Physiologie du Muscle Strié Squelettique

Module Appareil Locomoteur – DFGSM S4
Physiologie du Muscle Strié Squelettique
« Notions de Physiologie Appliquée »
Docteur Fabien PILLARD, MCU-PH
Service d’Exploration de la Fonction Respiratoire et de Médecine du Sport,
Hôpital LARREY, TOULOUSE
Rôles des Muscles Striés Squelettiques
Motricité statique
Motricité dynamique
Thermo-régulation (homéothermie)
Balance énergétique
Rôle social (qualité de vie, dépendance …
vieillissement, déconditionnement )
propriétés
Anatomiques,
Métaboliques,
Fonctionnelles
Physiologie du Muscle Strié Squelettique
physiologie de l’Appareil Contractile
physiologie de l’Appareil Conjonctivo-Elastique
physiologie des Protéines Non-Contractiles
physiologie du Réticulum Sarcoplasmique
physiologie de la Jonction Neuro-Musculaire
Métabolisme
Pathologie Musculaire
PRIMITIVE
Accidents musculaires
Myopathies (structure, métabolisme)
SECONDAIRE
Maladies inflammatoires (myosite)
Pathologies vasculaires
Stress oxydant
Pathologies neurologiques
Causes iatrogènes (statines)
Infections
Syndromes fonctionnels rhumatologiques
Déconditionnement (involution organique, fonctionnelle, adipeuse)
Vieillissement (involution naturelle ou sarcopénique)
Rappels Histologiques
Epimysium : enveloppe tout le muscle
Périmysium : enveloppe les Faisceaux Musculaires (Iaire, IIaire, IIIaire) constitués de Fibres
Musculaires (= cellule musculaire = Myocyte)
Endomysium : enveloppe les fibres musculaires
Les faisceaux de fibres sont solidarisés par du tissu conjonctif (fibres conjonctives + substance
fondamentale ; substance fondamentale : collagène, élastine, protéines d’adhésion et
protéoglycanes dont l’acide hyaluronique ayant pour propriété essentielle de fixer de l’eau ce qui
fait varier la viscosité de la substance fondamentale)
Physiologie
Tissu conjonctif du muscle strié squelettique
Organisation anatomique et biomécanique de l’appareil contractile (orientation et
soutien des fibres musculaires, jonction appareil tendineux-appareil contractile) +
soutien des structures vasculo-nerveuses
Classification de la gravité des accidents musculaires : en fonction de l’atteinte
du tissu conjonctif (échographie) ; pas d’anti-inflammatoire à la phase précoce d’un
accident musculaire
Rappels Histologiques
Structure d'un faisceau musculaire
membrane plasmique
membrane basale
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
périmysium
endomysium
fibres musculaires
noyau
myofibrilles
cellules satellites
vaisseaux sanguins
fibres nerveuses amyéliniques
fibres nerveuses myéliniques
fuseau neuro-musculaire
Rappels Histologiques
Structure d'un faisceau musculaire
membrane plasmique
membrane basale
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
périmysium
endomysium
fibres musculaires
noyau
myofibrilles
cellules satellites
vaisseaux sanguins
fibres nerveuses amyéliniques
fibres nerveuses myéliniques
fuseau neuro-musculaire
Physiologie
REGENERATION MUSCULAIRE
AINS
Physiologie
REGENERATION MUSCULAIRE
Concentrés Pq ?
