450 likes | 5.28k Vues
PLAN. DEFINITION
E N D
1. MECANISME DE CONTRACTION DU MUSCLE STRIE SQUELETTIQUE
2. PLAN DEFINITION GENERALITES
STUCTURE DE LA CELLULE MUSCULAIRE STRIEE.
I- Structure gnrale : muscle au repos
- microscopie optique
- microscopie lectronique
II- Muscle contract
BIOCHIMIE DE LA CONTRACTION
I- Structure des 4 protnes contractiles
II-Mcanisme de la contraction
PHENOMENES ELECTRIQUES DE LA CONTRACTION
1- Le stimulus nerveux et la contraction
2- Proprits de la membrane sarcoplasmique
3- Couplage lectro-mcanique: couplage excitation-contraction .
MECANISMES ENERGETIQUES DE LA CONTRACTION MUSCULAIRE
1- Les sources dnergie
2- Aspects nergtiques
LES TYPES DE CONTRACTION
SOMMATION DES CONTRACTIONS ET TETANOS
LA CONTRACTILITE MUSCULAIRE
1- Relation tension-longueur
2- Relation vitesse-force
TRANSMISSION NEURO-MUSCULAIRE
LA REGULATION
3. DEFINITIONS - GENERALITES 3 types de muscle :
- muscle lisse
- m.cardiaque : m.stri contraction involontaire
- m.stri squelettique : contraction volontaire
4. La contraction est la proprit qu le muscle de :
la longueur de ses fibres : contraction isotonique .
- dexercer une tension sur ses insertions : contraction isomtrique .
5. Le muscle convertit de lnergie potentielle chimique ( de lATP : produit du mtabolisme cellulaire des nutriments ) en travail mcanique et en chaleur .
6. STRUCTURE DE LA CELLULE MUSCULAIRE STRIEE I- Structure gnrale : muscle au repos
. Muscle = groupe de faisceaux musculaires
. 1 faisceau = des milliers de fibres musculaires
. La fibre musculaire est la cellule musculaire .
. Les fibres musculaires sont entoures de tissu conjonctif qui formera le tendon.
8. 1- microscopie optique - La cellule musculaire est une cellule cylindrique :
. L : jusqu X cms
. l : 10 100 microns
- Elle est entoure dune membrane cellulaire = le sarcolemme (qui reoit et transmet le message nerveux)
Le liquide cytoplasmique sappelle le sarcoplasme qui contient :
. X noyaux (cellule multinucle)
. mitochondries ( centrale dnergie de la cellule )
. La myoglobine (pigment respiratoire qui stoke et diffuse lO2 )
- les myofibrilles = partie contractile :
9. Les myofibrilles - 1 3 microns dpaisseur.
- composes de myofilaments prsentant une succession de bandes alternativement sombres et claires qui sont au mme niveau dune myofibrille lautre do laspect stri transversalement de la cellule musculaire .
- on distingue :
. une bande sombre A partage en deux bandes par une troite zone claire : zone H .
. une bande claire I partage en 2 par une bande fonce , la strie Z qui passe dune fibrille lautre dans toute la largeur de la fibre et sattache de chaque ct du sarcolemme.
Lensemble des bandes situes entre 2 stries Z
est dnomm sarcomre : unit histologique et physiologique du muscle stri de 2 3 microns de longueur au repos
11. 2- microscopie lectronique - la bande I = filaments fins de 6 7 mm de diamtre qui sinsrent sur la ligne Z .
- la bande A est essentiellement constitue par les filaments pais disposs paralllement .
ces 2 types de filaments se superposent vers le centre laissant un espace clair au milieu du sarcomre , l o les filaments pais se trouvent seuls (bande H ) .
- le sarcolemme sinvagine au niveau de chaque sarcomre pour former un rseau tubulaire transverse (systme T rgion charnire du couplage excitation-contraction ).
- la microscopie lectronique permet de dceler la prsence dun systme membranaire inter fibrillaire complexe : le rticulum sarcoplasmique ( principal rservoir de Ca++ libre dans la cellule musculaire strie).
13. II Muscle contract au cours du racourcissement du muscle,on constate au niveau cellulaire :
- un retrcissement du sarcomre aux dpens des bandes I et H qui diminuent , la bande A est inchange .
- la longueur minimale du sarcomre est de 1,6 micron , ce qui correspond la longueur des filaments pais ( bande A ).
- la longueur des 2 filaments reste constante au cours de la contraction, il se produit donc un glissement des filaments fins et pais.
15. BIOCHIMIE DE LA CONTRACTION 1- Struture des 4 protnes :
- myosine
- actine
- troponine
- tropomyosine
16. La myosine - 300 400 molcules assembles la maniere dune torsade = filament pais .
- PM : 500 000
- forme de canne de hockey :
. le manche formant le corps du filament
. la crosse faisant saillie lextrieur
- les caractristiques majeures de la myosine sont : . son activit ATPasique ( niv. crosse )
. son affinit pour lactine
17. Lactine - long polymre dactine monomre globulaire G .
- compose le filament mince en forme de double hlice.
