TD N°1 : PHYSIOLOGIE MUSCULAIRE ET NEURO-MUSCULAIRE La fonction première d’un muscle est la contraction. Cette contraction est possible de manière artificielle par l’intermédiaire de l’électrostimulation qui produira une tension musculaire. Schéma : Il existe plusieurs types de fibres musculaires : - striés squelettiques (rhabomyocytes) - striées cardiaques (cardiomyocytes) - lisses. Ces 3 types de fibres sont caractérisés par : - leur organisation structurale - leurs propriétés de contractibilité - leurs mécanismes de contrôle nerveux La contraction des fibres musculaires lisses et des striées squelettiques est régulée par le système nerveux végétatif. Les fibres musculaires striées squelettiques sont contrôles par le système nerveux moteur. I. ORGANISATION STRUCTURALE Myofibrille (~ 2000) Fibre musculaire Faisceau de fibres Muscle La cellule musculaire est allongée, cylindrique, polynuclée, entourée d’une membrane plasmique (le sarcolemme), possède un sarcoplasme (qui correspond au cytoplasme). 840902314 1/5 Le sarcoplasme contient : - des mitochondries - des grains de glycogène - des gouttelettes lipidiques - de la phosphocréatine - de la myoglobine. Autour de la fibre musculaire, on a de l’endomysium qui est un tissu conjonctif. Les faisceaux musculaires sont aussi entourés d’un tissu conjonctif : le périmysium. Le muscle est entouré d’un tissu conjonctif : l’épimysium. 2 protéines permettent au muscle de se contracter : - la myosine - l’actine. Le rôle de la myosine va être d’hydrolyser de l’ATP (ATP ADP + Pi + énergie chimique). L’actine va avoir pour rôle de catalyser l’hydrolyse de l’ATP. L’actine et la myosine forment un complexe : les ponts actine-myosine. Ce complexe acto-myosine est régulé par 2 protéines localisées sur l’actine : - la tropomyosine - la troponine. Le rôle de ces molécules va être : - d’empêcher la liaison de l’actine sur la myosine - d’accepter un signal qui va permettre de lever cette inhibition. Rq : La troponine C, en acceptant le calcium, va faire bouger la tropomyosine qui empêche la liaison actine-myosine, libérant ainsi le site de fixation de l’actine. Les différents types de fibres musculaires 1ere classification : - fibres rouges : riches en myoglobine, capacité oxydative élevée - fibres blanches : pauvres en myoglobine, capacité oxydative faible. 2e classification : (RANVIER) - fibres très résistantes à la fatigue - fibres très fatigables. Classification actuelle : - fibres de type I : lentes, rouges - fibres de type IIa : intermédiaires - fibres de type IIb : rapides. 840902314 2/5 Tableau 1.1 : Caractéristiques des trois principaux types de fibres observés dans les muscles squelettiques de mammifères. Disposition des fibres (2 dispositions) : - Les fibres sont parallèles à l’axe longitudinal muscle fusiforme. - Les fibres forment un angle avec l’axe longitudinal (angle de pennation) muscle penné unipenné (muscle b.) bipenné (muscle c.) mutlipenné (muscle d.) Propriétés du muscle : - Excitabilité PAnerveux PAmusculaire - Contractibilité PAmusculaire Tension musculaire Mouvement La fibre qui innerve le muscle est un motoneurone. Les motoneurones : - sont les plus grosses fibres nerveuses de l’organisme. - ont une vitesse de conduction très rapide (120 m.s-1). - ont leur corps cellulaire dan la moelle épinière. - Chaque ramification d’un motoneurone va innerver une fibre musculaire. Il y a une jonction neuromusculaire. - L’ensemble des motoneurones qui innervent un muscle est un pool de motoneurones. - Les jonctions neuromusculaires sont situées au niveau du ventre du muscle, au niveau du point moteur. Rq : Le point moteur étant l’endroit du muscle où l’excitabilité est la meilleure, il vaut mieux placer les électrodes au niveau de ces points moteurs. - Motoneurone + Fibre musculaire = Unité motrice. Le nombre d’unités motrices dans un muscle est variable, ainsi que la taille et le diamètre des fibres musculaires. Tableau 2.1 : Constitution anatomique des unités motrices de différents muscles de l’homme. Plus les fibres musculaires sont grosses et nombreuses, plus le muscle sera capable de développer une grande tension. Plus il y a d’unités motrices dans un muscle, plus les mouvements seront fins. 840902314 3/5 Tous les muscles sont constitués des 3 types de fibres. Par contre, un muscle lent aura plus de fibres de type I. Une unité motrice contracte toujours le même type de fibre ; un même motoneurone innerve un seul type de fibres. Par conséquent, il existe une classification des unités motrices semblable à celle des fibres musculaires : - unités motrices lentes ou S - unités motrices rapides ou F FR (Fast Rapide) FF (Fast Fatigable) Genèse du potentiel d’action musculaire: Figure 1.9 : Représentation schématique d’un cycle attachement – détachement. Les 4 étapes du cycle de glissement : - étape 1 : la myosine capte l’ATP et l’hydrolyse ATP ADP + Pi + énergie chimique (M) - étape 2 : … Si on a une molécule chargée en énergie (grâce à l’hydrolyse de l’ATP) et si on a un apport de Ca2+ qui libère le site de fixation de l’actine contraction musculaire. Propriétés contractiles : Figure 2.4 : Figure 2.7 : Figure 2.8 : 840902314 4/5 Figure 2.8 : Identification des 3 types d’unités motrices chez l’animal. Différenciation fibres lentes / fibres rapides tétanos parfait fibre lente tétanos imparfait fibre rapide Différenciation fibres IIa / fibres IIb On stimule la fibre pendant 2 minutes à 1 tétanos/seconde ( 120 tétanos). On fait le rapport : Amplitude 120e tétanos / Amplitude 1er tétanos = Indice de fatigue Si Indice < 0,75, la fibre est fatigable ( unité motrice FF). 840902314 5/5