Le muscle INTRODUCTION

Comparaison des trois types de muscles Muscles striés Muscles non striés Muscles squelettiques Muscle cardiaque Muscles lisses Muscles volontaires Muscles involontaires

Comparaison des trois types de muscles Type de muscle SQUELETTIQUE LISSE multiunitaire unitaire CARDIAQUE Longueur, forme et noyaux très longues fibres striées et multinucléées fibres courtes en fuseau, lisses et mononucléées fibres courtes en fuseau, lisses et mononucléées fibres courtes et bifurquées, striées et mononucléées Jonctions gap Absentes Peu nombreuses Nombreuses Sarcomères Oui Non Structure interne tubules T réticulum bien développé pas de tubules T réticulum peu développé réticulum assez développé

Muscles striés myofilaments organisés en muscles à contraction rapide sarcomère muscles à contraction rapide et de courte durée Muscles lisses myofilaments non organisés en sarcomères muscles à contraction lente et maintenue ou cyclique

I. Les muscles squelettiques Contraction phasique contraction tonique

Fibres de type I • Fibres lentes, dites fibres toniques, richement vascularisées • Métabolisme aérobie • Rôle dans le contrôle postural et dans la résistance à l’étirement – Fibres de type II • Fibres rapides ou phasiques, peu vascularisées • Métabolisme anaérobie • Rôle dans la régulation des mouvements actifs

1.1 au microscope photonique 1. Structure 1.1 au microscope photonique

Deux fibres en vue longitudinale tendon os vaisseau sanguin faisceau de fibres enveloppe conjonctive fibre (cellule) d’après Benjamin Cummings (2001) Fibres en coupe transversale

1.2 au microscopie électronique muscle myofibrille faisceau sarcomères fibre (cellule) myofilaments fins (actine) myofilaments épais (myosine)

a. Filament fin d'actine= bande I Il est constitué de deux colliers de perles enroulés l'un autour de l'autre. Les perles sont des monomères d'actine G (globulaire et soluble). Après polymérisation, on obtient de l'actine F( fibreuse). Dans chacune des deux gorges formées par l'enroulement des perles, on trouve de la tropomyosine, allongée et filamenteuse.

b. Filament épais de myosine= bande A La molécule de myosine est une très grosse molécule, c'est un hexamère= 6 sous unités deux chaînes lourdes: queue de la myosine, > la tête de la myosine (au bout d'une chaine lourde); chaque tête possédant deux chaînes légères: LC1 et LC2 (cette dernière est phosphorylable, rôle majeur pour les muscles lisses mais pas pour les striés

c. Les molécules de troponines

2. Réponse musculaire à une contraction 1 Réponse électrique du nerf moteur 2 Réponse électrique musculaire stimulateur 3 Contraction musculaire nerf moteur muscle transducteur

Quand le muscle se contracte : - la longueur du sarcomère diminue au repos contracté sarcomere Quand le muscle se contracte : - la longueur du sarcomère diminue -la longueur de la bande claire (I) diminue -la longueur de la bande sombre (A) ne change pas

Quand le muscle se contracte : au repos muscle contracté Quand le muscle se contracte : - la longueur des filaments fins (en bleu) ne change pas -la longueur des filaments épais (en rouge) ne change pas la contraction s’explique par un glissement des filaments fins entre les filaments épais

dans le RS, à tout moment: [Ca2+]= 10 - 3 M 3. Le contrôle ionique de la contraction (couplage excitation-contraction) 3.1 la propagation de l’excitation dans le RS, à tout moment: [Ca2+]= 10 - 3 M dans le cytosol, au pic de calcium, lors de la contraction: [Ca2+]= 10 - 6 M dans le cytosol, au repos: [Ca2+]= 10 - 7 M

3.2 le couplage électro-calcique stimulation électrique fibre musculaire géante chargée d’aequorine photo- multipli- cateur transducteur Vm [Ca2+]i contraction courant appliqué canule de remplissage d’après M.Rieutort, Physiologie animale, tome 1, Masson

+ - 1 - repos + - 2 - excitation et contraction - + 3 - relaxation

réticulum sarcoplasmique potentiel d’action Ca CICR d’après JP Truchot, Biologie et physiologie animale, Dunod La ryanodine n'est pas un ligand endogène de la protéine. Il s'agit d'un alcaloïde toxique sécrété par Ryania speciosa (une plante tropicale)

strie Z actine myosine

filament épais (myosine) filament fin (actine en bleu) tête de myosine ions Ca2+ filament épais (myosine) filament fin (actine en bleu) Ca TM C T I La troponine se compose de 3 sous-unités : I, C et T d’après Benjamin Cummings (2003)

sites de liaison actine-myosine troponine tropomyosine actine sites de liaison actine-myosine d’après A. Calas et coll., Précis de Physiologie, Doin

contraction

3.3 Relaxation SERCA, est une ATPase, a un rôle majeur dans la relaxation. C'est une pompe à calcium située sur la membrane du RS. Elle n'a pas besoin de développer une force, elle a juste besoin de repomper le calcium contre son gradient. Cette ATPase est régulée par une petite protéine: le phospholamban (PL ou PLP)

II. LE Muscle lisse

Le calcium qui afflue dans la fibre musculaire lisse se lie à la calmoduline, une protéine de liaison du calcium (calcium-binding protein). Le complexe calcium-calmoduline qui s’est formé active une enzyme, la kinase des chaînes légères de myosine. Cette kinase permet la phosphorylation d’une des deux chaînes de myosine légères de chaque tête de myosine par l’utilisation de l’ATP. Cette phosphorylation permet de démasquer le site de liaison de l’actine sur la tête de myosine lourde. La liaison de l’actine avec la myosine induit la contraction de la fibre musculaire lisse.

La myopathie regroupe un ensemble de maladies neuromusculaires qui se caractérisent par une dégénérescence du tissu musculaire. Origine génétique (comme la myopathie de Duchenne, due à une dégénérescence du chromosome X) métabolique (liée à un déficit d’enzymes). acquise (due à une intoxication ou à une inflammation) congénitale (présente dès la naissance).

L'hyperthermie maligne Il s'agit d'un problème uniquement liée à l'anesthésie générale qui comporte une crise d'hyper métabolisme musculaire très importante déclenchée par l'exposition aux agents anesthésiques halogénés volatiles et la succinylcholine L'HM est une maladie musculaire transmise selon un mode autosomique dominant non lié au sexe