Physiologie du Muscle Strié Squelettique

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1 Module Appareil Locomoteur DFGSM S4 Physiologie du Muscle Strié Squelettique «Notions de Physiologie Appliquée» Docteur Fabien PILLARD, MCU-PH Service d Exploration de la Fonction Respiratoire et de Médecine du Sport, Hôpital LARREY, TOULOUSE

2 Rôles des Muscles Striés Squelettiques Motricité statique Motricité dynamique Thermo-régulation (homéothermie) propriétés Anatomiques, Métaboliques, Fonctionnelles Balance énergétique Rôle social (qualité de vie, dépendance vieillissement, déconditionnement )

3 Physiologie du Muscle Strié Squelettique physiologie de l Appareil Contractile physiologie de l Appareil Conjonctivo-Elastique physiologie des Protéines Non-Contractiles physiologie du Réticulum Sarcoplasmique physiologie de la Jonction Neuro-Musculaire Métabolisme

4 Pathologie Musculaire PRIMITIVE Accidents musculaires Myopathies (structure, métabolisme) SECONDAIRE Maladies inflammatoires (myosite) Pathologies vasculaires Stress oxydant Pathologies neurologiques Causes iatrogènes (statines) Infections Syndromes fonctionnels rhumatologiques Déconditionnement (involution organique, fonctionnelle, adipeuse) Vieillissement (involution naturelle ou sarcopénique)

5 Rappels Histologiques Epimysium : enveloppe tout le muscle Périmysium : enveloppe les Faisceaux Musculaires (I aire, II aire, III aire ) constitués de Fibres Musculaires (= cellule musculaire = Myocyte) Endomysium : enveloppe les fibres musculaires Les faisceaux de fibres sont solidarisés par du tissu conjonctif (fibres conjonctives + substance fondamentale ; substance fondamentale : collagène, élastine, protéines d adhésion et protéoglycanes dont l acide hyaluronique ayant pour propriété essentielle de fixer de l eau ce qui fait varier la viscosité de la substance fondamentale)

6 Physiologie Tissu conjonctif du muscle strié squelettique Organisation anatomique et biomécanique de l appareil contractile (orientation et soutien des fibres musculaires, jonction appareil tendineux-appareil contractile) + soutien des structures vasculo-nerveuses Classification de la gravité des accidents musculaires : en fonction de l atteinte du tissu conjonctif (échographie) ; pas d anti-inflammatoire à la phase précoce d un accident musculaire

7 Rappels Histologiques Structure d'un faisceau musculaire membrane plasmique membrane basale 1. périmysium 2. endomysium 3. fibres musculaires 4. noyau 5. myofibrilles 6. cellules satellites 7. vaisseaux sanguins 8. fibres nerveuses amyéliniques 9. fibres nerveuses myéliniques 10. fuseau neuro-musculaire

8 Rappels Histologiques Structure d'un faisceau musculaire membrane plasmique membrane basale 1. périmysium 2. endomysium 3. fibres musculaires 4. noyau 5. myofibrilles 6. cellules satellites 7. vaisseaux sanguins 8. fibres nerveuses amyéliniques 9. fibres nerveuses myéliniques 10. fuseau neuro-musculaire

9 Physiologie REGENERATION MUSCULAIRE AINS

10 Physiologie REGENERATION MUSCULAIRE Concentrés Pq?

11 Physiologie REGENERATION MUSCULAIRE

12 Rappels Histologiques - Physiologie Protéines contractiles : myosine et filaments fins (actine +) Sarcomère : unité fonctionnelle de production de la force relâchement contraction

13 Rappels Histologiques - Physiologie Représentation schématique de l organisation biomécanique du muscle strié squelettique tendons fascias, aponévroses, conjonctif de soutien fascias, aponévroses, conjonctif de soutien tendons

14 Rappels Histologiques - Physiologie Protéines de structure Transmission de la force en série

15 Rappels Histologiques - Physiologie Protéines de structure perlecan lamininine collagène IV intégrine Transmission de la force en parallèle (myofibrilles sarcolemme lame basale : jonction myo-conjonctive) Intégrines : récepteurs transmembranaires d adhésion cellulaire

