Muscle Tissue (2022) - Bezzi PDF

LE TISSU MUSCULAIRE Paola Bezzi, DNF - UNIL, Biologie cellulaire des tissus – Nov 2022 email: [email protected] BEZZI_2022 1  CREDITS POUR LES ILLUSTRATIONS 1. M.H...

LE TISSU MUSCULAIRE Paola Bezzi, DNF - UNIL, Biologie cellulaire des tissus – Nov 2022 email: [email protected] BEZZI_2022 1  CREDITS POUR LES ILLUSTRATIONS 1. M.H. Ross & W. Pawlina, Histology, Lippincott, Williams&Wilkins 5th, 2005 2. J.B. Kerr, Atlas of functional histology, Mosby, 2000 3. L.C. Junqueira et al., Basic Histology, Lange 5th, 1986 BEZZI_2022 2  PLAN DU COURS 1. Introduction au tissu musculaire Définitions Structures spécifiques Origine embryonnaire Les types de tissu musculaire 2. Le tissu musculaire squelettique et les fibres musculaires striées Les enveloppes conjonctives du muscle Structure de la cellule striée squelettique Organisation des myofibrilles– Sarcomère Structure moléculaire du filament d’actine Structure moléculaire du filament de myosine Protéines associées aux myofilaments 3. La contraction musculaire Relation entre le réticulum sarcoplasmique, les tubules transverses et les myofibrilles du muscle squelettique Junction de tubule transverse et du RS La théorie de la contraction par glissement des filaments BEZZI_2022 3  PLAN DU COURS Séquence des événements qui produisent le glissement Régulation de la contraction Innervation des fibres musculaires Structure de la jonction neuromusculaire Libération du calcium après dépolarisation Etapes de la contraction musculaire Innervation sensorielle des muscles Métabolisme énergétique 4. Le tissu musculaire cardiaque Morphologie de la cellule musculaire striée cardiaque Jonctions entre les cardiomyocytes Ultrastructure des stries scalariformes Tubules « T » et réticulum sarcoplasmique Libération du calcium après dépolarisation dans le muscle cardiaque Activité spontanée : les cellules pacemaker 5. Muscles lisses Morphologie du muscle lisse Fibres contractiles du muscle lisse Mécanisme de la contraction musculaire Résumé des caractéristiques des cellules musculaires BEZZI_2022 4  Les TISSUS MUSCULAIRES : DEFINITIONS Le tissu musculaire est constitué par des cellules différenciées (les cellules musculaires ou fibre musculaires ou myocytes) contenant des « unités contractiles (change la ou » (les myofibrilles). longueur jépaisseur dela cellule La structure biologique de ces unité contractiles génère les forces nécessaires pour la contraction cellulaire qui est responsable des mouvements de certains organes et du corps dans son ensemble. BEZZI_2022 5 TISSUS MUSCULAIRES : STRUCTURES SPECIFIQUES Les cellules musculaires possède 5 propriétés essentielles qui sont : 1. la Contractilité = La capacité à se contracter. 2. l'Excitabilité = La perception d'un stimulus la membrane chimique et la capacité à y répondre. crecepteur sur capables plasique > - de recevoir des messages 3. l'Elasticité = La possibilité de s'étirer et de reprendre sa taille au repos. 4. l'Extensibilité = La faculté d'étirement au delà de la longueur de repos. 5. la Plasticité = L'adaptation relative au type d'effort selon l'entraînement suivi. (stimulus faible réponse - faibu) BEZZI_2022 6  LES TYPES DE TISSU MUSCULAIRE Il existe trois grands types de tissus musculaires en fonction des cellules constitutives et selon leurs caractéristiques morphologiques et fonctionnelles: 3cellulesavoir plusieurs noyaux "stries" représente / forces bandes 1 + myofibrilles M structure à des l'interieu de la cellule 1. Le tissu musculaire strié squelettique: noyau membrane Il contrôle la posture et les mouvements du corps. Le tissu est composé par de très plasmique long faisceaux de cellules cylindriques, multinucléèes présentant une striation transversale et disposées parallèlement les une aux autres. Leur contraction est rapide, puissante et généralement sous le contrôle de la volonté. Cette contraction est due