Anatomie Fonctionnelle

1. Pourquoi apprendre l'anatomie en STAPS ?

L'anatomie est fondamentale pour comprendre le corps humain, agir avec compétence et optimiser la performance dans les activités physiques et sportives.

• Mieux se connaître : relier ses expériences personnelles (douleurs, blessures) à la connaissance du corps pour mieux le préserver.
• Améliorer sa pratique sportive : comprendre le fonctionnement musculaire, articulaire et nerveux pour adapter l'entraînement, prévenir les blessures et gagner en efficacité.
• Enseigner l’EPS : maîtriser les mouvements, postures, prévenir les blessures, construire des situations pédagogiques adaptées.
• Entraîner et préparer physiquement : comprendre l’action des muscles et chaînes musculaires pour élaborer des programmes adaptés et corriger les déséquilibres.
• Agir en ergonomie : analyser gestes et postures au travail, prévenir les troubles musculo-squelettiques (TMS), concevoir des environnements adaptés.
• Accéder aux filières santé et paramédicales : base indispensable pour kinésithérapie, ostéopathie, ergothérapie, etc.

L'anatomie est au cœur de toutes les compétences en STAPS.

2. Définition et champs de l'anatomie

• Anatomie : science des structures du corps humain.
• Anatomie descriptive : description des structures.
• Anatomie topographique : disposition réciproque des structures dans les régions du corps.
• Anatomie fonctionnelle : relations entre formes et fonctions.

3. Les grandes disciplines de l'anatomie fonctionnelle

Ces disciplines forment un tout pour comprendre la complexité du corps humain.

4. Données chiffrées clés du corps humain

5. Position anatomique de référence

• Sujet debout, face à l’observateur.
• Membres inférieurs tendus, talons unis, pieds en légère rotation externe.
• Regard à l’horizontale.
• Bras le long du corps.
• Avant-bras et mains en supination (paume vers l’avant, pouce vers l’extérieur, doigts vers le bas).

Cette position sert de base pour décrire et localiser les structures anatomiques.

6. Compétences transversales développées en anatomie

• Observation et analyse rigoureuse.
• Esprit scientifique et critique.
• Raisonnement logique et compréhension.
• Communication claire et pédagogie.

À retenir : L'anatomie fonctionnelle permet de comprendre le corps humain dans sa complexité pour agir avec compétence, sécurité et bienveillance dans tous les métiers du mouvement et de la performance.

1. Ostéologie : étude des os

• Os : structures rigides du squelette, supportent le corps et protègent les organes.

• Types d'os selon leur forme :

  Type	Exemple	Fonction principale
  Longs	Fémur, humérus	Levier pour le mouvement
  Courts	Vertèbres, carpes	Support et stabilité
  Plats	Scapula, crâne	Protection des organes
  Irréguliers	Vertèbres, os du visage	Protection et insertion musculaire

• Composition osseuse : matrice organique (collagène) + minéraux (phosphates de calcium) → rigidité et résistance.

• Fonctions principales :

  • Support mécanique
  • Protection des organes vitaux
  • Réservoir de calcium et phosphore
  • Héberge la moelle osseuse (hématopoïèse)

2. Myologie : étude des muscles

• Muscle squelettique : tissu contractile permettant le mouvement volontaire.

• Structure :

  • Fibres musculaires regroupées en faisceaux
  • Chaque fibre contient des myofibrilles composées de sarcomères (unités contractiles)

• Types de muscles :

  Type	Contrôle	Localisation	Fonction principale
  Squelettique	Volontaire	Attaché aux os	Mouvement du squelette
  Cardiaque	Involontaire	Cœur	Pompe sanguine
  Lisse	Involontaire	Parois des organes creux	Mouvement des viscères

• Fonction musculaire : contraction par glissement des filaments d'actine et myosine → raccourcissement du muscle → mouvement.

3. Systèmes associés

• Système articulaire : relie les os entre eux, permet la mobilité.

  • Types d'articulations :

    Type	Mobilité	Exemple
    Fibreuse	Immobile	Sutures du crâne
    Cartilagineuse	Semi-mobile	Disques intervertébraux
    Synoviale	Mobile	Genou, épaule

• Système ligamentaire : ligaments relient os à os, stabilisent les articulations.

• Système tendineux : tendons relient muscles aux os, transmettent la force musculaire.

