Cellule excitable : la cellule musculaire

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1 Cellule excitable : la cellule musculaire

2 Comment notre système nerveux commande t-il nos mouvement?

3 tissu musculaire Types de tissus musculaires caractéristiques générales Muscle squelettique Structure Fibre musculaire Sarcomère Physiologie de la contraction musculaire Jonction neuromusculaire Couplage excitation-contraction mécanisme de contraction

4 Tissu musculaire Les myocytes ou cellules musculaires Striés Lisses Muscles striés squelettiques (38% masse corporelle) Mvts volontaires rapides Muscle cardiaque Mvts involontaires Automatique Rythmique rapide Mvts involontaires lents Parois estomac, vessie, Viscères, VS,

5 MUSCLES Strié squelettique Strié cardiaque Lisse

6 Caractéristiques des différents types de cellules musculaires Muscle squelettique Muscle cardiaque Muscle lisse cellule très allongées, cylindriques nombreux noyaux forme irrégulière un noyaux C. fusiforme un noyaux Taille max. 30cm x 100µm 15mm x 100 µm 5mm x 500 µm Striation visible oui oui non

7 Caractéristiques communes Excitable production d un travail mécanique : contraction Protéines contractiles : actine et myosine REL (sauf muscle lisse) Mitochondrie nombreuses

8 Le muscle strié squelettique

9 Le muscle contient : des fibres musculaires = cellules du tissu conjonctif des vaisseaux des fibres nerveuses

10 Trois fonctions essentielles : Mouvement Stabilisation des positions du corps et régulation du volume des organes Génération de chaleur : thermogenèse (frissons)

11 Quelles sont les principales propriétés du muscle squelettique?

12 Principales propriétés Excitable Contractilité Faculté de percevoir un stimulus (neurotransmetteur) et d émettre un signal électrique (PA) Capacité à se contracter Elasticité Tonique Propriété d un objet de se déformer puis de reprendre sa forme initiale Au repos les muscles sont légèrement contractés

13 Composants et organisation du muscle squelettique

14 Organisation d un muscle squelettique Le muscle Faisceau de fibres Fibre musculaire organe Assemblage de cellules musculaires Cellule multinucléée striéée myofibrille Élément contractile cylindrique Sarcomère Myofilament Unité contractile Filament épais de myosine Filament fin d actine

15 Os Tendon Muscle Tissu Faisceau conjonctif Fibre Fibre musculaire musculaire Fibre musculaire Noyau

16 La cellule musculaire striée

17 La cellule musculaire striée Alternance de stries claires et foncées Noyau Strie A (foncée) Strie I (claire) µm Fibre Plusieurs cm

18 Cellule musculaire striée - 1 membrane plasmique = sarcolemme - 1 cytoplasme = sarcoplasme contenant de nombreuses myofibrilles (80 % du sarcoplasme) - Cytoplasme remplit de myofibrilles

19 Les myofibrilles Longs cylindres allongés dans le sens de la cellule Formés de la succession régulière, bout à bout, d unités appelés sarcomères

20 Origine des stries

21 Les myofibrilles Constitués de 2 types de microfilaments formés de protéines contractiles : - Filaments fins d actine - Filaments épais de myosine

22 Sarcomère Plus petite unité de contraction du muscle entre 1 bande sombre (A), 2 bandes claires (I) Délimité par 2 stries Z Myofibrille = sarcomères mis bout à bout

23 Un muscle = ensemble de faisceaux séparés par un périmycium (TC) Un faisceau = ensemble de fibres musculaires séparées par un endomysium (TC) Une fibre = cellule cylindrique (diamètre : 10 à 100 µm) multinucléée, allongée constituée de myofibrilles (milliers) Une myofibrille = ensemble de sarcomère Un sarcomère = association particulière de filaments protéiques fins + épais = unité contractile (Myo)filaments = filaments épais de myosine et filaments fins d actine

24 Les filaments fins d actine Les filaments épais de myosine

25 Filament fin d actine Tropomyosine Troponine Actine

26 Filament épais de myosine

27 Myofilaments Constitués de protéines contractiles myosine et actine Actine forme myofilament fin en forme d hélice Myosine forme myofilament épais (club de golf) Brin d actine Filament d actine

28 Quel est le rôle des sarcomères dans la contraction des cellules musculaires striées?

29 Sarcomère : plus petite unité contractile Bande foncée A Z (actinine) H

30 Sarcomère : plus petite unité contractile A Z (actinine) H M (myomésine) Actine Myosine

31 Le glissement des filaments fin d actine le long des filaments épais de myosine induisent le raccourcissement des sarcomères et par suite la contraction musculaire

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33 Qui contrôle le raccourcissement des sarcomères et donc de la fibre musculaire?

