LE MOUVEMENT ( mécanisme ) A . Le muscle 1

LE MOUVEMENT ( mécanisme )
A . Le muscle
1 . Définition : C’est l’organe effecteur du mouvement .
a. fonction
Il a 2 fonctions essentielles :
- Production de force : énergie chimique transformée en énergie
mécanique
- Production de chaleur , afin de maintenir la température interne de
l’organisme ( thermogénèse )
b. 3 types différents de muscles :
- Les muscles lisses , pour les contractions involontaires
→ muscles des organes internes , des vaisseaux sanguins
- Le muscle cardiaque . Il échappe à la contraction volontaire . Il
contient son propre système qui permet la contraction , régulé par le
SN autonome et le système endocrinien .
- Le muscle squelettique ( ou muscle du mouvement volontaire ) ainsi
nommé car il s’insère sur les pièces osseuses qu’il met en mouvement
1
2. Structure du muscle squelettique ou strié
a. Organisation des muscles
Le muscle squelettique se compose de plusieurs milliers de cellules
contractiles individuelles ( fibres ) maintenues ensemble par des tissus
conjonctifs .
Ainsi chaque cellule est regroupée en paquets appelés fascicules ou
faisceaux puis les faisceaux sont regroupés pour former le muscle .
2
Chaque structure est enveloppée par une gaine conjonctive . On distingue
ainsi , de la périphérie vers le centre , les enveloppes conjonctives
suivantes : épimysium , périmysium , endomysium
La dernière enveloppe est celle qui entoure chaque fibre musculaire :
le sarcolemme
3
b. La cellule ( ou fibre ) musculaire ou myocyte
Pratiquement invisible à l’œil nu , elle s’étend d’une extrémité à l’autre du
muscle , c’est une des cellules les plus longues de l’organisme .
Le nombre de fibres musculaires varie en fonction de la fonction et de la
dimension du muscle .
Elle est composée :
- du sarcolemme : membrane cytoplasmique de la fibre musculaire
→ à chaque extrémité , le sarcolemme de la fibre fusionne avec le tendon
qui s’insère dans l’os .
- du sarcoplasme : ensemble des éléments se trouvant dans la cellule
→ il comprend les éléments cellulaires habituels tels que : myoglobuline ,
noyau , mitochondries mais il contient aussi des protéines contractiles
regroupées en myofibrilles .
4
5
c. Les myofibrilles
La myofibrille est composée d’une succession de petits cylindres : unité de
myofibrille appelée sarcomère .
Le sarcomère est l’unité fondamentale de la myofibrille .
Le sarcomère est l’unité comprise entre 2 bandes Z composée de :
Bande 1 ( isotope : lumière pas dispersée ) zone claire composée de
filaments d’actine
Bande A ( amisotope : lumière dispersée ) zone sombre composée de
filaments d’actine et de myosine
Ligne M ( milieu de la bande A ) composée de filaments de myosine
6
Les filaments fins sont des filaments d’actine et les filaments épais des
filaments de myosine .
Les filaments fins sont composés de plusieurs molécules globulaires
sphériques d’actine et de 2 protéines : la tropomyosine et la troponine .
7
Les filaments épais sont composés de 2 filaments entrelacés de myosine
dont une extrémité forme une tête globulaire appelée tête de myosine ou
pont d’union jouant un rôle très important lors de la contraction musculaire
8
B . Le mécanisme de la contraction
1. La plaque motrice
L’évènement déclenchant de la contraction musculaire est l’augmentation
de la concentration musculaire en calcium .
La propagation de l’IN d’un motoneurone jusqu’à la plaque motrice entraîne
la libération de l’acétylcholine .
Celle-ci se liant à des récepteurs membranaires spécifiques de la fibre
musculaire va permettre l’ouverture des canaux ioniques ( Na⁺ et K⁺ ) .
Le passage des ions ( Na⁺ et K⁺ ) provoque une dépolarisation lente de la
membrane ( sarcolemme ) : c’est le potentiel de plaque motrice .
9
Ce n’est que lorsque ce potentiel est suffisant qu’est induit un potentiel
d’action musculaire qui va à son tour permettre la libération de calcium
contenu dans le réticulum endoplasmique ( au niveau des triades ) .
Le calcium va pouvoir se fixer alors sur les protéines régulatrices de la
contraction musculaire formant les myofibrilles .
10
2 . Le mécanisme cellulaire de la contraction
→ Théorie des filaments glissants
Pendant la contraction ou le relâchement musculaire , la longueur des
filaments d’actine ou de myosine reste constante , par contre la longueur
des sarcomères varie en fonction des glissements des filaments fins d’actine
dans le réseau des filaments épais de myosine .
Une cascade d’évènements survient entre le moment où le sarcolemme est
dépolarisé et le moment où il est raccourci .
Etape 1 : libération du calcium (Ca²⁺)
Etape 2 : le Ca²⁺ se fixe sur la troponine libérant ainsi le site de fixation de
myosine
Dans le même temps , la fixation du Ca²⁺ permet la scission de l’ATP en
ADP + Pi ( Pi = Phosphate inorganique ) , scission productrice d’énergie .
11
Etape 3 : Le Pi puis l’ADP se détachent , modifiant ainsi l’angle formé par les
têtes de myosine fixées à l’actine ( 90° → 50° → 45° ) et donc entraînant le
glissement des filaments d’actine sur les filaments de myosine .
Etape 4 : Seule la présence d’une nouvelle molécule d’ATP permet la
rupture de la liaison entre l’actine et la myosine ( 45° → 90° ) et la
formation d’un nouveau complexe myosine-ATP .
→ Si la concentration en Ca²⁺ est suffisante , le cycle se reproduit .
Au cours d’une contraction , le cycle se reproduit plusieurs fois en fonction
du potentiel d’action émis par le motoneurone .
Plus le nombre de cycles est grand , plus le raccourcissement est important.
Etape 5 : Le mécanisme prend fin quand la concentration en Ca²⁺ est
inférieure à la contraction de repos [ 1 μmol/l ] .
Les canaux calciques du RE se ferment , le calcium est transporté
activement dans le réticulum endoplasmique .
⤇ Dans le mécanisme assurant la contraction , l’élément - clé de la
régulation est l’ion calcium .
L’organisation ultrastructurale est essentielle dans le fonctionnement
de la cellule musculaire
- la jonction neuromusculaire permet la dépolarisation de la
membrane de la fibre musculaire .
- les triades permettent la libération massive du calcium .
- l’organisation des sarcomères permet le raccourcissement .
12
13