Comprendre le système musculaire équin

Comprendre le système musculaire équin

Le corps du cheval possède environ 700 muscles qui contrôlent le mouvement. Les muscles squelettiques, qui s'attachent aux os par des tendons, se contractent ou se raccourcissent de manière très coordonnée pour produire le mouvement. Ces contractions musculaires permettent aux chevaux de filer et de courir avec leurs compagnons d'assistance, de mâcher des bouchées d'herbe, de se pincer les oreilles en guise d'avertissement et de faire entendre leur queue aux mouches.

En comprenant comment les muscles des chevaux se contractent pour produire du mouvement, vous pouvez formuler des stratégies d'entraînement et de conditionnement pour la saison de compétition, des protocoles de réadaptation après une blessure et des programmes d'exercices pour la gestion du poids.

Vitamines chevaux de sport - muscles tendons et cartilages - Sellerie Plus
La masse des muscles : Structure musculaire macro et microscopique


Imaginez la structure d'un muscle comme un chargement de poteaux téléphoniques superposés sur un camion à plate-forme. Dans le corps du cheval, le plateau du camion est un os, et les poteaux téléphoniques se combinent pour former un seul muscle couché le long de celui-ci. L'ensemble de ce camion de poteaux est un muscle, et chaque poteau téléphonique représente une fibre musculaire unique.

Maintenant, imaginez des centaines ou des milliers de poteaux téléphoniques encore plus fins à l'intérieur de chaque grand poteau. Ces poteaux maigres, appelés myofibrilles, sont les unités fonctionnelles du muscle qui font tout le travail. Une membrane cellulaire qui s'enroule autour des cellules musculaires et qui s'étend sur toute la longueur du poteau joue un rôle très important dans la contraction musculaire.

Les myofibrilles microscopiques sont constituées de deux protéines principales : l'actine et la myosine. Ces protéines longues et droites se trouvent l'une contre l'autre et s'interdigitent avec des petites projections en forme de doigt qui s'étendent à partir de la molécule d'actine. Lorsque le muscle se contracte, les projections de l'actine marchent (ou courent, selon la vitesse de contraction du muscle) essentiellement le long des molécules de myosine, ce qui raccourcit les fibrilles musculaires.

Si cela peut vous aider, considérez les poteaux de téléphone comme des accordéons. Lorsque l'accordéon est allongé, le muscle est détendu. Un accordéon fermé est un muscle complètement contracté et raccourci.

Prenez le muscle semi-tendineux, par exemple. Le semi-tendineux est l'un des grands muscles proéminents de la région des ischio-jambiers de votre cheval. Visible à l'œil nu, il part du bassin sur toute la longueur de l'arrière du fémur (à côté de la queue) et s'insère dans la région supérieure du tibia (l'os long qui s'étend du grasset au jarret). Lors de son insertion, le muscle se transforme en tendon pour former un attachement ferme et solide à l'os. Lorsque le demi-tendineux se contracte (se raccourcit, se fléchit) en supportant un poids, la hanche, le grasset et le jarret s'étendent tous vers l'arrière, provoquant la propulsion. Lorsque le membre n'est pas en charge, la contraction du demi-tendineux provoque la flexion du grasset, la rotation du membre vers l'extérieur et un mouvement vers l'arrière (par exemple, lorsqu'un cheval donne un coup de pied).


Se déplacer à la vitesse de l'éclair : la jonction neuromusculaire

Le muscle du cheval


Comment les fibrilles d'actine et de myosine des fibres musculaires squelettiques savent-elles quand déclencher une action musculaire importante ? Le système nerveux central (SNC, cerveau et moelle épinière) y contribue. Les nerfs issus de la moelle épinière sont reliés aux muscles par des jonctions neuromusculaires, également appelées plaques motrices.

Lorsque le cerveau envoie un signal à un nerf pour stimuler un muscle, une substance chimique neurotransmettrice appelée acétylcholine se déverse de l'extrémité du nerf, se précipitant comme une onde vers les récepteurs d'acétylcholine sur la membrane de la cellule musculaire. Lorsque l'acétylcholine se lie à son récepteur, les canaux de sodium (Na+) s'ouvrent et une vague massive de Na+ se précipite dans les cellules musculaires à partir du liquide extracellulaire.