34 jonction neuromusculaire

35 Terminaisons synaptiques d un motoneurone Fibres musculaires Synapses neuromusculaires (plaque motrice)

36 Myofibrilles Motoneurone

37 Myofibrilles + Motoneurone Unité motrice

38 More precise movements Less precise movements

39 Chaque terminaison synaptique d un motoneurone est en contact avec une fibre musculaire au niveau d une plaque motrice ou synapse neuromusculaire C est l arrivée d un message nerveux au niveau des synapses neuromusculaires qui induit la contraction musculaire

40 Comment l arrivée d un message nerveux dans une synapse neuromusculaire est-il transmis à la cellule musculaire?

41 Jonction neuromusculaire Élément pré-synaptique Fente synaptique Élément post-synaptique

42 Le couplage excitation - contraction

43 Plaque motrice Récepteur ACh

44 Récepteur ACh

45 Récepteur ACh

46 Génération du potentiel de plaque PPSE car entrée de Na+ Na+ Plaque motrice Récepteur Ach sont des canaux à Na+ qui s ouvrent en réponse à la fixation d acétylcholine

47 Récepteur ACh

48 La contraction d une fibre musculaire striée est déclenchée par un motoneurone qui libère au niveau de la jonction neuromusculaire un neurotransmetteur : l acétylcholine Si amplitude du potentiel de plaque suffisante alors ouverture de canaux Na + et K + voltage-dépendant et génération PAPS appelé potentiel d action musculaire qui se déplace de la plaque motrice dans toute les directions et excite la fibre musculaire

49 Comment le potentiel d action musculaire se propage t-il dans la cellule musculaire et induit-il la contraction musculaire?

50 Le réticulum sarcoplasmique Vaste réseau de REL entourant chaque myofibrille Stocke les ions Ca 2+ nécessaires à la contraction musculaire

51 Le système T Invagination du sarcolemme dans le cytoplasme Régulièrement espacé et en contact avec le REL Permet la propagation de l influx nerveux à l intérieur de la cellule musculaire

52 Origine du du calcium (1) lorsqu une fibre musculaire est stimulée par un motoneurone, une onde de dépolarisation : - parcours le sarcolemme - se propage le long des membranes du système T, puis - est transférée au réticulum sarcoplasmique

53 Origine du calcium (2) - La dépolarisation de la membrane du réticulum sarcoplasmique permet au Ca2+ qu il contient à une concentration élevée de passer dans le cytosol

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57 Résumé - Un PA parvient à la jonction neuromusculaire - Ouverture des canaux Ca 2+ voltage dépendant : entrée du Ca 2+ - Libération d ACh par exocytose dans la fente synaptique - Liaison de l ACh aux récepteurs du sarcolemme - Ouverture des canaux ioniques Na + et K + - Dépolarisation locale du sarcolemme : potentiel de plaque - Si dépolarisation suffisante : potentiel d action parcours sarcolemme - PA au niveau des tubules T : libération Ca 2+ du RS - Liaison Ca 2+ à la troponine : sites de la myosine sur actine accessibles

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99 Myopathie de Duchenne Absence d une protéine musculaire, la dystrophine Son absence entraîne des déchirures des muscles lors de contraction Touche tous les muscles : difficultés respiratoires, insuffisances cardiaques Maladie génétique

100 2 grands types de fibres musculaires striées Fibres à contraction rapide Fibres à contraction lente

101 2 grands types de fibres musculaires striées Fibre 1 : très résistantes à la fatigue, métabolisme oxydatif exercice prolongé Fibre 2 : peu résistantes à la fatigue, forte force de contraction métabolisme anaérobie

102 Atrophie musculaire

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