Histologie du tissu musculaire strié cardiaque

• Ce document porte sur l'histologie du tissu musculaire strié cardiaque.

Généralités

• Le cœur est l'organe central de l'appareil cardiovasculaire, composé de quatre cavités.
• Les oreillettes reçoivent le sang de la circulation veineuse, tandis que les ventricules éjectent le sang dans la circulation artérielle.
• Il n'y a pas de communication entre les cavités droites et gauches après la naissance.
• La paroi du cœur se compose de trois couches distinctes: l'endocarde (interne), le myocarde (médiane) et l'épicarde (externe).
• L'endocarde est recouvert de cellules endothéliales au contact direct du sang.
• Le myocarde est la couche musculaire principale du cœur.
• L'épicarde est la couche externe recouverte de cellules épithéliales.

Myocarde

• Le myocarde est un muscle cardiaque strié, semblable au muscle squelettique, mais présente des différences.
• Le myocarde est situé entre l'endocarde et le péricarde au niveau des ventricules.
• Il se trouve entre deux couches d'endocarde au niveau du septum interventriculaire.
• Les cardiomyocytes sont des cellules musculaires striées.
• L'endomysium est un tissu conjonctif contenant des fibroblastes, des capillaires et quelques cellules immunitaires.

Caractéristiques Communes avec le Muscle Squelettique

• Le muscle strié cardiaque présente des striations transversales dues à l'organisation en groupes de myofibrilles contractiles.
• Les mécanismes de contraction sont similaires à ceux du muscle strié squelettique.
• L'organisation du muscle strié cardiaque est superposable à celle du muscle squelettique.
• Les cardiomyocytes possèdent une lame basale et un endomysium.
• L'ultrastructure est similaire avec un sarcoplasme, des mitochondries, un cytosquelette, un noyau, un réticulum sarcoplasmique et un sarcolemme.

Organisation des Myofibrilles

• On observe une répétition/alternance de filaments épais de myosine et de filaments fins d'actine.
• Les sarcomères sont juxtaposés bout à bout.
• Un sarcomère est délimité par deux stries Z successives, centré par la bande H au sein de la strie M, et comporte une bande A sombre au centre.
• Deux demi-bandes I claires sont constituées uniquement par des filaments fins.

Cytosquelette

• Il existe trois types de localisations du cytosquelette: endosarcomérique, exosarcomérique et sous-sarcolemmique.
• Le cytosquelette endosarcomérique se trouve à l'intérieur des sarcomères.
• La titine relie les filaments épais à la strie Z.
• La nébulette relie les filaments fins à la strie Z, analogue à la nébuline du muscle squelettique.
• L'exosarcomérique se trouve à l'extrémité des sarcomères.
• La desmine, filaments intermédiaires, est organisée de façon circulaire autour des stries Z.
• Le cytosquelettesous-sarcolemmique se trouve sous la membrane.
• Les complexes dystrophine/protéines associées à la dystrophine sont disposés tout le long du sarcomère.

Particularités du Muscle Cardiaque

• Les cardiomyocytes présentent des fonctions différentes: cellules contractiles (semblables aux rhabdomyocytes), cardionectrices et myoendocrines (sans fonction contractile).
• Le muscle cardiaque ne possède pas de plaque motrice ni de jonction neuromusculaire.
• Il a peu ou pas de capacité de régénération.

Infarctus du Myocarde

• Dans un infarctus récent, il y a un infiltrat de polynucléaires entre les cellules musculaires nécrosées dont le noyau n'est plus visible.
• Un infarctus ancien montre une fibrose cicatricielle avec une perte de fonctionnalité et de l'activité contractile.
• La réparation est réalisée par un remplacement par un tissu conjonctif fibreux.

Cardiomyocytes Contractiles

• La taille d'un cardiomyocyte est d'environ 15 µm de diamètre et 100 µm de longueur, étant plus courts que les rhabdomyocytes.
• Les cellules des oreillettes sont plus petites que celles des ventricules.
• Chaque cellule possède un seul noyau central et une forme cylindrique.
• Elles sont cernées par une membrane plasmique, le sarcolemme, doublée d'une lame basale.
• Les extrémités sont "branchées" en X ou en Y, créant un réseau tridimensionnel complexe.
• Le sarcoplasme est presque entièrement occupé par des myofibrilles, sauf autour du noyau.
• Des mitochondries et des gouttelettes lipidiques sont présentes autour des myofibrilles.
• La zone périnucléaire contient l'appareil de Golgi, des lysosomes (à l'origine du pigment de lipofuscine) et du glycogène (source d'énergie).
• La nébuline est remplacée par la nébulette dans le cytosquelette des cardiomyocytes.
• Au niveau des myofibrilles, la troponine est une protéine participant à la constitution des filaments fins et comporte deux sous-unités : T et I, qui sont des isoformes spécifiques au muscle cardiaque.
• Les cellules musculaires cardiaques sont alignées bout à bout pour former de longues fibres musculaires.
• La zone de jonction entre deux cardiomyocytes est appelée disque intercalaire ou strie scalariforme.
• Les stries scalariformes présentent des jonctions en "marche d'escalier" avec une portion transversale perpendiculaire aux fibres et toujours en regard des stries Z, et une portion longitudinale parallèle aux fibres, assurant le couplage mécanique et électrique entre les cellules.

