DES MUSCLES

vertébrale De là, la nécessité de la réforme réclamée unanime- "enfpïtousles'h et la justification de a formule de

Georges Sand : écriture droite, cahier droit, corps droit.

La^scoliose peut être due encore à des traumalismes, au rachitisme à la contracture ou à la paralysie des muscles du tronc, etc., toutes causes dont nous n'avons pas à nous occuper ici.

Les inclinaisons de la colonne vertébrale en avant, cyphose, ou en arrière, lordose, peuvent être dues aussi à des attitudes Ticieuses ou être nécessitées par le maintien de 1 équilibre dans certaines conditions anormales. C'est ainsi que les altitudes penchées pendant le travail de la coulure, peuvent avoir pour conséquence une cyphose permanente ; que des fardeaux portes en avant (grossesse, évenlaire des marchands), lesquels exigent, pour que le corps soit en équilibre, que la colonne vertébrale s infléchisse en arrière, peuvent entraîner une lordose permanente

Comme la scoliose, les déviations antéro-posterieures de la colonne vertébrale peuvent être dues à une contracture ou a une paralysie de certains muscles ou groupes de muscles, au rachi-

tîSCQG etc.

49' Des muscles. — Les muscles sont des masses charnues plus ou moins étalées, de section et de longueur variables, constituées par des fibres juxtaposées et jouissant de la propriété de pouvoir se contracter, c'est-à-dire de pouvoir diminuer de longueur et rapprocher ainsi leurs extrémités.

On divise les muscles en striés et lisses suivant que leurs fibres élémentaires, observées au microscope, se montrent rayées ou non par des traits perpendiculaires à leur longueur. Les muscles striés sont en général soumis à l'influence de la volonté ; ils réagissent rapidement lorsqu'on fait agir sur eux un excitant mécanique, physique ou chimique et se contractent simultanément dans toute leur longueur. Les muscles lisses sont généralement ceux qui président aux fonctions de la vie végétative ; la volonté est, en général, sans action sur eux ; ils ne répondent qu'avec lenteur aux divers excitants et leur contraction est plutôt vermiculaire.

Les considérations générales qui suivent s'appliquent surtout aux muscles striés, et en particulier à ceux qui font mouvoir les diverses pièces du squelette.

Les fibres musculaires peuvent s'insérer dirertement sur uu os ; plus souvent leur insertion se fuit par l'intermédiaire d'un tendon, formé d'une substance passive dépourvue de la propriété de se contracter et de se raccourcir. La direction des fibres musculaires peut être le prolongement des tendons (fig. 17, A); les fibres peuvent aussi rencontrer les tendons obliquement (fig. 17, B, C), et il y a lieu de remarquer que la longueur des muscles peut être alors très différente de la longueur des fibres qui les constituent. Les muscles B, G de la fig. 17 ont môme longueur ab, mais les fibres du premier B sont beaucoup plus courtes que celles du second 0.

C'est évidemment la longueur seule des fibres, et non la longueur de la masse charnue, qui est à considérer quand ou veut évaluer le raccourcissement possible du muscle.

MUSCLES A FIBRES REGTILIGNES. 57

50. Classification des muscles.— Au point de vue mécanique* on peut, avec Haugbton \ auquel nous allons faire de nombreux emprunts, classer les muscles de la manière suivante :

I. Muscles dont les Bbres sont situées dans un môme plan ; ces muscles se subdivisent en :

1° Muscles à fibres rectilignes et parallèles ; 2" Muscles à fibres rectilignes non parallèles ; 3» Muscles à fibres curvilignes et parallèles.

II. — Muscles dont les fibres forment des surfaces courbes; ils comprennent :

1° Des muscles à fibres rectilignes formant des surfaces gauches ;

2° Des muscles à fibres curvilignes formant des surfaces ellipsoïdales.

Nous étudierons successivement ces diverses catégories de muscles.

51 . Muscles à fibres parallèles et rectilignes.— Lorsque les fibres de ces muscles sont perpendiculaires aux pièces osseuses sur lesquelles elles s'insèrent et qu'elles font mouvoir, le muscle est dit prismatique droit; si au contraire ces fibres s'insèrent obliquement sur les os, leurs lignes d'insertion étant d'ailleurs parallèles, les muscles sont dits rhomboïdaux. On peut citer comme exemple de muscles rhomboïdaux les muscles intercostaux et le rhomboïde.