à l’action conjuguée de myofilaments fins d’actine et de myofilaments épais de myosine. seuls muscles volontaires BEZZI_2022 7  LES TYPES DE TISSU MUSCULAIRE attachement & 2 des cellules 2. Le tissu musculaire strié cardiaque: (pas parallèles Les cellules possèdent aussi une striation transversale, il est fait de cellules noyau mononuclées allongées, ramifiées, disposées parallèlement les une aux autres. & La contraction est involontaire et soumise à un automatisme rythmique. tre de la cellule Système nerveux autonome 3 3. Le tissu musculaire lisse: Il est fait de groupes de cellules fusiformes qui ne présentent pas de striation transversale en microscopie optique. La contraction est lente et associée à des ↳s peut être fonctions végétatives, involontaires. très puissante se trouve autour des Cavité vides (ex : Uterus (accouchement) BEZZI_2022 8  LA STRUCTURE DU MUSCLE (LES FIBRES MUSCULAIRES STRIÉES) Muscle Un muscle est constitué de squelettique plusieurs faisceaux de fibres, chacun constitué de plusieurs Tendon fibres musculaires. Faisceau de plusieu fibres musculaires car ame pas d'espace dans le Myofibrille (proteines allonges cytoplasme -organelles la membrane (faisceau de myofilaments) Filament fin (actine) Fibre musculaire, Filament épais myocyte (cellule) (myosine) = cellule musculaire BEZZI_2022 9  LES ENVELOPPES CONJONCTIVES DU MUSCLE exterieu du partie tissus conjonctif dense ↓ Tendon Epimysium Clie le musck a l'os tendon grace E an Vaisseaux sanguins Perimysium le perymisios ①dans autour de Chaque fasrecit lâche Endomysium d'une lame basal formé et fibre de reticuline Fibrille Microfibrille Faisceau musculaire Fibre musculaire petites dans le striure rende croplesme ↳ myofibrille CT: périmysium Fonctions: Claments near e M: myocytes BV: vaisseaux sanguins Toutes ces gaines de tissu E: endomysium 1. Soutenance filament conjonctif constituent un ensemble 2. Transmission de la force continu incluant aussi les tendons. BEZZI_2022 10  COUPE LONGITUDINALE DU MUSCLE STRIE: ORGANISATION DES MYOFIBRILLES le nul grossissemendede ↓ d myagte Mitochondries du ↓ Cellule Cellule Miofibrilles cenuc ↳ remplit le cytoplasme Réticulum sarcoplasmique Sombres Stries A Claires, Stries I Fibre musculaire Miofibrilles: elements contractiles des cellules BEZZI_2022 11  ORGANISATION DES MYOFIBRILLES - Sarcomère Sarcomère - lignz chaque Actine dans I bande SARCOMERE OPMies n Strie A Myosine Strie I Ligne Z Actine Microscopie Microscopie Structure photonique électronique moléculaire BEZZI_2022 12  unite tactile ORGANISATION DES MYOFIBRILLES - Sarcomère Bandes I > moins foncies - L attaché a la z lignes Sarcomère Actine penetrent dansUs filements de myosine SARCOMERE Bande A localisés dans la Bande A Strie A ↳ plus fonces contiennent car (protf ↑ de filaments Plusenc filament eHachte ↳ e forme la bande à la Ligue M Myosine L (plus épais Strie I si gardis place grad en a la ligne Bande (moins M W pluspetite contraction Ligne Z ↳ tout Actine le mouvement Vilaments de Fibrille permettantester le mucle Microscopie Microscopie Structure d'active en place photonique électronique moléculaire gardes ( a Coptiques a grace BEZZI_2022 13 fins ↓ filements  STRUCTURE MOLECULAIRE DU FILAMENT D’ACTINE Un filament mince est constitué de deux filaments d’actine torsadés qui sont recouverts par une protéine fibrillaire, la tropomyosine (deux filaments, un pour chaque chaîne d’actine). Ces filaments sont fixés en position sur le filament d’actine par un complexe de trois protéines, la troponine. 