16 Rappels Histologiques - Physiologie Protéines de structure perlecan lamininine collagène IV intégrine Intégrines : matrice extraxcellulaire orientation et soutien des myofibrilles Intégrines : récepteurs transmembranaires d adhésion cellulaire Electromyographie

17 Rappels Histologiques - Physiologie Protéines de structure Transmission de la force en parallèle (myofibrilles sarcolemme lame basale) jonction myo-conjonctive Transmission de la force en série (lame basale tendons) Electromyographie

18 Rappels Histologiques Métabolisme du Muscle Strié Squelettique mitochondries gouttelette lipidique gouttelette glucidique

19 Rappels Histologiques - Physiologie Exploration fonctionnelle du Métabolisme du Muscle Strié Squelettique (obésité, diabète, glycogénoses, fonction oxydative ) mitochondries gouttelette lipidique gouttelette glucidique

20 Rappels Histologiques Innervation de la Fibre Musculaire Striée Squelettique Unité motrice : 1 neurone pour n fibres 1 seul neurone par fibre les fibres d une même unité motrice sont dispersées dans le muscle

21 Rappels Histologiques - Physiologie Innervation de la Fibre Musculaire Striée Squelettique Unité motrice : 1 neurone pour n fibres 1 seul neurone par fibre les fibres d une même unité motrice sont dispersées dans le muscle recrutement spatial harmonieux Le mode de stimulation des fibres par le motoneurone participe à l orientation typologique de la fibre musculaire striée squelettique Electromyographie

22 Typologies du Muscle Strié Squelettique Fibres I Slow Oxydative Fibres IIa Fast Oxydative Fibres IIx Fast Glycolytic vitesse contraction relaxation voie principale de resynthèse de l ATP densité mitochondriale quantité de myoglobine activité de la myosine ATPase réserves en glycogène réserves en triglycérides lente intermédiaire rapide aérobie mixte anaérobie importante intermédiaire faible importante intermédiaire faible lente rapide rapide densité fibrillaire force développée fatigabilité

23 Typologies du Muscle Strié Squelettique Les muscles sont constitués d un mélange en proportion variable des 3 types d unités motrices Pour un type de muscle donné variabilité individuelle génétique

24 Typologies du Muscle Strié Squelettique Fibres I Slow Oxydative Fibres IIa Fast Oxydative Fibres IIx Fast Glycolytic type d activité préférentielle Endurance, Maintien de la posture Endurance active Mouvements puissants ou intenses de courte durée

25 Principaux «Sites» de la défaillance fonctionnelle musculaire nucleus

26 Plasticité du Muscle Strié Squelettique activité physique habituelle génome entraînement Développement musculaire âge immobilisation facteurs de croissance facteurs inhibiteurs

27 Plasticité du Muscle Strié Squelettique contraintes mécaniques signaux intracellulaires remodelage musculaire - Intégrines membranaires (étirement) - Titine (capteur de tension) développement musculaire facteurs nerveux modulation de [Ca 2+ ] intracellulaire par le mode de stimulation du motoneurone facteur nutritionnel facteurs métaboliques - marqueurs du statut énergétique de la cellule : (AMP/ATP), (ATP/ADP+Pi) UM I - hypoxie HIF VEGF facteurs hormonaux, facteurs circulants

28 Plasticité du Muscle Strié Squelettique

29 Plasticité du Muscle Strié Squelettique Une transfusion de sang d une souris jeune à une souris âgée restaure la capacité de régénéreration des muscles vieillissants Conboy et al, 2005

30 Plasticité du Muscle Strié Squelettique calcineurine Ca - Calmodulne Ca 2+ synthèse des ARNm des isoformes lentes NF-AT P stimulation nerveuse lente et durable

31 Plasticité du Muscle Strié Squelettique étirement Intégrines synthèse et stabilisation des ARNm des isoformes rapides facteurs de transcription FAKinase MECANO- TRANSDUCTION (outside-in) phosphorylations intégration de matériel génomique supplémentaire (noyaux des cellules satellites) Cellules satellites

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