Tissu Musculaire - Structure et Fonction (PDF)

Les tissus musculaire s Structure et fonction du corps humain Année 2024-2025  2 Transformation de l’énergie chimique en énergie mécanique  Histogenèse Plan du Généralités cours Unités contractiles Types de...

Les tissus musculaire s Structure et fonction du corps humain Année 2024-2025  2 Transformation de l’énergie chimique en énergie mécanique  Histogenèse Plan du Généralités cours Unités contractiles Types de cellules musculaires Muscle strié Muscle cardiaque Muscle lisse Régénération du tissu musculaire  4 Histogenèse Formation à partir du mésoblaste para-axial 3ème semaine, migration des cellules des somites vers les différentes régions de l’embryon: myoblastes Prolifération sous forme de cellules mononucléées fusiformes Fusion et transformation en tubes : myotubes (8ème semaine) Persistance de quelques cellules indifférenciées : cellules satellites Différenciation des myotubes : formation des myofibrilles : « fibres » musculaires striées Le nombre de cellules musculaires striées est défini à la naissance protéines régulatrices (Myf5...) 5  6 Généralités Le tissu musculaire est l'un des quatre tissus fondamentaux de l'organisme : TC, épithéliale , musculaire et nerveux Il existe 3 types de muscles: - strié: contraction volontaire - cardiaque: contraction involontaire - lisse: contraction involontaire Constitué de cellules allongées appelés myofibres L'énergie provenant de l'hydrolyse de l'adénosine triphosphate ATP qui est transformé en énergie mécanique Formé par cellules allongées ,regroupes en fibres -->fasceaux--> Gaines Les cellules contractiles fonctionnent sous forme d’unités contractiles uni ou pluricellulaires  7 Unités contractiles --> Unités contractiles unicellulaires: - cellules myoépithéliales: cellules plates, étoilées, avec des prolongements contraction semblable à celle des cellules musculaires lisses contraction contrôlée par le système nerveux autonome. - péricytes: entourent certains vaisseaux sanguins sont semblables aux cellules musculaires lisses ont aussi une fonction de cellule souche - myofibroblastes: cellules fusiformes fibroblastes contenant de la desmine prolifèrent et deviennent actifs après lésion tissulaire --> Unités contractiles pluricellulaires: - Muscle squelettique: responsable des mouvements du squelette et de certains organes. Muscle strié contraction volontaire, contrôlée par le système nerveux central et la conscience. - Muscle lisse: composant de structures viscérales absence de striations transversales contraction involontaire, contrôlée par le système nerveux autonome et certaines hormones. - Muscle cardiaque: assure la contraction rythmique et continue du cœur, muscle strié, contraction involontaire. 8 9 Muscle strié  Cellule musculaire strié 11 Rhabdomyocytes Long ruban à section +/- circulaire Diamètre 20 à 100 μm ; longueur plusieurs mm ou cm Composants: - Noyau : Plusieurs et en périphérie de la cellule contre la membrane plasmique. - Membrane cellulaire =Sarcolemme: invaginations appelé TubuleT. Transmettre l’excitation électrique aux myofibrilles -Cytoplasme=Sarcoplasme: Le sarcoplasme est un fluide qui entoure les fibrilles musculaires striée. Les sarcoplasmes contiennent plusieurs milliers de mitochondries qui génèrent une grande quantité d'ATP. Ses organites » Protéines spécifiques (myoglobine, dystrophine). A.golgi , ribosomes et mitochondries » Glycogène: synthèse ATP » Myofibrilles Actine et myosine :organisés en sarcomères 12 13  14 Sarcomère  L’unité appelé sarcomère est un segment de myofibrille compris entre deux stries Z successives, est l'unité de contraction élémentaire. Il contient des filaments fins d'actine et des filaments épais de myosine. Il se répète sur toute la longueur des myofibrilles.