Si on appelle /"la force de contraction d'une fibre d'un muscle prismatique droit ou rbomboïdal, et n le nombre de ces fibres, la force totale de contraction du muscle est évidemment égale à nielle est parallèle à la direction commune des fibres musculaires et passe par le centre de gravité de la section droite du muscle.

En appelant F la force de contraction totale du muscle et l le raccourcissement de chacune de ses fibres, le travail total correspondant au raccourcissement l est évidemment Fl.

Quelques muscles (fig. 17, D) sont constitués par deux faisceaux de fibres parallèles entre elles, les fibres de chacun des faisceaux rencontrant sous un même angle un tendon central; le muscle est alors dit penniforme par suite de la similitude entre

' Haughton; Princ. of animal mcchanics. Londoa, 1873.

Ja disposition des fibres de ce muscle et celle des barbes d'une plume.

Il est intéressant d'évaluer le travail d'un tel muscle. Pour cela remarquons d'abord que la résultante R de la contraction simultanée de toutes les fibres du muscle est dirigée, par raison de symétrie, suivant la direction B R du tendon médian. Si F est la résultante de la contraction des fibres dans chacun des faisceaux du muscle, et si l'on appelle a l'angle des fibres avec le tendon médian, on voit facilement que

R = 2Fcos«.

Supposons maintenant que chaque fibre, dont la longueur est L, se contracte d'une quantité/, de telle sorte que son point d'insertion sur le tendon médian se déplace d'une quantité BB' suivant la direction de R. Le travail de la force R sera égal à R X BB' . Abaissons du point B' une perpendiculaire B'P sur la direction des fibres ; si le déplacement BB' est petit,nous pouvons supposer que BP est égal au raccourcissement /, et le triangle BB' P donne alors :

cos « cos «

Le travail Rx BB' du muscle peut en conséquence s'écrire: 2 P cos a X— =2 F/.

cos a

Donc le travail du muscle penniforme est égal à celui que produiraient ses propres fibres si elles se contractaient de la même quantité après avoir été disposées en muscle prismatique droit.

La disposition penniforme des fibres, de même que l'emploi de telle ou telle forme de levier, u'offre donc aucun avantage sous

MUSCLES A FIBRES REGTILIGNES.

le rapport du travail produit. Cela tient à ce que, comme dans toute machine simple, tandis que le déplacement BB du point mobile est plus grand que le raccourcissement BP= i de chaque

Fig 19. — Muscles du périnée. — 2, Muscle penniforme (bulbo-caveineux) . (Beaunis et Bouchard, Anat.)

fibre, la composante R, qui agit suivant ce déplacement, est plus petite que la somme totale 2 F des forces de contraction des fibres du muscle.

Les seuls avantages de la diposition penniforme des fibres, mais ces avantages ont une importance au point de vue de la conforma-

60 MÉGANIQUE ANIMALE.

tion du corps et des effets à obtenir par la contraction musculaire, sont donc les suivants : 1° elle permet de réaliser, avec un muscle long et grêle, le môme travail qn'avec uq muscle prismatique droit court et large, lequel trouverait quelquefois difficilement sa place dans la région du corps où il doit agir; 2° le déplacement de l'insertion mobile du muscle penuiforme est plus grand qu'il ne serait avec le muscle prismatique droit que l'on pourrait réaliser au moyen des mêmes fibres, ce qui est favorable à la rapidité des mouvements.

Les muscles penniformes se rencontrent chez un assez grand nombre d'animaux ; chez l'homme, on peut citer, comme exemples de muscles penniformes, le jambier postérieur, le mylo-hyoïdien, le bulbo-caverneux (Qg. 19, 2). Le deltoïde est, pour certains auteurs, formé parla réunion de plusieurs muscles penniformes.

52. Muscles à fibres rectilignes non parallèles et situées dans un même plan. — Cette catégorie comprend les muscles Iriangulaires , trapézoïdes et quadrilatères.

Considérons d'abord un muscle triangulaire, c'est-à-dire constitué par des fibres issues d'un même point d'insertion, divergentes entre elles et dont les extrémités distinctes s'insèrent sur une ligne droite ou courbe; tel est le pectoral de l'homme.

