Etude d’un effecteur moteur : le muscle strié squelettique :

Définition d’un muscle : le muscle est une structure organique formée de fibres contractiles assurant le mouvement. Ou le muscle est un tissu formé de fibres douées de contraction permettant de produire un mouvement. Les muscles participent à diverses fonctions essentielles de la vie de l’organisme (respiration, digestion…) et à son adaptation au milieu environnant (locomotion, thermorégulation…).

Quelles sont les propriétés essentielles d’un muscle ?

Le muscle obéit essentiellement à deux propriétés : l’excitabilité et la contractilité (dans cette contractilité on observe : l’élasticité et tonicité)

Les catégories des muscles :

• Suivant l’obéissance de la contraction :

1. Le muscle volontaire : contrôlé par le système nerveux « cérébrospinal » exple : les muscles rouges, le muscle cardiaque.
2. Le muscle involontaire : contrôlé par le système nerveux « ortho et parasympathique » exple : le muscle blanc (estomac, intestin, vessie…).

• Suivant leur aspect morphologique :

1. Les muscles striés : présence des striations qui comprennent : muscle long, muscle plat (large), muscle annulaire.
2. Muscles lisses : muscle de la vie végétative. Exple : muscle de l’utérus.

Structure du muscle :

Observation macroscopique :

Le muscle est formé d’un ensemble de faisceaux de fibres musculaires, séparés par des cloisons conjonctives ou loge les vaisseaux sanguins et les nerfs.

Au microscope photonique :

Chaque fibre musculaire est une cellule géante long de 5cm et 100 millimicrons de diamètre.

• Sa membrane cytoplasmique « sarcoplasme » est constituée de deux parties :

• Une partie homogène fait d’une alternance de bandes claire et sombre.
• Une partie hétérogène renfermant des organites cellulaires, myoglobine et le glycogène.

Schéma d’une fibre musculaire :

Au microscope électronique :

Chaque fibre musculaire renferme un ensemble de myofibrilles.

Chaque myofibrille est constituée de deux (2) fibres de nature protéinique :

• Les filaments très fins d’actine,
• Les filaments épais de myosine

Au faible grossissement :

Une myofibrille est faite d’une succession de bande claire et de bande sombre

• Chaque bande claire est divisée en son milieu par une brise : strie Z.
• Chaque bande sombre en son milieu part une bande plus claire : bande H.

Au fort grossissement :

La myofibrille est constituée de deux (2) filaments :

• Les filaments fins d’actines,
• Les filaments épais de myosines

Quels sont les différents aspects d’une contraction

Quelle soit isotonique (tension constante et longueur variable) ou isométrique (tension variable et longueur constante), la contraction musculaire peut prendre différents aspects selon le nombre et la fréquence des excitations. Ces différents aspects peuvent être facilement interpréter à l’aide d’un appareil appelé myographe. Celui-ci permet d’enregistrer une courbe, le myogramme qui traduit la variation de la longueur ou de la tension du muscle lors d’une contraction.

1. Secousse musculaire : c’est la réponse à une seule excitation.

Comment se présente le myogramme d’une secousse musculaire ?

Le myogramme d’une secousse musculaire comprend 3 phases :

•  Une phase de latence : s’écoulant entre l’instant de l’excitation et le début de la réponse (contraction).
• Une phase de contraction : qui correspond au raccourcissement du muscle.
• Une phase de relâchement : plus longue que la précédente, ou le muscle reprend sa longueur initiale (figure).

2. Secousses fusionnées : quand le muscle subit deux (2) excitations de même intensité, la réponse est différente selon le moment ou intervient la seconde excitation.

• Si la seconde intervient bien après la première réponse le myogramme présente deux secousses rigoureusement identiques (de même amplitudes) : on parle de deux secousses isolées.
• 
  Si la seconde excitation intervient aucours de la phase de relâchement de la première réponse, le myogramme est une courbe a deux sommets : on parle de deux secousses à fusion incomplète ;
• Si la seconde excitation aucours de la phase de contraction de la première réponse, il y a superposition et prolongement des deux courbes : le myogramme est une courbe à un seul sommet donc l’amplitude est supérieure à celle d’une secousse élémentaire on parle de deux secousses à fusion complète.

3. Tétanos physiologique : c’est la contraction soutenue d’un muscle soumis à des excitation répétées et suffisamment rapprochées.

Comment se présente le myogramme d’un tétanos physiologique ?

Quand le muscle subit des excitations répétées et suffisamment rapprochées, la réponse est différente selon le moment ou intervient chaque excitation par rapport à la réponse précédente.

• Si chaque excitation intervient pendant la phase de relâchement de la réponse précédente, le myogramme est une courbe avec un plateau oscillant (ondulé) ; on parle de tétanos physiologique imparfait.

Si chaque excitation intervient pendant la phase de contraction de la réponse précédente, le myogramme est une courbe régulière, oscillation présentant un plateau rectiligne ; on parle de tétanos physiologique parfait.

Comment se présente le myogramme d’un muscle fatigué ?

Lorsqu’un muscle est fatigué, il répond de moins en moins fortement et plus en plus lentement. Le myogramme d’un tel muscle montre donc des amplitudes de contraction de plus en plus faible et des durées de secousses longues.

Contraction       relâchement

Conditions d’une excitation efficace :

Pour qu’un excitant soit efficace, il faut que son intensité soit supérieure ou égale à l’intensité seuil (I ≥ I_s) et qu’il soit appliqué pendant un temps suffisant, égal ou supérieur au temps liminaire correspondant à son intensité

Quels sont les phénomènes biologiques qui accompagnent une contraction musculaire ?