À retenir : L'ostéologie fournit la structure rigide, la myologie génère le mouvement, et les systèmes articulaire, ligamentaire et tendineux assurent la mobilité et la stabilité du squelette.

1. Terminologie anatomique

• Position anatomique de référence : corps debout, face en avant, bras le long du corps, paumes tournées vers l'avant.
• Termes de position :
  • Supérieur / inférieur : vers la tête / vers les pieds.
  • Antérieur (ventral) / postérieur (dorsal) : devant / derrière.
  • Médial / latéral : proche de la ligne médiane / éloigné de la ligne médiane.
  • Proximal / distal : proche / éloigné de l'origine d'un membre.

2. Plans de mouvement et axes

3. Mouvements articulaires principaux

4. Règles mnémotechniques

• Pronation / Supination : En pronation on prend, en supination on supplie (paume vers le bas / vers le haut).
• Adduction avec 2 "d" = dedans (rapprochement vers le corps).
• Flexion / Extension dans le plan sagittal autour de l'axe transversal.
• Abduction / Adduction dans le plan frontal autour de l'axe sagittal.
• Rotation dans le plan transversal autour de l'axe longitudinal.

5. Synthèse : correspondance plan - axe - mouvement

6. Description complète d’un mouvement

Pour décrire un mouvement, il faut préciser :

1. Nom du mouvement (ex : flexion)
2. Articulation concernée (ex : hanche)
3. Plan du mouvement (ex : plan sagittal)
4. Axe de rotation (ex : axe transversal)

À retenir : Le plan décrit la direction du mouvement, l’axe décrit l’orientation autour de laquelle le mouvement se fait.

1. Classification des os selon leur forme

2. Structure macroscopique de l'os

Un os est constitué de 6 types de tissus :

1. Périoste : membrane externe richement vascularisée
2. Os compact : formé d'ostéons, assure la solidité
3. Os spongieux : réseau de lamelles osseuses avec cavités, léger et résistant
4. Cartilage articulaire (hyalin) : recouvre les extrémités, gelée rigide et élastique
5. Moelle osseuse rouge : dans l'os spongieux, produit globules rouges et blancs
6. Moelle osseuse jaune : masse graisseuse au centre de la diaphyse (os longs adultes)

3. Structure microscopique de l'os

• Os compact : unité de base = ostéon (système de Havers), cylindrique, concentrique autour d'un canal central vascularisé.
• Os spongieux : trabécules osseuses orientées selon les contraintes mécaniques, optimisent résistance et légèreté.

4. Composition chimique de l'os

5. Ossification et remaniement osseux

• Ossification : processus de formation et maturation de l'os, influencé par les hormones.
• Remaniement osseux : équilibre dynamique entre dépôt (ostéoblastes) et résorption (ostéoclastes) de matière osseuse.

Le remodelage osseux permet un renouvellement continu de l'os, essentiel pour sa solidité et sa réparation.

6. Densité osseuse et évolution avec l'âge

• Le pic de masse osseuse est atteint vers 35 ans, stable jusqu'à 40 ans.
• Après 40 ans, perte osseuse de 1 à 2 % par an.
• Après la ménopause, perte accélérée à 2-3 % par an pendant 10 ans, puis stabilisation à 1 %.
• Le capital osseux est majoritairement héréditaire (75 %), mais influencé par l'exercice physique et l'alimentation.

7. Évaluation de la densité osseuse

• Ostéodensitométrie : mesure la quantité de calcium dans un volume osseux.
• Résultat exprimé par un T-score, qui évalue le risque de fracture.

8. Influence de l'activité physique sur la densité osseuse

• L'os se renforce localement en réponse aux contraintes mécaniques.
• Sports favorisant la densité osseuse : course, sports avec sauts (volley), tennis, musculation.
• Sports moins efficaces : vélo, kayak, natation, aquaforme (poids non supporté).

9. Rôle des hormones dans le remaniement osseux

10. Ostéoporose

• Maladie caractérisée par une diminution de la densité osseuse et une fragilisation des os.
• Se développe avec l'âge, notamment après la ménopause.
• Se traduit par une raréfaction des trabécules osseuses, affaiblissant la résistance mécanique.
• Risque accru de fractures, notamment vertébrales et du col du fémur.

L'ostéoporose est une conséquence du déséquilibre entre résorption et formation osseuse, aggravé par le vieillissement et la baisse hormonale.

1. Définition d'une articulation

Une articulation est l'ensemble des éléments reliant au moins deux os entre eux, permettant plus ou moins de mobilité selon leur type.