- PM : 42000
- les filaments dactine sont attaches par une de leurs extrmits la strie Z .
- le monomre dactine prsente une grande affinit pour : .les autres molcules dactine
.la tte de la myosine
.la tropomyosine
19. Les protnes dtes rgulatrices - la tropomyosine . filamentaire , fortement hlicodal. .se trouve encastre dans le filament mince.
. bloque les sites de liaison actine-myosine=verrou
la troponine
. situe tous les 40nm le long du filament mince.
. actions:
.inhibe en permanence linteraction des 3 autres protnes en labsence de Ca++ (inhibition de lactivit ATPasique de la tte de la myosine).
.fixe le Ca++ libr par le rticulum sarcoplasmique.
La fixation du Ca++ sur la troponine entraine la contraction en levant linhibition exerce en permanence par le complexe troponine
21. Autres protnes Des brins fins dune protne gante lastique , la titine ou connectine , qui ne sont pas visibles en microscopie optique , longent dans les 2 directions partir de la ligne M les filaments pais jusquaux extrmits du sarcomre .
La connestine est la plus grosse protne de lorganisme et comporte prs de 30.000 AA .
Elle a 2 rles importants :
1- avec les protnes de la ligne M elle stabilise la position respective des filaments fins et pais.
2- en agissant comme un ressort elle contribue fortement llasticit du muscle ( quant un muscle a t tir par une force externe , la connectine favorise son retour sa longueur de repos une fois que la forrce nest plus applique,ce qui est analogue au jeu dun ressort)
23. 2 Mcanisme de la contraction a) Description du phnomne.
- attachement de la crosse de la myosine sur lactine , suivi dune rotation des ponts entrainant un petit glissement des filaments ( quelques nm ).
- les ponts se dtachent et se rattachent un peu plus loin sur le filament fin en recommenant le cycle.
- la rsultante est un racourcissement du sarcomre qui rapproche les 2 lignes Z vers son centre.
- ncessit dnergie fournie par lhydrolyse de lATP (ste ATPasique de la tte de la myosine).
b) Signal de dclenchement de la contraction.
- augmentation de la [c] intracellulaire de Ca++
- rappel: en labsence de Ca++ et en prsence de tropomyosine la troponine inhibe la formation de ponts A/M .
- le Ca++ en se liant la troponine lve cette inhibition et rend possible le glissement.
Le Ca++ agit en tant que drpresseur de la troponine.
26. PHENOMENES ELECTRIQUES DE LA CONTRACTION MUSCULAIRE 1 Le stimulus nerveux et la contraction.
- rhobase : le plus faible courant dbut brusque capable dexciter le muscle.
- chronaxie : temps de passage dun courant dintensit double de la rhobase ncessaire pour obtenir le seuil de contraction.
- le PA nerveux est une dpolarisation de la membrane axonique ( - 80mV +20mV) par modification de la permabilit membranaire au Na+ puis au K++. - cette dpolarisation se propage le long de laxone jusqu lextrmit pr-synaptique o elle dclenche la libration dun neuro- transmetteur .
27. 2 Proprits de la membrane sarcoplasmique. - les proprits lectriques du sarcolemme sont similaires celles de la membrane axonale
- un PA est dclench par un phnomne de dpolarisation qui peut se produire soit physiologiquement au niveau de la plaque motrice soit en face de llectrode lorsque lon stimule la fibre lectriquement.
- PA du des modifications successives de la permabilit membranaire au Na+ et K+ .
- ce PA propag a une forme voisine du PA nerveux mais se diffrencie de lui par lexistence dun retard considrable de la repolarisation complte qui dure autant de temps que la contraction.
- la vitesse de propagation du PA musculaire est de 2 4 m/s
- le caractre de tout-ou-rien de la secousse isole est la consquence de la qualit tout-ou-rien de la variation du potentiel de membrane .
- le potentiel de membrane se propage :
. tout le long du sarcolemme
. lintrieur de la cellule par les invaginations de la membrane cellulaire , les tubules transverses ( systme en T ).
. grace au systme en T le PA musculaire active active directement et simultanment chaque sarcomre .
- la rponse musculaire se fait aprs un temps de latence correspndant :
. la conduction nerveuse
. la jonction neuro-musculaire
. la conduction intramusclaire
28. La dure du PA dune fibre musculaire est de 5ms alors que la dure du PA dune fibre nerveuse est de 1ms
29. 3 Couplage lectromcanique ou couplage excitation-contraction - londe de dpolarisation se propage en surface sur toute la fibre musculaire , dans les tubules transverses conduisant ainsi lexcitation en profondeur .
- la dpolarisation des tubules transverses dtermine une libration de Ca++ du rticulum sarcoplasmique.
- les ions Ca++ diffusent lintrieur des myofibrilles dclenchant la contraction des protines par combinaison avec la troponine, lATPase de la myosine fournissant lnergie
( ATP ? ADP + phosphate inorganique +E )
- la relaxation des protnes contractiles et du muscle est due au recaptage actif du Ca++ cytoplasmique par le rticulum sarcoplasmique , recaptage actif par une pompe Ca++ consommant de lATP et qui assure une [c] du Ca++ lintrieur des membranes du rticulum plus de 1000 fois suprieure celle du sarcoplasme .
