capsule ;
- une cavité articulaire contenant le liquide synovial ;
- des ligaments renforçant la stabilité.
Le cartilage articulaire diminue les frottements et participe à l’amortissement des contraintes.
Le liquide synovial, ou synovie, lubrifie l’articulation et participe à la nutrition du cartilage.
Selon les articulations, d’autres structures peuvent être présentes : ménisques, disques articulaires ou bourrelets articulaires.
Tendons et ligaments
- Un tendon relie principalement un muscle à un os et transmet la force produite par le muscle.
- Un ligament relie principalement deux pièces osseuses et contribue à la stabilité de l’articulation.
IV. Le squelette axial
Le squelette axial constitue l’axe central du corps. Il comprend principalement le crâne, la colonne vertébrale et la cage thoracique.
Le crâne
Le crâne comprend notamment le neurocrâne, qui protège l’encéphale, et le squelette facial.
Le neurocrâne comporte 8 os :
- 1 frontal ;
- 2 pariétaux ;
- 2 temporaux ;
- 1 occipital ;
- 1 sphénoïde ;
- 1 ethmoïde.
Le squelette facial comprend notamment la mandibule, qui constitue la mâchoire inférieure.
La colonne vertébrale
La colonne vertébrale comporte habituellement 33 vertèbres :
- 7 cervicales ;
- 12 thoraciques ;
- 5 lombaires ;
- 5 vertèbres sacrées fusionnées constituant le sacrum ;
- généralement 4 vertèbres coccygiennes fusionnées constituant le coccyx.
Elle assure :
- le soutien de la tête et du tronc ;
- la protection de la moelle épinière ;
- la mobilité du tronc ;
- la transmission des contraintes mécaniques.
Les disques intervertébraux, situés entre les corps vertébraux, participent à la mobilité et à l’amortissement des contraintes.
La cage thoracique
Elle est principalement constituée :
- du sternum ;
- des vertèbres thoraciques ;
- de 12 paires de côtes.
Elle protège notamment le cœur et les poumons et participe aux mouvements respiratoires.
V. Le squelette appendiculaire
Le squelette appendiculaire comprend les membres supérieurs et inférieurs ainsi que les ceintures qui les rattachent au squelette axial.
Membre supérieur
Il est spécialisé dans la mobilité, la préhension et les gestes fins.
Il comprend notamment :
- la ceinture scapulaire : clavicule et scapula ;
- le bras : humérus ;
- l’avant-bras : radius et ulna ;
- la main : carpe, métacarpe et phalanges.
Les principales articulations sont :
- l’épaule ;
- le coude ;
- le poignet ;
- les articulations de la main et des doigts.
Membre inférieur
Il assure principalement le soutien du poids du corps, l’équilibre et la locomotion.
Il comprend notamment :
- la ceinture pelvienne ;
- la cuisse : fémur ;
- le genou : patella ;
- la jambe : tibia et fibula ;
- le pied : tarse, métatarse et phalanges.
Les principales articulations sont :
- l’articulation coxo-fémorale ou hanche ;
- le genou ;
- la cheville ;
- les articulations du pied.
VI. Les muscles squelettiques
Les muscles striés squelettiques sont principalement responsables des mouvements volontaires.
Ils assurent :
- les mouvements ;
- le maintien de la posture ;
- la stabilisation des articulations ;
- la production de chaleur.
Un muscle est constitué de faisceaux contenant des fibres musculaires, également appelées myocytes.
Chaque fibre contient des myofibrilles, elles-mêmes organisées en unités contractiles appelées sarcomères.
Les principaux myofilaments sont :
- l’actine, constituant les filaments fins ;
- la myosine, constituant les filaments épais.
Les muscles sont richement vascularisés et innervés.
Ils sont généralement fixés aux os par des tendons.
VII. La contraction musculaire
La contraction du muscle squelettique est déclenchée par une commande nerveuse.
Schématiquement :
- Un message nerveux se propage dans un motoneurone.
- Il atteint la jonction neuromusculaire.
- Le motoneurone libère de l’acétylcholine.
- La fibre musculaire est activée.
- Du calcium est libéré dans le cytoplasme de la fibre musculaire.
- Le calcium se fixe à la troponine, entraînant le déplacement de la tropomyosine et permettant l’interaction entre l’actine et la myosine.
- Les têtes de myosine changent de conformation et entraînent le glissement des filaments d’actine grâce à l’énergie fournie par l’ATP.
- Les sarcomères se raccourcissent : le muscle développe une force.
La contraction nécessite de l’ATP, indispensable notamment au fonctionnement du cycle actine-myosine et aux mécanismes permettant le retour au repos.
VIII. Les principaux mouvements
Les mouvements résultent de l’action coordonnée des muscles autour des articulations.
Les principaux mouvements sont :
- flexion : diminution de l’angle entre deux segments ;
- extension : augmentation de cet angle ;
- abduction : éloignement d’un segment par rapport au plan médian ;
- adduction : rapprochement vers le plan médian ;
- rotation interne et externe ;
- circumduction : mouvement combinant plusieurs mouvements autour d’une articulation ;
- pronation et supination de l’avant-bras ;
- inversion / éversion du pied : orientation de la plante du pied respectivement vers l’intérieur / l’extérieur.
Les muscles fonctionnent fréquemment en groupes :
- le muscle agoniste réalise principalement le mouvement ;
- le muscle antagoniste réalise l’action opposée ;
- les muscles synergiques participent ou facilitent le mouvement.
IX. Fonctionnement global du système locomoteur
Le mouvement résulte de l’intégration du système nerveux, des muscles, des articulations et du squelette.
On peut retenir le modèle simple :
Os = levier
Articulation = point de mobilité
Muscle = moteur
Lorsqu’un muscle se contracte, il développe une force transmise par son tendon à l’os. Cette force provoque le déplacement d’un segment osseux autour d’une articulation.
La réalisation d’un mouvement efficace nécessite :
- l’intégrité des os et des articulations ;
- une commande nerveuse adaptée ;
- une contraction musculaire efficace ;
- une vascularisation permettant l’apport en oxygène et nutriments ;
- une coordination entre les différents groupes musculaires.