2. Classification des articulations selon leur mobilité

Une articulation synoviale est une diarthrose, caractérisée par une capsule et un cartilage articulaire.

3. Types de diarthroses selon les axes de mouvement

4. Détail des articulations diarthroses

• Trochoïde (1 axe) : Cylindrique, rotation autour d’un axe longitudinal (ex : radio-ulnaire supérieure).
• Trochléenne (1 axe) : Mouvement de flexion/extension autour d’un axe horizontal (ex : coude).
• Condylienne (2 axes) : Surface convexe ovoïde, mouvements dans deux plans (ex : poignet, genou).
• En selle (2 axes) : Surface concave dans un sens, convexe dans l’autre, emboîtement réciproque (ex : pouce, sterno-claviculaire).
• Sphérique / énarthrose (3 axes) : Surface sphérique creuse sur sphère pleine, mouvements dans tous les plans (ex : hanche, épaule).
• Arthrodie (3 axes) : Surfaces planes glissant l’une sur l’autre, petits mouvements multidirectionnels (ex : articulations du tarse).

5. Structure type d’une articulation synoviale (diarthrose)

• Cartilage articulaire :

  • Recouvre les surfaces osseuses mobiles.
  • Lisse, élastique, hydraté, non vascularisé.
  • Protège l’os sous-jacent des contraintes mécaniques.
  • Nourri par la synovie et l’os.

• Capsule articulaire :

  • Manchon fibreux entourant l’articulation, formant une chambre étanche.
  • Plus lâche dans les articulations à grande amplitude de mouvement.
  • Peut présenter des épaississements pour renforcer les zones de forte contrainte.

• Membrane synoviale (non détaillée ici mais à retenir) : tapisse la capsule interne et produit la synovie, liquide lubrifiant.

À retenir : Les articulations sont classées selon leur mobilité en synarthroses (immobiles), amphiarthroses (semi-mobiles) et diarthroses (mobiles). Les diarthroses possèdent une capsule et un cartilage articulaire, et leur forme détermine le nombre d’axes de mouvement possibles (1, 2 ou 3).

1. Capsule articulaire et membrane synoviale

• Capsule articulaire : enveloppe fibreuse entourant l'articulation, assurant la protection et la stabilité.
• Membrane synoviale : tapisse la face interne de la capsule, composée de fibres élastiques et de graisse.
  • Sécrète le liquide synovial (synovie) : lubrifie et nourrit le cartilage.
  • Rôle mécanique et immunitaire (défense contre infections/inflammations).
  • En cas d'agression, s'épaissit et produit un excès de liquide → épanchement de synovie.
• Franges synoviales : petits prolongements conjonctifs vascularisés, augmentent la surface sécrétoire.

La membrane synoviale assure la lubrification et la nutrition des surfaces articulaires, tout en participant à la défense locale.

2. Congruence et concordance des surfaces articulaires

• Congruence sans concordance : surfaces bien adaptées mais zones de contact réduites.
• Absence de concordance et congruence : surfaces mal adaptées et peu de contact.
• Concordance et congruence : surfaces bien adaptées et zones de contact importantes.

3. Éléments accessoires : ménisques et bourrelets

• Ménisques inter-articulaires :

  • Structures fibro-cartilagineuses.
  • Rôle : augmenter la congruence quand elle est insuffisante.
  • Fixés au pourtour des surfaces articulaires par ligaments.

• Bourrelets (labrum) :

  • Seule une face est libre et articulaire, l'autre adhère à l'os.
  • Augmentent la surface et la profondeur de la cavité articulaire.

4. Ligaments

• Bandes fibreuses reliant os à os, de part et d'autre de l'articulation.
• Rôle : maintien mécanique, empêchent les mouvements latéraux excessifs.
• Propriétés :
  • Inextensibles.
  • Mis en tension ou relâchés selon la position.
  • Riches en récepteurs nerveux sensitifs → sensibilité proprioceptive (perception de la vitesse, position, douleur d’étirement).

5. Muscles et tendons : contention active

• Tendons : relient muscle à os, transmettent la force musculaire.
• Rôle dans l’articulation :
  • Maintien du contact entre surfaces articulaires (coaptation).
  • Protection souple contre les étirements violents (prévention des entorses et luxations).
• Tendons sont plus élastiques que les ligaments.
• Certains muscles (ex : fibulaires) sont spécialisés dans ce rôle.