2 filaments d'active Tropomyosine Troponine 3 sous-unite ↑ proteine 1 filamenteuse 3 Actine site de fixation de la tête de myosine BEZZI_2022 14  STRUCTURE MOLECULAIRE DU FILAMENT DE MYOSINE La molécule de myosine (myosine II) est constituée de deux chaînes lourdes et 4 chaînes légères. Les deux chaînes lourdes sont composées d’une tige (ou queue) qui est torsadée avec la partie homologue de l’autre chaîne lourde. A une extrémité, les deux chaînes lourdes se termines par une partie dilatée qui forme une tête bilobée. Sur chaque tête, il y a deux chaînes légères, l’une pour la fixation à l’actine, l’autre pour la fixation à l’ATP. Filament épais: Association des myosines Tête de myosine Sous-unité liant l’actine - Sous-unité liant l’ATP - energie de la cellule BEZZI_2022 15 PROTEINES ASSOCIÉES AUX MYOFILAMENTS longue proteine à # attachée gert La Lignez à Stabilise la structure troponin -uniquementlament des filaments tis en -activit filaments epais épais -( natteignent paslaM BEZZI_2022 16  Structure de la cellule striée squelettique Les fibres (cellules) musculaires squelettiques contiennent deux séries de tubules intracellulaires qui participent à la régulation de la contraction musculaire: 1. Les tubules transverses 2. Le réticulum endoplasmique (sarcoplasmique) Dans la Fibre musculaire BEZZI_2022 17  Structure de la cellule striée squelettique Fibre musculaire entoure chanemyofibrille myofibrille Réticulum Réticulum sarcoplasmique sarcoplasmique Ctubuset RE) e Tubule T Tubule T I Citernes tubule T - terminales ↳invagination A de la membrane & plasmique -la des tables plupart sont longitudinales -membra se lorsquelaRes tra contact avec le tubule T il a des canaux , y horizontaux autour sarcolemme du faisceau (2 pour chaque tubulet) autour des faisceaux i de myofibrille BEZZI_2022 18 entre ede bande Ps epais -Tubule T moins epaisse  Structure de la cellule striée squelettique Réticulum sarcoplasmique contient du liquide ↑ extracellulaire Tubule T so forme Citernes terminales TRIADE la depuis membrane plasmique ↳ contiennent calcium bap de BEZZI_2022 19  LA CONTRACTION MUSCULAIRE: Relation entre le réticulum sarcoplasmique, les tubules transverses et les myofibrilles du muscle squelettique BEZZI_2022 20  LA CONTRACTION MUSCULAIRE: Relation entre le réticulum sarcoplasmique, les tubules transverses et les myofibrilles du muscle squelettique La fonction principale des tubules T est de acheminer les signaux électriques (potentielles d’actions) qui parcourent le Signaux électriques ariève les signaux sarcolemme de la cellule musculaire dans la triade vers les régions les plus profondes du Tubule transverse cytoplasme et à chaque sarcomère. Citernes terminales du réticulum sarcoplasmique relachent La fonction principale du RS consiste à le calcium régler la concentration intracellulaire de Ca2+ dans Le cytoplasme dans L nyofibrille BEZZI_2022 (il va 21  LA CONTRACTION MUSCULAIRE: Relations entre les éléments d’une triade En ce qui concerne la transmission des signaux menant à la contraction, le rôle des tubules T et celui du RS son intimement liés. Double rangée Double rangée Les protéines du tubule T  servent à détecter le « voltage membranaire » (signaux électriques ou les potentielles d’actions) Les protéines du RS  sont des récepteurs/canaux qui régissent la libération de calcium depuis les citernes du RS BEZZI_2022 22  LA CONTRACTION MUSCULAIRE: La théorie de la contraction par glissement des filaments myosine Élaborée par Hugh Huxley en 1954 active Etirement fil↳ res musculaires contraction la cellule se : raccourcit en longueur out une ↳ les tilement dimension toujoursegale Repos Contraction sarcomères par glissement se raccourcissent des Filaments Contraction Cfilaments d'active glissent sur les les d'active filaments vont vers Les filaments minces glissent le long des filaments épais filements epais sarcomire attirés le centre du et sont chevauchent ave et se was le sarcomère epais les filaments ↳ la bande H devient plus petite BEZZI_2022 23  LA CONTRACTION MUSCULAIRE: La théorie de la contraction par glissement des filaments Comment les filaments glissent-ils? formé par proteines de Myosine Filaments épais Têtes de myosine Filaments minces formé par diverses proteines tete empechent les de