Cellule excitable : la cellule musculaire
Comment notre système nerveux commande t-il nos mouvement?
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
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,
MUSCLES Strié squelettique Strié cardiaque Lisse
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
Caractéristiques communes Excitable production d un travail mécanique : contraction Protéines contractiles : actine et myosine REL (sauf muscle lisse) Mitochondrie nombreuses
Le muscle strié squelettique
Le muscle contient : des fibres musculaires = cellules du tissu conjonctif des vaisseaux des fibres nerveuses
Trois fonctions essentielles : Mouvement Stabilisation des positions du corps et régulation du volume des organes Génération de chaleur : thermogenèse (frissons)
Quelles sont les principales propriétés du muscle squelettique?
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
Composants et organisation du muscle squelettique
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
Os Tendon Muscle Tissu Faisceau conjonctif Fibre Fibre musculaire musculaire Fibre musculaire Noyau
La cellule musculaire striée
La cellule musculaire striée Alternance de stries claires et foncées Noyau Strie A (foncée) Strie I (claire) 20-100µm Fibre Plusieurs cm
Cellule musculaire striée - 1 membrane plasmique = sarcolemme - 1 cytoplasme = sarcoplasme contenant de nombreuses myofibrilles (80 % du sarcoplasme) - Cytoplasme remplit de myofibrilles
Les myofibrilles Longs cylindres allongés dans le sens de la cellule Formés de la succession régulière, bout à bout, d unités appelés sarcomères
Origine des stries
Les myofibrilles Constitués de 2 types de microfilaments formés de protéines contractiles : - Filaments fins d actine - Filaments épais de myosine
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
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
Les filaments fins d actine Les filaments épais de myosine
Filament fin d actine Tropomyosine Troponine Actine
Filament épais de myosine
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
Quel est le rôle des sarcomères dans la contraction des cellules musculaires striées?
Sarcomère : plus petite unité contractile Bande foncée A Z (actinine) H
Sarcomère : plus petite unité contractile A Z (actinine) H M (myomésine) Actine Myosine
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
Qui contrôle le raccourcissement des sarcomères et donc de la fibre musculaire?
jonction neuromusculaire
Terminaisons synaptiques d un motoneurone Fibres musculaires Synapses neuromusculaires (plaque motrice)
Myofibrilles Motoneurone
Myofibrilles + Motoneurone Unité motrice
More precise movements Less precise movements
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
Comment l arrivée d un message nerveux dans une synapse neuromusculaire est-il transmis à la cellule musculaire?
Jonction neuromusculaire Élément pré-synaptique Fente synaptique Élément post-synaptique
Le couplage excitation - contraction
Plaque motrice Récepteur ACh
Récepteur ACh
Récepteur ACh
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
Récepteur ACh
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
Comment le potentiel d action musculaire se propage t-il dans la cellule musculaire et induit-il la contraction musculaire?
Le réticulum sarcoplasmique Vaste réseau de REL entourant chaque myofibrille Stocke les ions Ca 2+ nécessaires à la contraction musculaire
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
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
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
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
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
2 grands types de fibres musculaires striées Fibres à contraction rapide Fibres à contraction lente
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
Atrophie musculaire