La contraction musculaire s’accompagne de phénomène électrique, thermique, mécanique et chimique.

*Phénomènes électriques : pendant la phase de latence, une perturbation électrique, parcourt le muscle : c’est le potentiel d’action, qui fait suite à l’influx nerveux même nature que lui.

 *Phénomènes thermiques :

Ils se manifestent par la production de chaleur due aux réactions chimiques qui s’opèrent lors de la contraction cette chaleur se dégage en deux temps : pendant la contraction c’est la chaleur initiale ; après la contraction, c’est la chaleur retardée, témoin de réaction de restauration.

*Phénomènes mécaniques : lorsqu’un muscle squelettique se contracte par exemple, il entraine dans son mouvement les os sur lesquels il est inséré. Il fournit donc du travail, ce travail peut être dynamique (contraction isotonique) ou statique (contraction isométrique)

*Phénomènes chimiques : très complexe, peuvent cependant se résumer en deux types de réactions

-l’hydrolyse de l’ATP par le complexe acto-myosine en présence des ions ca²⁺

^-la régénération de l’ATP

Soit par voie métabolique rapide

Soit par voie métabolique lente

Autrement dit c’est une enzyme l’ATPase qui met le feu aux poudres. Sous son action, l’ATP libère presqu’instantanément son énergie. Le phosphagène, aussitôt se décompose à son tour et fournit l’énergie nécessaire à la synthèse de l’ATP. Quant à l’énergie née de l’oxydation des métabolites (glycogène, glucose…) elle permet la resynthèse du phosphagène.

Structure d’une myofibrille striée :

Que nous montre une microscopie ordinaire d’une myofibrille ?

Une microscopie ordinaire montre que chaque myofibrille est formée d’une alternance régulière de disque sombre et de disque clair. Elle montre également que chaque disque sombre ou disque A présente en son centre une bande claire la bande H et que chaque disque clair ou disque I est traversé en son centre par une ligne sombre appelée strie Z.

Que nous montre une microscopie électronique d’une myofibrille ?

Une microscopie électronique montre que la myofibrille est formée de deux catégories de filaments de diamètre diffèrent, disposés parallèlement, les plus épais sont des filaments de myosines présents uniquement dans les disques A, les plus fins, sont des filaments d’actine présents dans les disques I et pénétrant plus ou moins loin dans les disques A correspondant, en se logeant entre les filaments de myosine, sans atteindre la zone H

Sarcoplasme : un réticulum transversal (T) relié à la membrane plasmique, un réticulum longitudinal (L), formant une gaine autour des fibrilles ; des triades LTL à la limite des zones A et I. De très nombreuses mitochondries allongées disposées le long des fibrilles.

Le sarcoplasme est riche en glycogène et en myoglobine.

NB : le sarcomère est la portion de myofibrille comprise entre deux stries Z consécutives ; c’est l’unité contractile du muscle.

Remarque : dans la fibre musculaire striée (cellules musculaires) ; le système fibrillaire est central tandis que les noyaux sont périphériques.

Mécanisme de la contraction musculaire :

Pendant la contraction, la fibre toute entière, les fibrilles, les sarcomères, les bandes claires, la zone H diminuent de longueur, seule les bandes sombres ne se raccourcissent pas. L’observation détaillée des photographies montre que les filaments d’actine et de myosine n’ont pas changé de dimension mais qu’ils ont glissé les uns par rapport aux autres.

Mécanisme de glissement :

-au repos : dans une myofibrille au repos, la tropomyosine cache le site d’attachement actine-myosine.

- Attachement : l’excitation de la fibre musculaire par l’influx nerveux provoque la libération des ions Ca ²⁺ accumulés dans le réticulum. Ces ions se fixent sur la troponine qui déforme en repoussant la tropomyosine : le site d’attachement est libéré. En même temps, les mitochondries produisent des molécules d’ATP. Celles-ci se fixent sur les têtes de myosine qui se déforment à leur tour et s’attachent à l’actine.

Glissement : comme la plupart des protéines, la myosine est une enzyme : c’est une ATPase. En présence d’ions Mg²⁺, la myosine, activée par l’actine, hydrolyse l’ATP.

ATP     ADP + Pi + Energie

Le groupement phosphate Pi ainsi libéré se fixe sur la tête de la myosine qui se forme une nouvelle fois en pivotant ; lactine entrainée dans ce mouvement glisse au long de la myosine : le sarcomère se raccourcit. On dit que la myosine et lactine sont des protéines motrices.

-Détachement :

A ce stade, le système est rigide. Le retour à l’état initial nécessite le détachement de l’actine et de la myosine grâce à deux phénomènes simultanés.

L’absorption active des ions ca²⁺ par le réticulum lisse ;

La fixation d’une nouvelle molécule d’ATP sur la tête de myosine. Le retour à l’état initial est possible, c’est un phénomène passif dû à la contraction des fibres musculaires antagonistes.

A quoi est due la fatigue musculaire ?

Elle est en rapport avec l’accumulation d’acide lactique dans le muscle lors des contractions soutenues et prolongées. Si on laisse le muscle au repos, l’acide lactique et la fatigue disparaissent.

Comment se présente le myogramme d’un muscle fatigué ?

Pour un muscle fatigué on constate que la phase de contraction est supérieure à la phase de relâchement, c’est à dire la contraction est lente mais le relâchement est rapide.

 

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2025-06-11 16:57:13 / pascaline@magoe.gn