à l'active de myosire slattacher le calcium A SAVOIR - - O conte le tête eactive demyosie à l'active lors de présence (que dans du calcium L cytoplasme O ( a coté des permetbe myodbrilles licison 6 changement troponice de la conformation Au repos le complexe troponine- tridimensionelle tropomyosine s’interpose entre le devient plus BEZZI_2022 > - petit- et tire 24 têtes de myosine et les sites de La topomyosine liaison de l’actine  LA CONTRACTION MUSCULAIRE: La théorie de la contraction par glissement des filaments Le raccourcissement du sarcomère lors de la contraction musculaire se produit grâce au glissement de filaments épais et minces les uns sur les autres. sarcomère interieur du Pendant la contraction chaque tête de myosine s’attache et se détache plusieurs fois agissant comme une minuscule « crémaillère » pour tirer le filament mince d’actine vers le centre du sarcomère BEZZI_2022 25  Régulation de la contraction: innervation des fibres musculaires Chaque fibre musculaire ne possède qu’une seule terminaison neuromusculaire placée è peu près Neurones moteurs en son milieu Pour qu’une fibre de muscle squelettique se contracte, elle doit être stimulée par une terminaison nerveuse BEZZI_2022 27  neuione moteur-fibre musculaire STRUCTURE DE LA JONCTION NEURO-MUSCULAIRE Terminaison neuromusculaire acétylcholine terminaison nerveuse vésicules microscopie électronique présynaptiques fente synaptique cellule musculaire Plaque motrice recepteur et canaux replis jonctionnels contiennent des recepteurs ach pour BEZZI_2022 29  LIBERATION DU Ca2+ APRES DEPOLARISATION 1. Potentiel d’action (signaux électriques) Canal à sodium Chargedansverturede ans 3. Dépolarisation relactement 2. Libération d’acétylcholine ↳ cresse contine à la jonction S takanan meme Pinterieu a dependant di neuro-musculaire [Ca2] eleve Tubula et se tixe an est recepté dans dans les citernes nerveuse recepteu ana iné provoque localisé la tibre terminales -triadesture sortentdansrasme > - des dans l'ouverture des canaux eair Camuy aCales reseaux Libe entre sodiques vers les Ljonction neyofibrilles tubuFinet de afir de lier b complexe troponine- tropomyorine en etchangenation et permet aux têtes de myorie s'attache les citernes transporter du REC fait la membrane de à l'active sur terminales Fente synaptique Na+ Na+ Na+ Na+ et a n'est pas de finit , il relachement calcium) Canal à sodium Na+ Na+ Na+ a parretdelacontraco Récepteurs de l’Ach re le Cart niveau baisser le afin de pour finir dans le reticulum de calcium la contraction BEZZI_2022 30  LIBERATION DU Ca2+ APRES DEPOLARISATION de la triade grossissement M (Contractionentre dépolarisation arrive newo-musculaire ↓ a jonction sarcolemme sarcolemme Ca2+ reticulum & sarcoplasmique mie Les Myofibrilles (sarcomère) I sediglotibilremplace voltage calcium senseurs de streest troponine [citerne terminale de changent ouvrent - tropomyosimeet libe de la er myosine action sur et canaut l'active canaux de Calcium La le site est la tête a calcium et sortent liberi , Reticulum peut s'attacher saccumulent s derat de > contraction l cytoplasme Et et - senseurs de vollage dans detecter (peuvent changement terminate ede voltage BEZZI_2022 31  ETAPES DE LA CONTRACTION MUSCULAIRE BEZZI_2022 32  LE TISSU MUSCULAIRE CARDIAQUE Le muscle cardiaque, comme le muscle squelettique, est strié, et ses contractions s’effectuent suivant le même mécanisme de glissement des myofilaments. cellules attachies un aux us autres et nougatet Coeur Mais tandis que les fibres musculaires squelettiques sont longues, cylindriques et multi-nucléées, les fibres musculaires cardiaques sont courtes, épaisses, ramifiées et anastomosées (se réunissant entre elles en réseau par leur sommet). BEZZI_2022 33  MORPHOLOGIE DE LA CELLULE MUSCULAIRE STRIEE CARDIAQUE striations sarcoplasme périnucléaire noyau central cellule musculaire endomysium conjonctif entre ramifiée