6. Généralités de myologie

• Tissu musculaire : organe contractile, source de mouvement.
• Composé de nombreuses cellules musculaires avec structures protéiques contractiles.
• Entouré de tissu conjonctif assurant l’organisation et la transmission de la contraction.

a) Types de muscles

7. Muscle strié squelettique

• Composé de :
  • Ventre (corps) : partie charnue, rouge, milieu du muscle.
  • Parties tendineuses : extrémités blanches, denses, résistantes.
• Noms des muscles basés sur :
  • Fonction (ex : adducteurs)
  • Forme (ex : deltoïde)
  • Nombre de chefs (ex : biceps, triceps)
  • Direction (ex : droits, obliques)
  • Taille (ex : grand, court)
  • Situation (ex : radiaux)
  • Attaches (ex : huméro-radial)

8. Formes et origines des muscles

• Origines multiples possibles :
  • 1 origine (ex : brachial antérieur)
  • 2 origines (ex : biceps brachial)
  • 3 origines (ex : triceps brachial)
  • 4 origines (ex : quadriceps fémoral)
• Muscles peuvent avoir plusieurs ventres séparés par un tendon (ex : grand droit de l’abdomen).

9. Orientation des fibres musculaires

Le muscle strié squelettique est l’organe moteur du mouvement volontaire, avec une organisation complexe adaptée à ses fonctions mécaniques.

1. Généralités sur les muscles

• Types de muscles selon leur forme :

  • Fusiforme (ex : biceps brachial) : fibres parallèles, favorise la vitesse.
  • Unipenné (ex : long extenseur des orteils) : fibres obliques d’un côté du tendon.
  • Bipenné (ex : droit fémoral) : fibres obliques des deux côtés du tendon.
  • Multipenné (ex : deltoïde) : fibres obliques multiples, favorise la force.

• Action musculaire :

  • Un muscle est agoniste s’il produit un mouvement.
  • Il est antagoniste s’il s’oppose à ce mouvement.
  • Un muscle peut être à la fois agoniste ou antagoniste selon le mouvement.

• Muscle mono-articulaire vs poly-articulaire :

  • Mono-articulaire : agit sur une seule articulation, réalise le mouvement complet.
  • Poly-articulaire : agit sur plusieurs articulations, souvent action sélective sur l’articulation la plus distale.

2. Régimes de contraction musculaire

3. Principes fondamentaux de biomécanique

• Force ($F$) : grandeur vectorielle exprimée en Newton (N).
• Centre de gravité : point d’application de la force poids.
• Moment de force ($M$) : produit de la force par le bras de levier (distance perpendiculaire entre la force et le point de rotation).

$$M = F \times l \quad \text{(en N.m)}$$

• Exemple : même force, bras de levier différent → moment différent.

4. Équilibre des forces et moments

• Condition d’équilibre statique : la somme des moments est nulle.

$$\sum M = 0 \implies M_1 = M_2$$

• Exemple : pour un bras en équilibre,

$$F_m \times l_m = F \times l$$

où $F_m$ est la force musculaire, $l_m$ son bras de levier, $F$ la force appliquée, $l$ son bras de levier.

5. Applications biomécaniques

• Force musculaire nécessaire pour équilibre :

$$F_m = \frac{F \times l}{l_m}$$

• Exemple : pour un talon décollé,

$$800 \times 0.20 = F_m \times 0.05 \implies F_m = 3200\,N$$

• Position debout vs assise :

  • Debout : force musculaire d’environ 400 N pour maintenir équilibre rachidien.
  • Assise : force musculaire augmente à environ 1200 N, avec une force totale sur disque vertébral de 1600 N.

• Calculs de forces musculaires dans différents cas :

• Force dans les quadriceps pour équilibre jambe :

$$F_m = \frac{m g \times l}{l_m}$$

6. Points clés à retenir

Le moment de force est proportionnel à la force appliquée et à la longueur du bras de levier : augmenter le bras de levier augmente le moment.

En biomécanique, l’équilibre statique impose que la somme des moments soit nulle, ce qui permet de calculer les forces musculaires nécessaires pour maintenir ou déplacer une articulation.

Les muscles poly-articulaires ont une action complexe, souvent sélective sur l’articulation la plus distale.

Les différents régimes de contraction musculaire (concentrique, isométrique, excentrique) correspondent à des phases spécifiques du mouvement et de la force exercée.