Muscles

Présentation du tissu musculaire

• Ce document est une présentation sur le tissu musculaire, donnée par Paola Bezzi, une biologiste cellulaire de l'UNIL, en novembre 2022.
• La présentation décrit les différents types de tissus musculaires, leur structure et leur mécanisme de contraction.
• Les illustrations utilisées sont issues de différents ouvrages de références en histologie.

Plan du cours

• Introduction au tissu musculaire:
  • Définitions des tissus musculaires
  • Structures spécifiques du tissu musculaire
  • Origine embryonnaire des tissus musculaires
  • Types de tissus musculaires (squelettique, cardiaque, lisse)
• Le tissu musculaire squelettique et les fibres musculaires striées:
  • Enveloppes conjonctives du muscle
  • Structure de la cellule musculaire squelettique
  • Organisation des myofibrilles (sarcomère)
  • Structure moléculaire du filament d'actine
  • Structure moléculaire du filament de myosine
  • Protéines associées aux myofilaments
• La contraction musculaire:
  • Relation entre le réticulum sarcoplasmique, les tubules transverses et les myofibrilles
  • Junction du tubule transverse et du réticulum sarcoplasmique
  • Théorie de la contraction par glissement des filaments
• Le tissu musculaire cardiaque:
  • Morphologie des cellules musculaires cardiaques
  • Jonctions entre cardiomyocytes
  • Ultrastructure des stries scalariformes
  • Tubules T et réticulum sarcoplasmique
  • Libération du calcium après dépolarisation
  • Activité spontanée : les cellules pacemakers
• Muscles lisses:
  • Morphologie des muscles lisses
  • Fibres contractiles des muscles lisses
  • Mécanisme de la contraction musculaire
  • Résumé des caractéristiques des cellules musculaires

Tissus musculaires : définitions

• Le tissu musculaire est composé de cellules différenciées appelées cellules musculaires ou fibres musculaires/myocytes.
• Ces cellules contiennent des unités contractiles appelées myofibrilles.
• La structure des myofibrilles génère les forces nécessaires pour la contraction cellulaire, ce qui provoque les mouvements des organes et du corps.

Tissus musculaires : structures spécifiques

• Les cellules musculaires possèdent 5 propriétés fondamentales:
  • Contractilité: capacité de contraction
  • Excitabilité: capacité de réponse aux stimuli chimiques
  • Elasticité: capacité de s'étirer et de revenir à leur taille initiale au repos
  • Extensibilité: capacité de s'étirer au-delà de leur longueur au repos
  • Plasticité: capacité d'adaptation à l'effort appliqué

Les types de tissus musculaires

• Tissu musculaire strié squelettique: Contrôle la posture et les mouvements volontaires du corps. Les cellules sont longues, cylindriques, et multinucleées.
• Tissu musculaire strié cardiaque: Contrôle la contraction du cœur ; les cellules sont courtes, ramifiées et mononuclées.
• Tissu musculaire lisse: Contrôle des fonctions involontaires; les cellules sont fusiformes et mononuclées.

La structure du muscle (fibres musculaires striées)

• Le muscle est composé de faisceaux de fibres musculaires.
• Chaque fibre musculaire est constituée de myofibrilles.
• Les myofibrilles sont formées de filaments fins (actine) et épais (myosine).

Les enveloppes conjonctives du muscle

• Les enveloppes conjonctives soutiennent les fibres, apportent les vaisseaux sanguins et la transmission de la force.
  • Epimysium: autour de tout le muscle.
  • Perimysium: autour de faisceaux de fibres.
  • Endomysium: autour de chaque fibre musculaire.

Coupe longitudinale du muscle strié : organisation des myofibrilles

• Les myofibrilles sont constituées de sarcomères.
• Les sarcomères sont composés de filaments d'actine et de myosine.
• Les mitochondries sont présentes pour fournir de l'énergie aux cellules musculaires.
• Il y a des stries sombres (stries A) et claires (stries I) dans chaque sarcomère.
• Le réticulum sarcoplasmique, un réseau de tubules, est également présent.

Organisation des myofibrilles - Sarcomère

• Description de la structure microscopique du sarcomère, incluant la strie A, la strie I, la ligne Z, la bande H, et la ligne M.