`  Structure Myofibrilles: - bandes sombres (A) de 1,5 um de long, subdivisées en deux par une bande plus claire (H), elle-même partagée par la ligne M - bandes claires (I) de 0,8 um de long, subdivisées en deux par la strie Z - l’ensemble (1 bande sombre et 2 demi -bandes claires) constitue le sarcomère, unité motrice du muscle strié.  15 Bande I -> filaments fins Bande A ->filaments fins + épais Bande H -> filaments épais Strie M->Filaments épais reliés par des protéines Strie Z->filaments fins lieu d'ancrage  16 Protéines de structures Le fonctionnement du muscle squelettique dépend de l'alignement précis des myofilaments d'actine et de myosine dans la myofibrille. Ceci est permis grâce à des protéines qui lient les myofilaments entre eux et leur confère l'élasticité nécessaire qui leur permet de retrouver leur forme initiale après la contraction. Protéines : contractiles et régulatrices - Contractiles: myosine et actine ---> Myosine : filament épais ---> Actine : filament fines - Regulatrices: ---> tropomyosine: 2 filament en double hélice enroulé parallèlement autour de l‘actine. Masque des sites de liaison de l’actine --troponine : Sus l'actine. Site de fixation du Ca++ entraine déplacement tropomyosine ---> L'alpha-actinine : Constitutive des strille Z permettant l’accrochage des molécules d’actine ---> La myomésine qui fixe les filaments de myosine dans la région de la strie M (cohésion de la strie M) ---> La titine qui fixe les extrémités de la myosine à la strie Z ---> La nébuline qui s'étend le long des filaments d’actine dont elle maintient la structure hélicoïdale  17 DYSTROPHINE: Grand protéine fait partie des glycoprotéines associés à la dystrophine localisé sous la membrane cellulaire. Elle se lie a l’actine et stabilise la membrane plasmique, car celle-ci est soumise à des contraintes(contraction et étirement) → Cette protéine est atteinte dans la myopathie de Duchenne 18 19 20 21 Contraction du muscle strié https://www.youtube.com/watch?v=HPcoot65QG4 22  Contraction du muscle strié - Lorsque le stimulus nerveux atteint la membrane, il transmet le potentiel d'action via les tubules T jusqu'au réticulum sarcoplasmique. - Le réticulum sarcoplasmique libère du calcium dans le cytoplasme, qui se lie à la tropomyosine, le faisant bouger et laissant libres les points d'attache avec les têtes de myosine. - La myosine, utilisant l'énergie de l'hydrolyse de l'ATP, déplace ses têtes en les dirigeant vers l'actine. - Des ponts croisés se forment entre le couplage actine et myosine - Dans la phase de glissement suivante, les têtes de myosine tournent, entraînant les filaments fins qui glissent sur les plus épais dans la direction de la ligne M. - Ensuite, une molécule d’ATP se lie à la tête de la myosine, se détache de l'actine et revient à sa position initiale. - S'il y a suffisamment de calcium et d'ATP, le processus se répète https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=HPcoot65QG4&ab_channel=nathaliefabien 23  Organisation du muscle strié  Diversité des fibres musculaires -Fibres rouges, de type I, aérobies: petites cellules riches en myoglobine avec de nombreux capillaires -Fibres blanches, de type II, anaérobies: peu de myoglobine et de vascularisation, accumulation d'acide lactique. Contraction rapide -Fibres intermédiaires 24  Organisation du muscle strié Fibre musculaire type I (rouge): peu de vitesse peu de force grande endurance Petite taille Fibre musculaire type IIb (blanche): grande vitesse beaucoup de force peu d'endurance Grande taille Ce sont donc les fibres utilisées en priorité lors des efforts brefs et intenses. Fibre intermédiaire type IIa (rose) rapide endurance moyenne Taille moyenne La proportion de fibres rapides évolue en fonction de l'entraînement et du type d'exercice pratiqués. Les exercices prolongés et modérés (entraînement endurant) favorisent la présence de fibres de type I (fibres lentes).Les exercices brefs (30 secondes à 2 minutes) et intenses favorisent celle de fibres de type II (fibres rapides). 