Structure et Structure et Fonctions du Fonctions du

Muscle Muscle SquelettiqueSquelettique

I - Caractéristiques I - Caractéristiques générales du tissu générales du tissu

musculairemusculaire A - A - Types de tissus Types de tissus musculairesmusculaires

3 types : 3 types : squelettique, squelettique, cardiaque, lisse. cardiaque, lisse.

structure, structure, situation dans le corps, situation dans le corps, fonction, fonction, mode de mode de

déclenchement de leur déclenchement de leur contraction. contraction.

Points communs :Points communs :

Les cellules ont une forme allongée Les cellules ont une forme allongée = fibres musculaires (FM)= fibres musculaires (FM)

La contraction est assurée grâce à La contraction est assurée grâce à des myofilaments (actine et des myofilaments (actine et myosine)myosine)

Différences :Différences :

Tissu musculaire squelettiqueTissu musculaire squelettique : : = les = les muscles striésmuscles striés sous la forme de muscles squelettiques sous la forme de muscles squelettiques

(recouvre le squelette osseux et s’y attache)(recouvre le squelette osseux et s’y attache) fibres musculaires squelettiques = les + fibres musculaires squelettiques = les +

longues (forment des stries), longues (forment des stries), peuvent être maîtrisées volontairement peuvent être maîtrisées volontairement peuvent se contracter rapidement, et avec une peuvent se contracter rapidement, et avec une

grande forcegrande force sont très fatigablessont très fatigables

Différences :Différences :

Le tissu musculaire cardiaqueLe tissu musculaire cardiaque : : n’existe que dans le cœur (myocarde) n’existe que dans le cœur (myocarde) strié, strié, contraction involontairecontraction involontaire

Le tissu musculaire lisseLe tissu musculaire lisse : : dans les organes viscéraux creux dans les organes viscéraux creux non striés, non striés, involontairesinvolontaires

I - Caractéristiques I - Caractéristiques générales du tissu générales du tissu

musculairemusculaireB - B - Fonctions du tissu musculaireFonctions du tissu musculaire

MouvementMouvement Maintien de la postureMaintien de la posture Stabilisation des articulationsStabilisation des articulations Production de chaleurProduction de chaleur

I - Caractéristiques I - Caractéristiques générales du tissu générales du tissu

musculairemusculaireC - C - Caractéristiques fonctionnelles Caractéristiques fonctionnelles

des musclesdes muscles

Excitabilité Excitabilité : faculté de percevoir : faculté de percevoir un stimulus et d’y répondreun stimulus et d’y répondre

ContractilitéContractilité  : capacité de se : capacité de se contracter avec force en présence contracter avec force en présence d’une stimulation appropriéed’une stimulation appropriée

ExtensibilitéExtensibilité  : faculté d’étirement. : faculté d’étirement. Lorsqu’elles se contractent, les fibres Lorsqu’elles se contractent, les fibres musculaires raccourcissent, mais musculaires raccourcissent, mais lorsqu’elles sont détendues, on peut les lorsqu’elles sont détendues, on peut les étirer au-delà de leur longueur de reposétirer au-delà de leur longueur de repos

ElasticitéElasticité  : possibilité pour les FM de se : possibilité pour les FM de se raccourcir et de reprendre leur longueur raccourcir et de reprendre leur longueur de repos lorsqu’on les relâche.de repos lorsqu’on les relâche.

II - Structures anatomiques et II - Structures anatomiques et fonctionnelles du tissu fonctionnelles du tissu

musculairemusculaire A - A - Structure Structure

anatomique du anatomique du musclemuscle

1.1. Le muscle Le muscle squelettiquesquelettique : : - un corps - un corps musculaire musculaire - un ou plusieurs - un ou plusieurs tendonstendons

Enveloppes musculaires:Enveloppes musculaires:

Le corps musculaire est Le corps musculaire est constitué de plusieurs constitué de plusieurs centaines (milliers) de FM, centaines (milliers) de FM, regroupées en faisceaux. regroupées en faisceaux.

Autour de chaque faisceauAutour de chaque faisceau== périmysiumpérimysium

Autour de chaque FM Autour de chaque FM = = endomysiumendomysium : : sépare les FM entre elles, sépare les FM entre elles, isolant électrique en isolant électrique en

doublant la membrane doublant la membrane électriquement excitable électriquement excitable qui recouvre la fibre : qui recouvre la fibre : le le sarcolemmesarcolemme

II - Structures anatomiques et II - Structures anatomiques et fonctionnelles du tissu fonctionnelles du tissu

musculairemusculaire A - A - Structure anatomique du muscleStructure anatomique du muscle