Structure moléculaire du filament d'actine

• Les filaments minces sont constitués de deux brins d'actine torsadés.
• La tropomyosine recouvre l'actine.
• La troponine est complexe de trois protéines qui fixe la tropomyosine à l'actine.

Structure moléculaire du filament de myosine

• Les filaments épais sont constitués de plusieurs molécules de myosine.
• Chaque molécule de myosine possède une tête et une queue.
• La tête de la myosine peut se lier à l'actine, entrainant la contraction.

Structure de la cellule striée squelettique

• Les tubules transverses (tubules T) et le réticulum sarcoplasmique sont impliquées dans régulation de la contraction musculaire.
• Le réticulum sarcoplasmique stocke le calcium et le libère pour initier la contraction.

La contraction musculaire

• Relation entre le réticulum sarcoplasmique, les tubules T et les myofibrilles du muscle squelettique.
• Description des événements de la contraction musculaire et du glissement des filaments.
• La libération du calcium à partir du réticulum sarcoplasmique déclenche la contraction.
• Mécanisme du glissement des filaments d'actine et de myosine.

Régulation de la contraction : innervation des fibres musculaires

• Le rôle de neurones moteurs et des terminaisons neuromusculaires dans le contrôle de la contraction.
• Explication de la jonction neuromusculaire.

Structure de la jonction neuromusculaire

• Description de la jonction neuromusculaire au niveau de la plaque motrice.
• Rôle de l'acétylcholine.

Libération du Ca2+ après dépolarisation

• Succession d'évènements moléculaires qui entraînent la libération du calcium à partir du réticulum sarcoplasmique et son rôle dans la réaction des filaments fins et épais.

Étapes de la contraction musculaire

• Détail des étapes dans le mécanisme de la contraction à l'échelle moléculaire, à partir de l'impulsion nerveuse jusqu'aux changements de position des filaments.

Le tissu musculaire cardiaque

• Comparaison de la structure et de la fonction du muscle cardiaque par rapport au muscle squelettique.
• Les caractéristiques particulières des cardiocytes.
• Structure des cellules et les composantes intracellulaires.
• Le rôle des jonctions entre les cardiomyocytes – syncytium fonctionnel.

Morphologie de la cellule musculaire striée cardiaque

• Vue microscopique de la cellule cardiaque.
• Présence du noyau central.
• Description de l'endomysium, des stries scalariformes, et des disques intercalaires.

Jonctions entre les cardiomyocytes

• Types de jonctions : jonctions communicantes et desmosomes dans le muscle cardiaque.
• Explication de la transmission de l'impulsion électriqu

Ultrastructure des stries scalariformes

• Détail microscopique des structures spécifiques dans les stries scalariformes
• Dépendance des différents types d'interconnections entre les cardiomyocytes.

Tubules T et réticulum sarcoplasmique

• Le rôle et l'interaction entre les tubules T et le réticulum sarcoplasmique dans la régulation de la contraction du muscle cardiaque.
• La transmission de l'impulsion électrique, la relation entre la dépolarisation des tubules T et la libération de calcium.

Flux du calcium dans le muscle cardiaque

• Différences des mécanismes de régulation du calcium dans les muscles squelettiques et cardiaques.

Les particularités du contrôle de contraction musculaire dans le muscle cardiaque : Activité spontanée : les cellules pacemaker

• Comment la contraction cardiaque est initiée par les cellules pacemaker.
• Description du système de conduction cardiaque et des différents types de cellules.

Muscles lisses

• Structure et organisation des muscles lisses.
• Localisation des muscles dans les organes creux.
• Différents types de muscles lisses.
• Description de la couche longitudinale et circulaire.

Fibres contractiles du muscle lisse

• Description des myofilaments actifs et des protéines impliquées dans la fonction contractile du muscle lisse.
• La structure et la présence du complexe troponine dans les muscles lisses.

Mécanisme de la contraction musculaire

• Mécanisme de la contraction du muscle lisse (sans le complexe troponine).
• Rôle des protéines MLCK et MLCP dans la régulation de la phosphorylation de la myosine et l'activation/désactivation de la contraction.

Résumé des caractéristiques des cellules musculaires

• Tableau récapitulatif des cellules musculaires squelettiques, cardiaques et lisses (origine, forme, striations, nombre de noyaux, présence de tubules T, localisation du noyau, jonctions et différenciation).