Les mesures prises sur le cadavre par Haughlon montrent que les fibres de tels muscles sont réellement disposées en éventail, car la section droite du muscle est constante, quelle que soit la distance du sommet à laquelle on la considère. Sur le pectoral de l'homme, par exemple, des sections faites à diverses distances du sommet, et ayant des longueurs de O^.OôG, 0'".108 et 0'".302, présentaient des surfaces de 4.40, 4.38, 4.45 cent. carrés.

De cetie disposition en éventail des fibres dans les muscles triangulaires, il résulte que la résultante des actions de toutes les fibres constituantes est dirigée suivant la bissectrice de l'angle au sommet et que le muscle présente dans toute son étendue la même résistance à la rupture.

Nous ne pouvons reproduire les calculs par lesquels Haughton arrive à l'évaluation du travail des muscles triangulaires, car ils exigent des connaissances élevées en mathématiques ; mais nous pouvons du moins démontrer que la disposition des fibres en éventail entraîne une perte de travail.

MUSCLES A FIBRES RECTILIGNES. 61 Soit en effet, un muscle triangulaire dont les 6bres s'insèrent d'une part en un point commun 0 (Sg. 201, d'autre part suivant une ligne AB, que nous supposerons rectiligne pour plus de simplicité. , .

Pendant la contraction du muscle, la ligne d insertion AB se déplacera parallèlement à elle-même et viendra en A'B' . Si les fibres n'étaient pas solidaires les unes des autres par suite de la rigidité de la ligne commune d'insertion AB, chacune d'elles se raccourcirait d'une quantité proportionnelle à sa longueur propre, et le muscle fournirait tout le travail dont il est capable. Or il est facile de voir que le raccourcissement réel de chacune des fibres du muscle triangulaire n'est pas proportionnel à sa longueur.^ En effet, la fibre OD, parallèle aux déplacements AA',BB' des

extrémités de la ligne d'insertion, se contracte d'une quantité DD' sans changer de direction ; la proportionnalité de la contraction à la longueur propre exigerait qu'une fibre quelconque OB se contractât d'une quantité égale à EE', de telle sorte que l'on eût:

Fig. 20. — Muscle triangulaire.

OD

Or le point E sera en réalité venu en E,, tel que EE^ soit parallèle à AA' et à BB'. Si l'on décrit, du point 0 comme centre, un arc de cercle avec OE^ comme rayon, on voit que le raccourcissement de la fibre OE est en réalité égal à OE — OE', = EE'i. Ce raccourcissement EE'j de la fibre OE est don c moindre que le raccourcissement EE' qu'elle devrait subird'après la loi de proportionnalité et qu'elle subirait en réalité si elle était indépendante des autres fibres du muscle triangulaire. Le môme raisonnement pouvant être appliqué à toutes les fibres du muscle, il eu résulte que le raccourcissement de chacune d'elles, sauf celui de la fibre OD, est moindre qu'il ne serait si elles étaient indépendantes. Le travail que ces fibres accomplissent, lorsqu'elles agissent conjointement comme partie constituante d'un muscle triangulaire, doit donc être moindre que la somme des travaux qu'elles produiraient si elles étaient rendues indépendantes*.

On conçoit d'ailleurs que cette perte de travail varie avec l'angle au sommet du muscle et avec la forme de la ligne AB d'insertion que nous avons supposée rectiligne, mais qui peut être circulaire, elliptique etc.

En calculant séparément le travail réel du muselé et celui qui serait effectué dans l'hypothèse où toutes les fibres musculaires seraient rendues indépendantes, Haughton a trouvé que la forme du pectoral de l'homme entraîne une pertede travail de 10 %. Pour le grand dorsal dont l'angle au sommet, 35°, est inférieur à l'angle au sommet, 90°, du pectoral, la perte de travail due à la disposition

^ Il y a une réserve à faire quant à l'exaclitucle de cette conclusion d'Haughtoa. Le raisonnement précédent suppose en effet implicitement que le déplacement de la ligne d'insertion AB s'arrête lorsque la fibre OD a subi une contraction égale à celle qu'elle subirait si, étant isplée, elle était excitée par la même intensité de volonté ou d'influx nerveux qu'au moment de la contraction du muscle triangulaire. Or rien ne prouve qu'il en soit ainsi, mais rien ne prouve, d'un autre côté, que l'excitant, c'est à-dire les plaques motrices, no se répartit pas, entre les diverses fibres, en raison de leur longueur et de leur position dans le muscle, de manière à supprimer toute perte de travail. On ne connaît quant à présent, croyons-nous, aucun fait anatomique de distribution des filets nerveux dans les muscles triangulaires que l'on puisse invoquer pour ou contre cette hypothèse.