2.2. La fibre musculaireLa fibre musculaire :: cellule géante, très allongée, plusieurs noyauxcellule géante, très allongée, plusieurs noyaux diamètre d’1 FM varie entre 10 et 100µmdiamètre d’1 FM varie entre 10 et 100µm longueur d’une FM peut aller de 1 mm à plusieurs longueur d’une FM peut aller de 1 mm à plusieurs

dizaines de centimètres (30 cm)dizaines de centimètres (30 cm) les + courtes et les plus épaisses = une force les + courtes et les plus épaisses = une force

importanteimportante les plus longues et les + fines = mouvements les plus longues et les + fines = mouvements

rapides et de grande amplituderapides et de grande amplitude

Fibres musculairesFibres musculaires

Chaque FM : enveloppée d’une membrane fine Chaque FM : enveloppée d’une membrane fine électriquement excitable : électriquement excitable : le sarcolemmele sarcolemme tapisse totalement la fibre, tapisse totalement la fibre, peut transmettre l’excitation électrique aux éléments peut transmettre l’excitation électrique aux éléments

contractiles : contractiles : les myofibrillesles myofibrilles

Les tubules transversesLes tubules transverses (tubules T) : modifications (tubules T) : modifications particulières du sarcolemme, qui pénètrent en profondeur particulières du sarcolemme, qui pénètrent en profondeur dans la celluledans la cellule

Sarcoplasme :Sarcoplasme : liquide intracellulaire de la FM, liquide intracellulaire de la FM, abrite des réserves importantes de glycogène abrite des réserves importantes de glycogène Abrite de la myoglobineAbrite de la myoglobine

Le réticulum sarcoplasmiqueLe réticulum sarcoplasmique : réseau de tubules, qui : réseau de tubules, qui parcourt les intervalles entre les myofibrillesparcourt les intervalles entre les myofibrilles

Les terminaisons du réticulum sont appelées citernes Les terminaisons du réticulum sont appelées citernes (réserves d’ions Ca(réserves d’ions Ca2+2+))

II - Structures anatomiques et II - Structures anatomiques et fonctionnelles du tissu fonctionnelles du tissu

musculairemusculaire

A - A - Structure anatomique du muscleStructure anatomique du muscle 3.3. Les myofibrilles Les myofibrilles ::

allongées d’une extrémité à l’autre de la FMallongées d’une extrémité à l’autre de la FM se regroupent parallèlement par paquets de se regroupent parallèlement par paquets de

40 à 8040 à 80 Chacune présente dans sa longueur une Chacune présente dans sa longueur une

alternance régulière de bandes sombres et alternance régulière de bandes sombres et claires claires apparence striée apparence striée

L’alternance de ces bandes = zones de L’alternance de ces bandes = zones de chevauchement des filaments contractiles  : chevauchement des filaments contractiles  : l’actine et la myosinel’actine et la myosine. .

La position de ces filaments se répète de La position de ces filaments se répète de manière très régulière tout au long de la fibre au manière très régulière tout au long de la fibre au sein d’unités particulières appelées sein d’unités particulières appelées sarcomèressarcomères. .

StructurStructure du e du

musclemuscle

Le sarcomèreLe sarcomère

= l’unité contractile du muscle= l’unité contractile du muscle comprend un disque sombre (bande comprend un disque sombre (bande

A) encadré de 2 disques clairs A) encadré de 2 disques clairs (bande I)(bande I)

est limité à ses extrémités par 2 est limité à ses extrémités par 2 lignes sombres : les stries Z qui lignes sombres : les stries Z qui constituent les sites de jonction des constituent les sites de jonction des sarcomères entre euxsarcomères entre eux

Le sarcomèreLe sarcomère

Relaxedmuscle

Contractedmuscle

relaxed sarcomere

contracted sarcomere

Les myofilamentsLes myofilaments

au milieu des filaments fins d’actine, au milieu des filaments fins d’actine, s’intercalent les filaments épais de s’intercalent les filaments épais de myosinemyosine

Les filaments d’actine sont Les filaments d’actine sont solidement fixés aux stries Zsolidement fixés aux stries Z

Les filaments épais sont formés par Les filaments épais sont formés par l’assemblage de plusieurs molécules l’assemblage de plusieurs molécules de myosine de myosine

III. Mécanisme de la III. Mécanisme de la contractioncontraction

A – A – Les myofilamentsLes myofilaments

Propriétés des têtes de myosine : Propriétés des têtes de myosine : 1 = dégrader l’ATP, 1 = dégrader l’ATP, 2 = se lier avec les filaments d’actine2 = se lier avec les filaments d’actine

Au repos, les liaisons entre actine et myosine sont empêchés par l’inhibition exercée par 2 protéines : la troponine et la tropomyosine.

→ Verrous placés entre les filaments fins et épais.

B – B – La commande neuromusculaire : La commande neuromusculaire : couplage excitation-contractioncouplage excitation-contraction

Pour qu’une FM se contracte, un PA doit être Pour qu’une FM se contracte, un PA doit être appliqué sur le sarcolemmeappliqué sur le sarcolemme

augmentation la concentration intracellulaire d’ions Caaugmentation la concentration intracellulaire d’ions Ca2+2+ contraction contraction

Conduction des influx nerveux du SNC : nerfs Conduction des influx nerveux du SNC : nerfs moteurs, constitués de motoneurones moteurs, constitués de motoneurones

Le motoneurone Le motoneurone est un neurone dont le corps est un neurone dont le corps cellulaire se situe dans la moelle épinière, et la cellulaire se situe dans la moelle épinière, et la terminaison sur le sarcolemmeterminaison sur le sarcolemme. .