- grande stabilit des ponts A / M en labsence dATP .
- l ATP est donc indispensable pour les processus dassociation et de dissociation des protnes contractiles.
31. MECANISME ENERGETIQUE DE LA CONTRACTION MUSCULAIRE 1 les sources dnergie
L nergie mcanique de la contraction musculaire provient directement de lnergie chimique ( ATP ) .
Pendant lactivit musculaire , la rgnration de lATP se fait suivant 3 voies :
a) raction couple de lADP avec la cratine-phosphate :
- au dbut de lactivit musculaire,lATP emmagasin dans les muscles est consomm en 6 sec. environ.
-puis ADP + cratine phosphate ATP
( la cratine phosphate est un compos haute nergie emmagasine dans les muscles
action de la cratine kinase )
puissance musculaire maximale pendant 10 15 sec.
b) respiration cellulaire anarobie = la glycognolyse
la rserve musculaire de glycogne est transforme en acide lactique
3 mol. dATP / mol. de glycogne
effort musculaire pendant 30 40 sec.
c) respiration cellulaire arobie = phosphorylation oxydative du glucose et des acides gras.
. indispensable pour que leffort soit maintenu
. si contraction lente ou repos : dgradation des acides gras
. si contraction plus soutenue: glucose + O2 CO2 + eau 36 38 mol. dATP/mol glu.
32. 2 aspects nergtiques - la contraction musculaire saccompagne d un chauffement musculaire mesur par thermomtre ou aiguille thermomtrique
- la dpense nergtique est de 2500 plus de 6000 cal/j dont la part musculaire est de 40% au repos et de + de 80% en activit.
- simultanment les changes gazeux augmentent de + de 20 fois.
- on distingue :
. la chaleur de repos ( 20 40 % du MB )
due au fonctionnement des pompes Na+ / K+ et Ca++
. la chaleur initiale
cest celle de la contraction
le rendement mcanique de la contraction musculaire est faible 20 25% soit 75 80% en chaleur.
. la chaleur retarde :
chaleur de relaxation et de reconstitution des stocks dnergie
33. LES TYPES DE CONTRACTION Deux modalits de contraction.
- isotonique = dynamique
. diminution de la distance entre les points dattache osseux
. tension constante
. muscle ralise un travail
- isomtrique = statique
. pour viter le dplacement dun segment corporel
. longueur constante
34. SOMMATION DES CONTRACTIONS ET TETANOS Les potentiels daction moteurs se succdent en restant distinct les uns des autres alors que les phnomnes mcaniques sadditionnent aboutissant , si la frquence est suffisante (suprieure 50 c/sec ) , un ttanos.
Il y a donc continuit des phnomnes mcaniques et discontinuit des phnomnes lectriques.
La priode rfractaire lectrique beaucoup plus courte que celle de la fibre musculaire , permet de r-exciter la fibre nerveuse avant la disparition de la rponse au 1er excitant.
- la force dveloppe peut tre 4 fois suprieure celle de la secousse isole.
35. LA CONTRACTILITE MUSCULAIRE (1) Elle peut sexprimer par 2 relations :
1 relation tension-longueur
pour un muscle on peut dfinir :
. sa longueur dquilibre = longueur dun muscle dsincr et en labsence de toute stimulation.
. sa longueur de repos = lorsquil est normalement insr sur le squelette par lintermdiaire de ses tendons , il est lgrement sous tension.
Si la longueur initiale est ~ de 20% suprieure la longueur dquilibre ,la tension isomtrique aprs stimulation est maximale .
2 relation vitesse-force
plus la vitesse de contraction est rapide moins la force dveloppe est grande.
39. LA CONTRACTILITE MUSCULAIRE (2) - les contractions qui dbutent isotoniquement et finissent isomtriquement ou inversement sont nombreuses , par exemple :
. avant de soulever un poids la contraction reste sans raccourcissement jusqu ce que la tension ttanique atteigne la charge
. puis surpasse la charge ( dplacement )
. puis nouveau contraction isomtrique pour la maintenir la hauteur voulue.
- idem pour le cur : la premire partie de la systole est isomtrique puis vacuation isotonique .
40. LA TRANSMISSION NEURO-MUSCULAIRE Elle fait se succder au niveau de la plaque motrice :
- un phnomne lectrique
- un phnomne biochimique ( A.C )
- un phnomne lectrique
41. LA REGULATION Concept dunit motrice :
- cest lensemble constitu par un motoneurone a de la corne antrieure , de son axone et de toutes les fibres musculaires qui en dpendent .
- lunit motrice est variable :
. 15 fibres pour lil
. 1700 pour le solaire
- chaque unit motrice est un palier de contraction.
unit motrice = unit fonctionnelle
La gradation de lintensit de la contrction musculaire est assure :
- par la variation du nombre dunits motrices ( recrutement ).
- par la frquence de leur stimulation .