25  Organisation du muscle strié Association des fibres musculaires et TC L'épimysium entoure le muscle (aponévrose). Chaque faisceau est entouré par le périmysium. Chaque fibre musculaire est entourée par l'endomysium. L'ensemble de ces structures conjonctives (endomysium, périmysium, épimysium) constitue un ensemble et se réunissent pour former le tendon 26 Adaptation cellulaire du muscle strié  L'hypertrophie: augmentation de la taille des fibres existantes due à une augmentation du réticulum sarcoplasmique.​  L'hyperplasie :augmentation du nombre de myofibrilles au sein de la fibre musculaire.  L'atrophie: diminution du volume de la cellule  La dysplasie: changement anormal dans la structure, la taille, la forme et l'organisation des cellules  La metaplasie: transformation de une cellule mature en un autre type de cellule mature 27  Innervation tissu musculaire strié Assurée par nerfs "mixtes", c'est-à-dire qui possède à la fois des fibres motrices et sensitives. De nombreux muscles reçoivent des neurofibres provenant de plusieurs nerfs spinaux. Motrice (plaque motrice) Sensitive (fuseau neuro-musculaire et OTG) Sympathique (vasomotrice) La neurone sensitive, est un neurone dont le corps cellulaire est situé dans un ganglion sensitif, joue un rôle dans la perception d’un stimulus. Les neurones sensitives sont souvent appelés « fibres afférentes ». Le fuseau neuromusculaire et la fibre Ia sont spécialisés dans la détection de la longueur des muscles. Le neurone sensitif comprend 3 parties : -un corps cellulaire (soma), qui se trouve dans le ganglion rachidien situé au niveau de la racine sensitive dorsale du nerf spinal ; -une partie sensible, correspondant au récepteur sensoriel périphérique (FNM) -un axone qui transmet le message reçu par le récepteur sensoriel vers le centre nerveux. se termine par une arborisation terminale permettant d'établir des connexions (synapses). Au niveau de la synapse, le neurone sensitif peut être en contact avec un motoneurone, ce qui peut permettre le réflexe myotatique. Le muscle possède 2 récepteurs sensoriels: Fuseau neuromusculaire (longueur du 28 Innervation tissu musculaire strié 29 30  Innervation Motrice tissu musculaire strié Les motoneurones alpha innervent les fibres musculaires squelettiques. À leur arrivée dans le muscle, leurs axones se ramifient pour établir des contacts synaptiques(plaques motrices) avec plusieurs fibres musculaires. L’Acétylcholine libéré par le neurone va se fixer sur son récepteur spécifique à la surface de la membrane de la cellule musculaire. L'ensemble constitué par une motoneurone alpha, son axone et les fibres musculaires qu'il innerve constitue une unité motrice. Une fibre musculaire n'est innervée que par une seule motoneurone. Toutes les fibres musculaires appartenant à une même unité motrice sont dispersées dans le muscle - le plus souvent même isolées. Lorsqu'un motoneurone émet ses potentiels d'action, toutes les fibres musculaires qu'il innerve se contractent en même temps. Ainsi, si toutes les fibres musculaires d'une même unité motrice étaient regroupées au même endroit, les capillaires entourant ces fibres seraient comprimés. La taille du motoneurone et par conséquence le nombre de fibres musculaires par unité motrice peut varier grandement. Plus les unités motrices sont activées et plus elles possèdent de fibres musculaires, plus la force de traction est grande. La taille des unités motrices est proportionnelle à la précision du mouvement du muscle: Petites unités motrices = mvts précis et fins(muscle oculaire – 3 à 4 fibres musculaires / motoneurone) Grandes unités motrices = mvts puissants et moins précis (quadriceps – 2000 fibres musculaires / motoneurone) 31  Innervation Motrice tissu musculaire strié Certaines unités motrices sont activées en permanence pour maintenir le tonus musculaire La force de contraction ou de tension