Liaison entre Motoneurone Liaison entre Motoneurone et et sarcolemme : sarcolemme : la jonction la jonction neuromusculaireneuromusculaire. .

En général, chaque FM ne possède qu’1 En général, chaque FM ne possède qu’1 JNMJNM

axone du motoneurone axone du motoneurone : : pénètre sous l’enveloppe conjonctive du pénètre sous l’enveloppe conjonctive du

musclemuscle- se divise en plusieurs branches- se divise en plusieurs branches

- chacune de ces branches se dirige vers 1 FM - chacune de ces branches se dirige vers 1 FM

Synapse chimique : Synapse chimique : fente synaptiquefente synaptique

Neurotransmetteur Neurotransmetteur : : l’Acétylcholinel’Acétylcholine (Ach). (Ach).

La plaque motriceLa plaque motrice = partie du = partie du sarcolemme de la sarcolemme de la FM où se trouve la FM où se trouve la JNMJNM

Lorsqu’une cellule musculaire se contracte, Lorsqu’une cellule musculaire se contracte, chacun de ses sarcomères raccourcit et les chacun de ses sarcomères raccourcit et les stries Z se rapprochent. stries Z se rapprochent.

Aucun des filaments ne change de Aucun des filaments ne change de longueur pendant que les sarcomères se longueur pendant que les sarcomères se

contractent.contractent.

La contraction se fait par un glissement des La contraction se fait par un glissement des filaments d’actine le long des filaments de filaments d’actine le long des filaments de myosinemyosine

a - Excitation : a - Excitation :

lorsque le PA membranaire, qui lorsque le PA membranaire, qui parcours le sarcolemme, arrive au parcours le sarcolemme, arrive au niveau des citernesniveau des citernes la la membrane des citernes devient membrane des citernes devient perméables au calcium.perméables au calcium.

b - Couplage Calcium-troponine

le Ca2+ massivement libéré dans le le Ca2+ massivement libéré dans le sarcoplasme se fixe sur les sites sarcoplasme se fixe sur les sites calciques de la troponinecalciques de la troponine

Cette affinité pour le calcium a pour Cette affinité pour le calcium a pour effet de faire pivoter sur elles-effet de faire pivoter sur elles-mêmes les molécules de troponine et mêmes les molécules de troponine et de tropomyosinede tropomyosine

c - Pontage actomyosine

la molécule de tropomyosine, qui au la molécule de tropomyosine, qui au repos s’intercalait entre l’actine et la repos s’intercalait entre l’actine et la myosine, est alors déplacée, et ne myosine, est alors déplacée, et ne s’oppose plus au contact spontané s’oppose plus au contact spontané des têtes des molécules de myosine des têtes des molécules de myosine et d’actine. et d’actine.

Un pont acto-myosine se forme Un pont acto-myosine se forme alors. alors.

d- Mouvement de d- Mouvement de glissement des glissement des myofilamentsmyofilaments

l’accouplement de l’actine et de la myosine l’accouplement de l’actine et de la myosine dégradation d’ATP dégradation d’ATP production d’énergie production d’énergie

Cette énergie est convertie en mouvement de la Cette énergie est convertie en mouvement de la tête de chaque molécule de myosine, qui, tête de chaque molécule de myosine, qui, ensembles, donnent un micromouvement de ensembles, donnent un micromouvement de glissement des filaments d’actine vers le centre glissement des filaments d’actine vers le centre du sarcomère. du sarcomère.

Sur leur lancée, les têtes de myosine se Sur leur lancée, les têtes de myosine se détachent des sites où elles étaient fixées et vont détachent des sites où elles étaient fixées et vont chercher d’autres sites voisins pour à nouveau chercher d’autres sites voisins pour à nouveau les faire glisserles faire glisser

e - Le relâchemente - Le relâchement

Tant que durent les influx nerveux, Tant que durent les influx nerveux, ces mécanismes se répètent. ces mécanismes se répètent.

Lorsque les PA cessent, le Ca2+ est Lorsque les PA cessent, le Ca2+ est aspiré par les citernes (pompes à aspiré par les citernes (pompes à Ca2+).Ca2+).

tropomyosine vient se tropomyosine vient se replacer en position initiale.replacer en position initiale.

IV – Le muscle IV – Le muscle squelettique à l’exercicesquelettique à l’exercice

A- A- L’unité motriceL’unité motrice Chaque FM Chaque FM un nerf moteur un nerf moteur Un même neurone peut régir plusieurs Un même neurone peut régir plusieurs

fibres musculaires fibres musculaires L'ensemble formé par un neurone L'ensemble formé par un neurone

moteur et toutes les fibres musculaires moteur et toutes les fibres musculaires qu'il dessert est appelé qu'il dessert est appelé Unité MotriceUnité Motrice

L’Unité MotriceL’Unité Motrice