Contribution des tissus élastiques à la mécanique et aux énergies de la fonction musculaire pendant le mouvement

La production de force musculaire se produit au sein d'un environnement de tissus présentant un comportement semblable à celui d'un ressort, et cette élasticité est un déterminant critique de la performance musculaire durant la locomotion. La force musculaire et la puissance dépendent toutes deux de la vitesse de contraction, comme décrit par la courbe force-vitesse isotonique. En influençant la vitesse des éléments contractiles, les structures élastiques peuvent avoir un effet profond sur la force musculaire, la puissance et le travail. Dans les mouvements très rapides, les mécanismes élastiques peuvent amplifier la puissance musculaire en stockant le travail de la contraction musculaire lentement et en le libérant rapidement. Lorsque l'énergie doit être dissipée rapidement, comme lors d'un atterrissage après un saut, l'énergie stockée rapidement dans des éléments élastiques peut être libérée plus lentement pour étirer les éléments contractiles musculaires, réduisant l'apport en puissance au muscle et pouvant potentiellement le protéger de dommages. Les mécanismes élastiques identifiés jusqu'à présent reposent principalement sur des tendons en série, mais de nombreuses structures au sein des muscles présentent des propriétés semblables à celles des ressorts. Les ponts d'union actomyosiniques, les filaments d'actine et de myosine, la titine et le squelette conjonctif de la matrice extracellulaire ont tous le potentiel de stocker et de récupérer de l'énergie élastique pendant la contraction musculaire. La contribution potentielle de ces éléments peut être évaluée à partir de leur rigidité et des estimations de la déformation qu'ils subissent pendant la fonction musculaire. De tels calculs fournissent des limites pour les rôles possibles que ces ressorts pourraient jouer dans la locomotion et peuvent aider à orienter les études futures sur les utilisations des éléments élastiques dans le muscle.