TH1_ch3

TH1_ch3
La contraction musculaire, un couplage
chimio mécanique impliquant des
protéines motrices
cellules très allongées et
cylindriques avec de
nombreux noyaux
Cellule
polynucléé
Coupe longitudinale; taille cellulaire:30 cm x 100 µm
Coupe transversale
Un muscle = X fibres (cellules)
musculaires = X myofibrilles
[striation longitudinale] = X
myofilaments protéiques d’actine
et de myosine
Chaque myofibrille est entourée par du
reticulum sarcoplasmique (reticulum
endoplasmique musculaire) selon une
organisation rigoureuse. A intervalles plus
ou moins réguliers, le reticulum
sarcoplasmique émet des protubérances
appelées citernes terminales.
A ces niveaux se trouvent également des
invaginations de la membrane
cytoplasmique appelées tubules
transverses.
On trouve donc un tubule transverse en
étroite association avec deux citernes
terminales, formant ce que l'on appelle une
triade (Figure 2). Cette organisation joue un
rôle important dans le couplage excitationcontraction
La contraction musculaire correspond à un raccourcissement des sarcomères dû au
glissement relatif des filaments d'actine et de myosine : les deux disques Z
délimitant un sarcomère se rapprochent l'un de l'autre. Ce phénomène se
produisant simultanément pour tous les sarcomères de la cellule, il en résulte un
raccourcissement global de la cellule musculaire selon l'axe longitudinal
L’influx nerveux
engendré par la
synapse et la
libération
d’acétylcholine
provoque la
libération
massive d’ions
Ca 2+ par le
réticulum
sarcoplasmique
ce qui
déclenche la
contraction.
Au repos, la myosine est couplée à de
l'ADP et du phosphate inorganique (Pi).
Après démasquage des sites de liaison de
la myosine portés par l'actine en
présence de calcium, les têtes de
myosine vont se lier à l'actine.
Le départ du phosphate inorganique, puis de
l'ADP, va stabiliser la liaison actine-myosine et
entraîner un changement de conformation de
la myosine. L'angle que fait la tête de myosine
avec la queue allongée va diminuer de 90 à
45 . Myosine et actine étant liées, ce
changement de conformation va entraîner un
mouvement relatif entre filaments fins et
filaments épais. La configuration obtenue,
stable en absence d'ATP, est appelée
configuration rigorcar elle est à l'origine de la
rigidité cadavérique (rigor mortis).
La liaison d'une molécule d'ATP sur la tête de
myosine entraîne la dissociation de la liaison
actine-myosine.
Enfin l'hydrolyse de cet ATP en ADP + Pi
entraîne un changement de conformation de la
myosine : l'angle formé par la tête et la queue
de myosine revient à sa valeur initiale. Au final,
la tête de myosine s'est donc déplacée vers
l'extrémité "plus" du filament d'actine (située
côté strie Z).
Bilan
Ce cycle peut se reproduire aussi longtemps que la
concentration en calcium reste élevée. A chaque
fois, la myosine se fixe une peu plus prés de
l'extrémité "plus" du filament d'actine, c'est à dire
plus prés du disque Z. Comme la même chose se
produit à l'autre extrémité du filament de
myosine, les deux disques Z se rapprochent, ce qui
correspond à un raccourcissement du sarcomère
Les muscles sont des organes
hétérogènes qui possèdent de
grandes capacités d'adaptation.
Ils sont formés de fibres
musculaires de plusieurs types que
l'on classe en fonction de deux
caractéristiques principales :
• leur vitesse maximale de
contraction, c'est-à-dire la vitesse à
laquelle les têtes de myosine se
détachent de l'actine, et
• leur métabolisme
préférentiel utilisé pour
resynthétiser les molécules d'ATP.
Pour aller plus loin:
Pendant les contractions musculaires, la phosphocréatine(PCr) est dégradée
pour former de l’ATP(2) nécessaire au niveau des protéines contractiles (PCr +
ADP
Cr + ATP).
La créatine libérée au niveau des protéines contractiles diffuse alors jusqu’aux
mitochondries des cellules musculaires qui consomment de l’oxygène et
produisent de l’ATP par la respiration mitochondriale. La créatine stimule donc
cette production d’ATP, permettant ainsi la réaction en sens inverse (Cr + ATP
PCr + ADP). L’ATP nouvellement formé par les mitochondries est ainsi aussitôt
associé à la créatine pour reformer de la phosphocréatine, qui va en retour
diffuser jusqu’aux protéines contractiles et permettre la reconstitution des
stocks de phosphocréatine
Quand la phosphocréatine a atteint un
seuil trop bas , le processus fermentaire
se met en route.
Origine du glucose utilisé
Utilisation du glycogène chez un
marathonien.
Métabolisme utilisé par les
fibres I chez les coureurs de
fond et lors d’un sport
d’endurance
bilan