Physiologie
REGENERATION MUSCULAIRE
Rappels Histologiques - Physiologie
Protéines contractiles : myosine et filaments fins (actine +)
Sarcomère : unité fonctionnelle de production de la force
relâchement
contraction
Rappels Histologiques - Physiologie
Représentation schématique de l’organisation
biomécanique du muscle strié squelettique
tendons
fascias, aponévroses,
conjonctif de soutien
tendons
fascias, aponévroses,
conjonctif de soutien
Rappels Histologiques - Physiologie
Protéines de structure
Transmission de la force en série
Rappels Histologiques - Physiologie
Protéines de structure
perlecan
lamininine
collagène IV
intégrine
Transmission de la force en parallèle
(myofibrilles sarcolemme lame basale :
jonction myo-conjonctive)
Intégrines : récepteurs transmembranaires
d’adhésion cellulaire
Rappels Histologiques - Physiologie
Protéines de structure
perlecan
lamininine
collagène IV
intégrine
Intégrines : matrice extraxcellulaire
orientation et soutien des myofibrilles
Electromyographie
Intégrines : récepteurs transmembranaires
d’adhésion cellulaire
Rappels Histologiques - Physiologie
Protéines de structure
Transmission de la force en parallèle
(myofibrilles sarcolemme lame basale)
jonction myo-conjonctive
Electromyographie
Transmission de la force en série
(lame basale tendons)
Rappels Histologiques
Métabolisme du Muscle Strié Squelettique
mitochondries
gouttelette
lipidique
gouttelette
glucidique
Rappels Histologiques - Physiologie
Exploration fonctionnelle du Métabolisme du Muscle Strié
Squelettique (obésité, diabète, glycogénoses, fonction
oxydative …)
mitochondries
gouttelette
lipidique
gouttelette
glucidique
Rappels Histologiques
Innervation de la Fibre Musculaire Striée Squelettique
Unité motrice : 1 neurone pour n fibres
1 seul neurone par fibre
les fibres d’une même unité
motrice sont dispersées dans le
muscle
Rappels Histologiques - Physiologie
Innervation de la Fibre Musculaire Striée Squelettique
Unité motrice : 1 neurone pour n fibres
1 seul neurone par fibre
les fibres d’une même unité
motrice sont dispersées dans le
muscle recrutement spatial
harmonieux
Le mode de stimulation des fibres
par le motoneurone participe à
l’orientation typologique de la
fibre musculaire striée
squelettique
Electromyographie
Typologies du Muscle Strié Squelettique
Fibres I
Slow Oxydative
Fibres IIa
Fast Oxydative
Fibres IIx
Fast Glycolytic
lente
intermédiaire
rapide
aérobie
mixte
anaérobie
densité
mitochondriale
importante
intermédiaire
faible
quantité de
myoglobine
importante
intermédiaire
faible
lente
rapide
rapide
réserves en
glycogène
++
++
+++
réserves en
triglycérides
+++
++
+
densité fibrillaire
++
++
+++
force développée
fatigabilité
+
+
++
++
+++
+++
vitesse contraction
relaxation
voie principale de
resynthèse de l’ATP
activité de la
myosine ATPase
Typologies du Muscle Strié Squelettique
Les muscles sont constitués d’un mélange
en proportion variable
des 3 types d’unités motrices
Pour un type de muscle donné
variabilité individuelle génétique
Typologies du Muscle Strié Squelettique
type d’activité
préférentielle
Fibres I
Slow Oxydative
Fibres IIa
Fast Oxydative
Fibres IIx
Fast Glycolytic
Endurance,
Endurance active
Mouvements
puissants ou
intenses de
courte durée
Maintien de la
posture
Principaux « Sites » de la défaillance
fonctionnelle musculaire
nucleus
Plasticité du Muscle Strié Squelettique
activité physique
habituelle
génome
entraînement
Développement musculaire
âge
facteurs de
croissance
immobilisation
facteurs
inhibiteurs
Plasticité du Muscle Strié Squelettique
contraintes
mécaniques
signaux
intracellulaires
- Intégrines membranaires
(étirement)
- Titine (capteur de tension)
remodelage
musculaire
développement
musculaire
facteurs
nerveux
modulation de [Ca2+]intracellulaire
par le mode de stimulation du
motoneurone
facteurs
métaboliques
- marqueurs du statut énergétique
de la cellule : (AMP/ATP) ,
(ATP/ADP+Pi)
UM I
- hypoxie
HIF
facteur nutritionnel
facteurs hormonaux, facteurs circulants
VEGF
Plasticité du Muscle Strié Squelettique
Plasticité du Muscle Strié Squelettique
Une transfusion de sang d’une souris jeune à une souris âgée restaure la
capacité de régénéreration des muscles vieillissants
Conboy et al, 2005
Plasticité du Muscle Strié Squelettique
calcineurine
Ca - Calmodulne
Ca2+
NF-AT
synthèse des ARNm
des isoformes lentes
P
stimulation nerveuse
lente et durable
Plasticité du Muscle Strié Squelettique
étirement
Intégrines
MECANOTRANSDUCTION
(outside-in)
FAKinase
synthèse et
stabilisation des ARNm
des isoformes rapides
facteurs de
transcription
phosphorylations
intégration de matériel génomique
supplémentaire (noyaux des cellules satellites)
Cellules satellites