musculaire dépend de la disponibilité d'oxygène et de nutriments, du nombre de fibres qui se contractent en même temps et de l'extension précédente du muscle. La fatigue musculaire est l’incapacité du muscle à maintenir la force de contraction. Elle peut être causée par : -manque de calcium dans le réticulum sarcoplasmique ou libération insuffisante de celui-ci -diminution de la production d'ATP -accumulation d'acide lactique et d’ADP -manque d'acétylcholine dans la plaque neuromusculaire 32 Après une contraction répétée ou soutenue, le muscle a besoin de plus d’oxygène  Types de contraction musculaires phasiques Isometrique: le muscle se contracte mais ne change pas de longueur Isotonique : La force musculaire reste quasiment constante tandis que la longueur du muscle varie. - Concentrique :le muscle se raccourcit - Excentrique :le muscle s'allonge 33 Muscle cardiaque  Tissu Myocardique La cellule myocardique: appelé cardiomyocités, cylindriques , riches en mitochondries et mononuclée. Pas de cellules satellites Types de cellules : atriales, Cardionectrices, Nodales et Ventriculaire. Contractions Initiées de façon intrinsèque, mais modulées par des facteurs neurovégétatifs et hormonaux Le cardiomyocyte se comporte comme un syncytium grâce à un couplage électrique entre cellules par des jonctions communicantes.Permet la transmission de la dépolarisation dans tous les tissus cardiaque (synchronisation). Membrane cellulaire typique avec des tubules T, mais différents de ceux du muscle squelettique: – en regard des stries Z (mais pas à la jonction bandes A/bandes I) – Plus longs – Forment une diade (au lieu d’une triade) avec une seule citerne transversale du réticulum sarcoplasmique (au lieu de deux) La majeure partie du calcium provenait de l’extérieur et non des dépôts du réticulum sarcoplasmique. 35 36 Muscle lisse  Ils ont pour fonction de faire circuler les substances dans le corps. Présents dans la paroi de la plupart des organes creux. Le léiomyocyte : Cellule allongée, fusiforme aux extrémités effilées.1 noyau allongé central -Isolées associées aux tissus conjonctifs (villosités intestinales ou t. sous-cutané...) - Regroupées en petites formations musculaires (muscles érecteurs des poils) - Formant des tuniques musculaires contractiles Paroi des viscères creux (tube digestif, vessie, utérus, bronches...) et paroi des vaisseaux sanguins Disposition des myofilaments : non strictement ordonnée Au repos : bande squelettique dense + corps dense =équivalent des stries Z du sarcomère. Invagination de la membrane plasmique formant cavéoles. Pas de tubule transverse sur les cellules musculaires lisses. Le réticulum sarcoplasmique est généralement beaucoup moins développé que celui présent dans les cellules musculaires striées squelettiques. Les protéines contractiles (actine et myosine) ne s'organisent pas en myofibrilles Pas d'organisation sarcomérique mais une organisation en faisceaux Se contracte à la suite de stimulations nerveuses , hormonales ou par étirement38 39 Régénération du tissu musculaire Muscle strié: Par division des cellules satellites (cellules souches),La cellule musculaire est incapable de se diviser. Ce sont des cellules qui assurent la régénération des cellules musculaire situé au niveau du muscle situé dans un repli de la membrane plasmique, sous la lame basale et entre la membrane plasmique des rhabdomyocytes. Cellules de petites taille qui sont quiescente mais qui ont la capacité en cas de lésions de régénérée des rhabdomyocytes. Elles vont proliférer Muscle cardiaque: Absente, car il n’y a pas de cellules satellites. Division cellulaire possible mais faible Muscle lisse : Capacité de régénération théoriquement possible à partir : - des cellules musculaires lisses viables, non lésées (conservation d'un faible pouvoir mitotique) - des péricytes des parois vasculaires 41 Comment réviser à la dernière minute ? 42