Ce processus se produit rapidement, souvent sans que le cheval ne décide consciemment de bouger. Pensez à la vitesse à laquelle vous vous éloignez de votre propre doigt lorsque vous touchez quelque chose de chaud.

 

Marcher sur une fine ligne : Flux d'énergie


Une fois que les canaux Na+ de la membrane des cellules musculaires à la jonction neuromusculaire s'ouvrent, une réaction en chaîne se déclenche. Les canaux Na+ situés tout le long de la membrane de la cellule musculaire (rappelez-vous l'analogie du poteau téléphonique) s'ouvrent en une succession rapide de tirs, créant une charge électrique. Cette charge est transmise à un minuscule organite à l'intérieur de la cellule musculaire appelé le réticulum sarcoplasmique - essentiellement une cuve de stockage miniature pour les ions calcium (Ca2+). Cela déclenche l'ouverture des canaux de Ca2+, libérant ainsi tous les ions de calcium stockés dans la cellule musculaire. Le Ca2+ stimule ensuite l'actine à se mettre à marcher le long des chaînes de myosine pour provoquer la contraction des myofibrilles, des myofibres et du muscle tout entier.


Trouver la force intérieure : Stockage de l'énergie


Lorsque vous observez un cheval à l'entraînement ou en compétition, il est clair que le mouvement de ces muscles demande beaucoup d'énergie. Les cellules musculaires génèrent de l'énergie chimique pour la contraction par deux voies principales : le système phosphagène et le système glycogène-lactate.

Le système phosphagène utilise différentes formes de phosphore pour générer de l'énergie. Le principal système de stockage de l'énergie est l'adénosine triphosphate (ATP), qui produit de l'énergie lorsqu'il libère du phosphate. Cette énergie permet à l'actine et à la myosine de se contracter. Les réserves d'ATP des muscles sont toutefois très limitées et ne peuvent fournir qu'une impulsion énergétique de courte durée, de huit à dix secondes, suffisante pour un sprint rapide. Le phosphate de créatine peut également fournir du phosphate pour régénérer l'ATP, mais cela ne produit que quelques secondes d'énergie supplémentaires. Ensuite, le muscle doit puiser de l'énergie dans d'autres sources, comme le sucre ou la graisse.

Les cellules musculaires dépendent du système glycogène-lactate pour la production soutenue d'énergie. Le muscle stocke le sucre des aliments pour animaux sous forme de glycogène. Lorsque les cellules ont besoin d'énergie, elles décomposent le glycogène en molécules de sucre individuelles qui, à leur tour, se décomposent en molécules d'ATP et d'acide pyruvique. Lorsqu'un cheval commence à s'entraîner, très peu d'oxygène atteint le muscle, de sorte que l'acide pyruvique est davantage métabolisé en acide lactique, la molécule responsable de cette sensation de brûlure dans les muscles au travail. Ce métabolisme musculaire anaérobie peut fournir suffisamment d'ATP pour permettre à un cheval de faire de l'exercice pendant environ 1,5 minute.

Après cela, le muscle a besoin d'oxygène pour continuer à se contracter ; ainsi commence le processus de métabolisme aérobie. Les cellules musculaires oxydent les nutriments des aliments - glucose, graisses et acides aminés - pour produire de l'ATP pour les muscles qui travaillent.

Alors que le système phosphagène, le système glycogène-lactate et le métabolisme anaérobie ont tous une capacité limitée à produire de l'ATP, le métabolisme aérobie (c'est-à-dire l'oxygénation des nutriments) peut fournir de l'ATP tant que la cellule musculaire a accès aux nutriments. Pour de nombreux chevaux, il s'agit d'une longue période - pensez aux randonnées d'endurance - suffisamment alimentée par une bonne nutrition et une bonne hydratation - qui peut durer jusqu'à 100 miles en une seule journée.