SPHINCTERS. 63 en éventail des fibres musculaires est moindre et égale à 2 % seulement.

Les muscles trapézoïdes peuvent être considérés comme formés par deux muscles triangulaires réunis par leur base. On peut citer comme exemple de tels muscles le muscle trapèze de l'homme; la résultante de chaque moitié de ce muscle est dirigée en dedans et en bas, et la perte de travail résultant de la disposition des fibres est, d'après Haughton, de 23 %•

Les muscles quadrilatères peuvent être regardés comme des muscles triangulaires dont le sommet serait supprimé, leurs fibres s'insérant sur une ligne droite, ou courbe, avant de se rencontrer au sommet du triangle.

Haughton a démontré, au sujet des muscles quadrilatères, l'intéressant théorème suivant :

Lorsque les fibres d'un muscle quadrilatère réunissent deux os, l'un fixe et l'autre mobile, non parallèles mais situés dans le même plan, et que l'os mobile peut tourner autour d'un axe perpendiculaire au plan de ces os, l'effet produit par le muscle est maximum lorsque l'axe de rotation rencontre la perpendiculaire élevée, par le point de rencontre des fibres prolongées, sur la bissectrice de l'angle formé par les fibres extrêmes.

D'après Haughton, lorsque nous donnons, avec le bras, un coup rapide d'arrière en avant, nous nous plaçons instinctivement dans une position telle que le grand dorsal satisfasse à la condition précédente d'action maxima.

53. Muscles à fibres parallèles et curvilignes. Sphincters. — Les fibres de ces muscles forment chacune une courbe fermée, et leur ensemble constitue un anneau plus ou moins régulièrement circulaire ou elliptique.

La force de contraction de chaque fibre est, en chacun des points de celle-ci, dirigée suivant la tangente à la fibre. Si nous considérons deux points A et B infiniment voisins, les tangentes en ces points, et par suite les forces élémentaires de contraction qui y existent, se rencontrent en un point extérieur 0; ces deux forces élémentaires peuvent être remplacées par une résultante appliquée en 0 et normale à la direction de la fibre. Il existe une telle force résultante en chaque point de la fibre, et c'est par l'en-

MÉCANIQUE A.NIMALE.

semble de toutes ces forces, normales en chaque point à la direction des fibres, que les sphincters agissent.

Il résulte de là que les muscles directement antagonistes des sphincters doivent être normaux à l'anneau que ces sphincters constituent.

Le calcul permet d'évaluer la force N, normale à l'anneau, qui s'exerce sur chaque unité de longueur du pourtour du sphincter, lorsque lesfîbres de celui-ci se contractent. Si l'on appelle F la force totale de contraction, relative à lenscmhledes fibres, force constante en tous les points du sphincter et dirigée taagentiellement , et rie rayon de courbure au point considéré du muscle, on trouve que :

Il résulte de là que, à égalité de force de contraction du muscle, la composante normale varie en raison inverse du rayon r, augmentant quand r diminue, et réciproquement.

Le sphincter irien, l'orbiculaire des paupières et de la bouche, le sphincter anal, etc., sont autant d'exemples de muscles à fibres parallèles, curvilignes et situées dans le môme plan, ou dans des plans parallèles et voisins.

Le muscle à fibres rayonnantes de l'iris est l'antagoniste du sphincter irien; il agitégalement danstousles méridiens et maintient constamment circulaire, sauf le cas d'adhérences de l'iris avec la surface antérieure du cristallin, l'ouverture pupillaire. L'orbiculaire des lèvres, au contraire, a pour antagonistes un grand nombre de muscles distincts dont les contractions, indépendantes ou associées, contribuent pour une large part à réaliser les diverses expressions de la physionomie.

5^ . Muscles dont les fibres forment des surfaces courbes.— Considérons le cas général où il existe diverses couches de fibres diversement orientées. Soit un point 0 de la surface courbe et un plan P parallèle au plan tangent au point 0 et voisin de celui-ci ; il existera en tous les points de la courbe d'intersection du pian P et de la surface courbe, au moment de la contraction des fibres musculaires, des forces normales à cette courbe et tangentes à la surface. Toutes ces forces élémentaires donneront une composante unique N normale à la surface et passant par 0 ; il en sera de môme pour tous les points de la surface muscalaire.