Stries Scalariformes: Jonctions Intercellulaires

• Les desmosomes sont associés aux filaments intermédiaires de desmine des sarcomères de deux cellules adjacentes.
• Ils permettent une forte adhésion entre les cellules pour éviter qu'elles ne se détachent lors des contractions.
• Les jonctions adhérentes sont associées aux filaments fins d'actine des sarcomères de deux cellules adjacentes.
• Elles permettent un ancrage entre les cellules et créent une zone de liaison entre l'extrémité des filaments d'actine des derniers sarcomères de cellules myocardiques contigües.
• Les jonctions communicantes (gap junctions) facilitent la transmission de la dépolarisation et assurent la synchronisation de la contraction musculaire.
• Le mécanisme de contraction est contrôlé par la concentration en ions Ca2+ d'une façon identique à celle de la cellule musculaire striée squelettique.
• Un tubule T et tubule L sont en regard d'une strie Z, contrairement au rhabdomyocyte, qui a une triade à la jonction bande A-bande I.
• Les tubules T sont formés d'invaginations plus volumineuses, plus profondes et moins nombreuses.
• Au contraire des rhabdomyocytes, la lame basale s'invagine dans les tubules T, et il y a moins de tubules T dans les oreillettes par rapport aux ventricules.
• Le réticulum sarcoplasmique est moins régulier, moins bien organisé et moins abondant que le muscle squelettique.
• Il s’étend sous le sarcolemme entre les myofibrilles et ne possède pas de citerne terminale.
• La transmission de l'influx nerveux se fait vers l'intérieur de la cellule grâce au tubule T, ouvrant les canaux calciques des tubules L, permettant le passage d'ions Ca2 dans le sarcoplasme et la contraction musculaire.
• Les pompes ioniques Ca2+-ATPase, au niveau de la membrane du tubule L, reprennent les ions Ca2+ et interrompent la contraction.
• La propagation de la dépolarisation à l'ensemble du myocarde est assurée par les jonctions communicantes des stries scalariformes.
• L'activité contractile permanente nécessite un important besoin d'énergie et une bonne vascularisation du muscle cardiaque.

Cellules Cardionectrices

• Le myocarde est un muscle à contraction involontaire, où la contraction rythmique dépend d'un influx naissant dans le cœur et modifiable par le système nerveux végétatif.
• Il n'y a pas de plaque motrice au niveau des cardiomyocytes.
• Les cellules non contractiles spécialisées sont réparties en nœuds et faisceaux dans le cœur, pauvres en myofibrilles et riches en jonctions intercellulaires.
• Il existe deux types : les cellules nodales et les cellules de Purkinje.

Cellules Nodales

• Elles sont à l'origine de l'impulsion de la contraction par dépolarisation spontanée.
• Le nœud sinusal est à l’origine de l’influx nerveux.
• Elles sont réparties dans le nœud auriculo ventriculaire, dans le tronc du faisceau de His et sont connectées aux cellules de Purkinje.
• En comparaison avec les cardiomyocytes contractiles, elles sont plus petites, fusiformes, non striées, avec de nombreux desmosomes et de nombreux grains de glycogène, et elles sont englobées dans un tissu conjonctif de soutien épais riche en vaisseaux.

Cellules de Purkinje

• Ces cellules permettent la transmission de l'onde de dépolarisation jusqu'aux cardiomyocytes contractiles.
• Elles résident ou les jonctions communicantes assurent la transmission entre les cardiomyocytes.
• Elles se trouvent dans les branches du faisceau de His et dans le réseau de Purkinje.
• Elles sont plus volumineuses, organisées en amas jusqu'à 6 cellules, et possèdent un cytoplasme clair et abondant, riches en mitochondries et glycogène et de nombreuses jonctions intercellulaires.
• Elles se disposent dans un tissu conjonctif sous endocardique.

Cellules Myoendocrines

• Elles sont nombreuses dans l'oreillette droite.
• Leur contenu cytoplasmique est pauvre en myofibrilles.
• Petites vésicules neurosécrétoires regroupées autour du noyau.
• Elles contiennent l'hormone natriurétique auriculaire, libérée sous l'effet de l'étirement anormal des cellules auriculaires, ce qui provoque une baisse de la pression artérielle.