Cours 1 : La fonction musculaire part.2

​La fonction musculaire

By Émile Flachot

Le système neuro-musculaire, le recrutement et les modalités de contraction

Pas par hasard --> conditionne les propriétés du muscle

• Longueur des fibres musculaires (sarcomères en série) = vitesse ++

• Angle de pennation (sarcomères en parallèles) = force ++

• Tissus conjonctif = propriétés mécanique (raideur, stockage-restitution...)

Chaque niveau est entouré d’un tissu conjonctif. Ils maintiennent la structure, transmettre la force vers les tendons et permettent le passage des nerfs et vaisseaux :

• Épimysium : entoure le muscle entier

• Périmysium : entoure chaque faisceau

• Endomysium : entoure chaque fibre musculaire

1. Muscle
   → organe entier, attaché aux os par des tendons

2. Faisceaux musculaires (fascicules)

   → regroupements de fibres

3. Fibres musculaires (cellules musculaires)
   → longues cellules contractiles

4. Myofibrilles
   → structures internes responsables de la contraction

5. Sarcomères
   → unité fonctionnelle de base du muscle

​I- Structure de la fibre musculaire

La fibre musculaire est une cellule musculaire longue, cylindrique et plurinucléée (possédant plusieurs noyaux) qui permet la contraction. Elle contient des myofibrilles caractérisée par une organisation en sarcomères permettant la production de force, ainsi que des mitochondries et d’autres organites nécessaires à son métabolisme et à la production d’énergie.

​I- Structure de la fibre musculaire

Sarcomère - Unité contractile du muscle

Fonctions :

• Contraction : le sarcomère se raccourcit lorsque les filaments fins glissent sur les filaments épais (théorie du glissement des filaments)

• Force : proportionnelle au chevauchement optimal actine-myosine

• Élasticité passive : titine et tissu conjonctif autour

​I- Structure de la fibre musculaire

Sarcomère - Unité contractile du muscle

​I- Structure de la fibre musculaire

​I- Structure de la fibre musculaire

Tubules transverses

Le tubule transverse est un enfoncement de la membrane cellulaire (sarcolemme) qui pénètre profondément à l'intérieur de la fibre musculaire, perpendiculairement à l'axe long de la myofibrille.

Il permet au signal électrique (potentiel d'action) arrivant de la jonction neuromusculaire de se propager rapidement jusqu'au cœur de la fibre musculaire. Sans cela, seule la surface de la cellule serait stimulée.

​I- Structure de la fibre musculaire

• Une tubule transverse + 2 citernes terminales

• Le calcium libéré déclenche la contraction musculaire en permettant l'interaction actine-myosine

--> La triade est le "pont de communication" entre le signal nerveux et la libération du calcium nécessaire à la contraction.

​I- Structure de la fibre musculaire

Comment la libération du Ca2+ permet la contraction ?

4 protéines contractiles fondamentales : Myosine, Actine, Tropomyosine, Troponine

​I- Structure de la fibre musculaire

​II- La contraction musculaire

Vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=HPcoot65QG4

a) Théorie des filaments glissants

​II- La contraction musculaire

b) ÉTAPES DU MÉCANISME DE CONTRACTION

Couplage excitation-contraction
Rappel : Le potentiel d'action arrive au niveau de la jonction neuromusculaire puis se propage le long du sarcolemme dans les tubules transverses pour arriver jusqu'aux citernes terminales qui libèrent le calcium du réticulum sarcoplasmique vers le sarcoplasme. Le calcium se fixe sur la troponine et fait bouger la tropomyosine, ce qui libère les sites de fixation des têtes de myosine. Et ensuite ?

​II- La contraction musculaire

c) MÉCANISME DU TRANSPORT DU CALCIUM

Des questions ?

Dans ce cours, on a vu :

1. La structure du muscle et son organisation

2. Le mécanisme de la contraction musculaire

Vous devez être capable de :

• Citer les principales structures du muscle et expliquer son organisation.

• Décrire toutes les étapes du couplage excitation-contraction

Multiple Select

Un muscle avec un angle de pennation de 30° par rapport à son axe longitudinal aura :

• Une force de contraction réduite à cos(30°) ≈ 0,87 de la force maximale, mais pourra loger plus de fibres musculaires

• Une capacité à générer plus de force totale qu'un muscle parallèle de même volume grâce au nombre accru de fibres

• Une meilleure adaptation pour les mouvements qui nécessitent une grande force plutôt qu'une grande amplitude

• Une plus petite surface de coupe physiologique (PCSA) qu'un muscle parallèle de même volume

• Une augmentation de la vitesse de contraction mais une diminution de la force

Multiple Select

Une fibre musculaire de grande longueur par rapport à une fibre courte aura :

• Plus de sarcomères en parallèle

• Plus de sarcomères en série

• Une vitesse de raccourcissement plus rapide puisque chaque sarcomère se contracte individuellement

• Une amplitude de mouvement augmentée car la longueur totale de raccourcissement possible est plus importante

• Une vitesse de raccourcissement moins rapide puisque chaque sarcomère se contracte individuellement

Multiple Select

La structure hiérarchique d'un muscle squelettique, du plus petit au plus grand niveau d'organisation, est :

• Sarcomère → Myofibrille → Fibre musculaire → Faisceau → Muscle

• Myofibrille → Sarcomère → Fibre musculaire → Faisceau → Muscle

• Sarcomère → Faisceau → Fibre musculaire → Myofibrille → Muscle

Multiple Select

Cochez les ou la bonne(s) réponse(s) sur les tissus conjonctifs :

• L'endomysium est la membrane qui entoure directement le sarcolemme et participe à la transmission de la force de contraction

• L'endomysium est la membrane qui entoure directement le sarcolemme mais ne participe pas à la transmission de la force de contraction

• Le périmysium enveloppe le muscle entier, l'épimysium enveloppe chaque faisceau de fibres, et l'endomysium enveloppe chaque fibre musculaire individuelle

• L'épimysium enveloppe le muscle entier, le périmysium enveloppe chaque faisceau de fibres, et l'endomysium enveloppe chaque fibre musculaire individuelle

Multiple Select

A propos de la triade musculaire, cochez les ou la bonne(s) réponse(s) :

• Deux tubules transverses (T) entourant une citerne terminale, permettant une libération de calcium plus efficace

• Un tubule transverse (T) au centre flanqué de deux citernes terminales du réticulum sarcoplasmique de chaque côté

• Une structure essentielle au couplage excitation-contraction qui propage le signal électrique et déclenche la libération du calcium

• Correspond à la jonction neuromusculaire

Multiple Select

La contraction musculaire résulte d'une séquence d'événements déclenchée par le calcium :

• Le calcium se fixe sur la tropomyosine, qui change de conformation et déplace la troponine, exposant les sites de fixation de la myosine sur l'actine

• La fixation de l'ATP sur la tête de myosine provoque sont attachement au filament d'actine

• Sans ATP le sarcomère peut rester contracté indéfiniment

• Le calcium se fixe sur la troponine, qui change de conformation et déplace la tropomyosine, exposant les sites de fixation de la myosine sur l'actine

• Les têtes de myosine se fixent sur les sites exposés de l'actine et tirent les filaments fins vers le centre du sarcomère