8.Cellule excitable_ la cellule musculaire_2016 [Mode de
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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 Muscles striés squelettiques Lisses Muscle cardiaque (38% masse corporelle) Mvts volontaires rapides Mvts involontaires Mvts involontaires Automatique Rythmique rapide lents Parois estomac, vessie, Viscères, VS,… MUSCLES Strié squelettique Strié cardiaque Lisse Caractéristiques des différents types de cellules musculaires cellule Taille max. Striation visible Muscle squelettique Muscle cardiaque Muscle lisse très allongées, cylindriques nombreux noyaux forme irrégulière un noyaux C. fusiforme un noyaux 30cm x 100µm 15mm x 100 µm 5mm x 500 µm 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 Faculté de percevoir un stimulus (neurotransmetteur) et d’émettre un signal électrique (PA) Contractilité Capacité à se contracter Elasticité Propriété d’un objet de se déformer puis de reprendre sa forme initiale Tonique Au repos les muscles sont légèrement contractés Composants et organisation du muscle squelettique Organisation d’un muscle squelettique Le muscle organe Faisceau de fibres Assemblage de cellules musculaires Fibre musculaire Cellule multinucléée striéée myofibrille Élément contractile cylindrique Sarcomère Unité contractile Myofilament Filament épais de myosine Filament fin d’actine Os Tendon Muscle Tissu Faisceau conjonctif Noyau Fibre musculaire Fibre Fibre musculaire musculaire La cellule musculaire striée La cellule musculaire striée Alternance de stries claires et foncées Noyau Strie A (foncée) Strie I (claire) Fibre 20-100µm 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 H Z (actinine) Sarcomère : plus petite unité contractile Z (actinine) A 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 Récepteur ACh Plaque motrice 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 Ca2+ 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 Originedudu calcium (1) Origine calcium 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 Ca2+ voltage dépendant : entrée du Ca2+ - 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 Ca2+ du RS - Liaison Ca2+ 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