tissus Les cellules strie scalariforme jonctionacuules ou disques intercalaires fibroblaste dans l’endomysium capillaire et globules rouges (dans endomysium) BEZZI_2022 34  JONCTIONS ENTRE LES CARDIOMYOCYTES strie scalariforme, partie longitudinale strie scalariforme ou disques intercalaires proteines les les celuks unes aux attachant cardiaques autres en jonctions communicantes Comme les jonctions ouvertes desmosome (jonction) mus ↳servent couplent électriquement fascia adherens toutes les fibres cardiaques, adherentes) (jonction le myocarde fonctionne d’un strie scalariforme, bloc: il se comporte comme un « syncytium fonctionnel ». partie transversale cellules cardiaques pouvant communiquer et faire passe tous les ions d'une cellule a l'auti BEZZI_2022 35 > - faire passe la depolarisation interieur l cardiaque Paie TUBULES « T » ET RETICULUM SARCOPLASMIQUE reserves Myofibrilles (diamètre des Le cytoplasme contient variable, ramifiées) eng s une presence de mitochondries Tubule T Mitochondries (beaucoup plus large) L (25% du volume) - du ecrasent les cytoplasme faisceaux et modifient de place au niveau la ligne z de myofibrilles > - mitochondries fournissent Reticulum l'energie an tissus car il ne doit pas Sarrêter sarcoplasmique Ligne Z (moins développé) a prennenhorizontalesurcoplasma tubules ↓ Diade: Tubule T + reticulum sarcoplasmique BEZZI_2022 37  FLUX DU CALCIUM DANS LE MUSCLE CARDIAQUE /veunome) Systeme e ne ①C pasdejonction - volontaire - contraction te pas propagat a e car il a linnervant musculaire Muscle squelettique ② la · pie sense de Cast interstitiet lorsque -dans 2 k peut liquide il entrer depolarisation a par diffusion arrive la diade S W Senseur de > - enave retice sont modifies voltage Pas Ca (sont aussi des canaux ⑪ calcius sourrent (Canaux Ouvertudes calcique , voltage-dependants 1 parenteeet en canaux Les de senseurs voltage Les senseurs de voltage sont des canaux à Ca2+ BEZZI_2022 38 pas a l'exam  MUSCLES LISSES Disposition des muscles lisses dans les parois des organes creux. Couche circulaire de muscle lisse Espace vide Les muscles des parois Muqueuse des organes creux sont Sous-muqueuse presque tous des muscles lisse Couche longitudinale de muscle lisse BEZZI_2022 40 FIBRES CONTRACTILES DU MUSCLE LISSE Au repos corps dense actine actine myosine Myofilaments tropomyosine (actine et myosine) corps dense Alpha-actinin filament intermédiaire (desmine) Les filaments minces n’ont pas de troponine pour masquer le site de liaison Contractée des têtes de myosine et sont donc toujours prêts à se contracter. BEZZI_2022 42  Mécanisme de la contraction musculaire Comme pour les autres cellules musculaires, c’est le glissement de filaments épais de myosine sur les filaments fins d’actine stimulé par une augmentation de la concentration intracytoplasmique de calcium qui est à l’origine de la contraction. canal calcique myosin II inactive hormone recepteur Comme le complexe de chaîne légère liant l’actine troponine est absent chaîne légère liant l’ATP dans le muscle lisse, le mécanisme de sa contraction diffère myosine II active (kinase de la chaîne légère de myosine) quelque peu de celle du m u s c l e s t r i é. BEZZI_2022 44  Mécanisme de la contraction musculaire Dans le muscle lisse, le processus de régulation implique directement les têtes de myosine en contrôlant le degré de phosphorylation des chaînes légères opérées par deux enzymes qui agissent à l'inverse : la light chain kinase (MLCK) phosphoryle la myosine et la phosphatase à chaîne légère (MLCP) la déphosphorylent. inactive SER Actine Myosin inactive Myosin active Contraction Ca2+ BEZZI_2022 45 Résumé des caractéristiques des cellules musculaires Strié squelettique Strié cardiaque lisse BEZZI_2022 46  Jonctions comunicantes comunicantes jonction neuromusculaire Pas de jonction neuromusculaire Pas de jonction neuromusculaire BEZZI_2022 47 BEZZI_2022 48