Donnez-moi de la force et de l'endurance : Métabolisme aérobie et anaérobie

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Le conditionnement est le processus qui consiste à préparer un cheval à répondre aux exigences physiologiques du sport et de la compétition. "Cela comprend le conditionnement cardiovasculaire pour augmenter l'apport d'oxygène aux muscles et l'entraînement en force pour améliorer la puissance ou l'endurance des fibres musculaires", explique Hilary M. Clayton, BVMS, PhD, Dipl. ACVSMR, FRCVS, titulaire de la chaire de dressage McPhail emerita à l'Université d'État du Michigan (MSU) et présidente de Sport Horse Science, à Mason, Michigan.

Au début de l'exercice, le rythme cardiaque et le volume de l'attaque (la quantité de sang qu'il expulse à chaque battement) augmentent et, pendant un exercice assez intense, la rate (partie du système lymphatique chargée de filtrer le sang et de renforcer l'immunité) pousse des globules rouges supplémentaires dans la circulation sanguine pour améliorer sa capacité à transporter l'oxygène. Le système respiratoire fonctionne de concert avec le système cardiovasculaire. L'augmentation de la fréquence respiratoire et du volume courant (volume d'air par respiration) permet d'acheminer plus d'air vers les poumons, où l'oxygène se diffuse dans le sang. Les vaisseaux sanguins transportent le sang riche en oxygène vers les muscles ; l'oxygène et les substrats énergétiques (par exemple, les graisses, les glucides) se diffusent des capillaires vers les fibres musculaires.

"L'exercice régulier stimule les changements dans le corps qui facilitent la livraison d'oxygène aux cellules musculaires et modifient la structure des fibres musculaires afin qu'elles soient mieux à même de faire face aux exigences physiques du type de conditionnement", explique Clayton.

Lorsqu'un cheval se met en forme, son muscle cardiaque devient plus fort, ce qui lui permet de pomper plus de sang à chaque battement et de maintenir le même débit sanguin à un rythme cardiaque plus faible. Plus sa condition physique s'améliore, plus il devrait être capable d'effectuer la même quantité de travail à un rythme cardiaque plus faible.

Pendant plusieurs mois, les vaisseaux sanguins des muscles qui travaillent prolifèrent. Ce réseau de vaisseaux plus important permet au sang de circuler plus lentement dans les muscles et laisse plus de temps à l'oxygène pour se diffuser dans les fibres musculaires.

Les fibres musculaires diffèrent en termes de vitesse de contraction (c'est-à-dire, lente ou rapide) et selon qu'elles produisent principalement de l'énergie de manière aérobie ou anaérobie via le système glycogène-lactate.

"Les fibres à contraction lente utilisent principalement le métabolisme aérobie et excellent dans les activités d'endurance", explique Clayton. "À l'autre extrémité du spectre, les fibres à commutation rapide sont spécialisées dans le métabolisme anaérobie et sont capables de fournir une force et une puissance élevées.

De plus, les fibres hybrides à commutation rapide s'adaptent pour devenir plus aérobies ou anaérobies selon le type d'exercice.

"Les exercices de courte durée et de haute intensité stimulent l'utilisation des fibres de commutation rapide et une augmentation des enzymes utilisées pour le métabolisme anaérobie", explique Clayton. "Comme les fibres à commutation rapide ont un grand diamètre, l'effet global est que les muscles qui travaillent deviennent plus gros, comme un culturiste".

En revanche, les exercices de longue durée et d'intensité faible à modérée, comme l'endurance, reposent principalement sur le métabolisme aérobie avec une augmentation des enzymes aérobies dans les fibres musculaires. Les fibres qui utilisent le métabolisme aérobie conservent un petit diamètre pour faciliter l'extraction de l'oxygène du sang. Ainsi, plutôt que de grossir, ces fibres restent maigres, comme celles d'un coureur de fond.


Message à rajouter


La génétique, la nutrition et l'entraînement jouent tous un rôle important pour aider les chevaux à atteindre leurs objectifs athlétiques. Si le corps fournit des niveaux adéquats d'oxygène et de nutriments, les muscles continueront à se contracter sans interruption. Lorsque les choses tournent mal, demandez l'aide de votre vétérinaire.

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