Les Muscles
La composition du muscle
Après avoir vu la source de l’énergie musculaire, nous allons maintenant voir la composition du muscle.
Les muscles sont des organes chargés de convertir l’énergie chimique en énergie mécanique. À de rares exceptions près, la commande du fonctionnement de ces organes se fait par voie nerveuse.
Le mouvement musculaire consiste à exercer une force en raccourcissant sa structure vivante. Cela nécessite :
-Une structure contractile : le muscle
-Une structure d’appui (pour pouvoir exercer une force): le squelette (os et articulations) et les tendons par lesquels les muscles lui sont attachés.
-Un système de commande (système nerveux), un système de contrôle (système immunitaire agissant grâce aux hormones, aux neurotransmetteurs), un système d’adaptation qui comprend essentiellement des récepteurs (organes de la perception interne et externe) reliés au système de commande.
Cette structure contractile, le muscle, est composé de plusieurs tissus (ensemble de cellules assurant une même fonction) dont les cellules diffèrent selon le type de muscle.
Celui que nous allons étudier est le muscle strié squelettique, ils ont pour fonction d'assurer la motricité du corps dans son environnement, en permettant de faire bouger le squelette de manière volontaire.
Chaque cellule musculaire composant le muscle strié squelettique contient 2 à 500 noyaux : ce sont des grandes cellules (ou fibres) musculaires multinuclées (plusieurs noyaux). Les autres constituants du muscle sont des nerfs, des vaisseaux sanguins et du tissu conjonctif (constitue environ 80 % du corps humains).
On le nomme “strié” en raison de son aspect au microscope optique, avec une bande sombre A (anisotrope) alterne avec une bande I (isotrope) plus claire. Cette bande I est elle-même coupée par une ligne étroite et sombre : la strie Z. La bande A est partagée par la bande H en son milieu. Cette striation est due à la présence de filaments contractiles d'actine et de myosine, disposés longitudinalement (voir en bas du schéma).
Les muscles striés sont composés de sarcomères (longueur au repos = 3 µm), situé dans la myofibrille (filaments protéiques) compris entre deux stries Z successives. Le sarcomère est l’unité de contraction élémentaire, il possède deux filaments :
Les filaments fins d’actine sont attachés par une de leurs extrémités à la strie Z et se prolongent parallèlement à l'axe de la myofibrille jusqu'à la partie médiane du sarcomère, le long de la bande I puis dans la bande A. Ils sont constitués de deux chaînes (actine F), enroulées en double hélice, d'une protéine globulaire : l'actine G et de deux autres protéines : la tropomyosine, qui s'étend dans l'hélice d'actine, et la troponine (TN), qui se fixe de place en place sur la tropomyosine (environ toutes les 8 molécules d'actine).
La tropomyosine bloque les sites de liaison de l'actine et de la myosine (protéine musculaire permettant la contraction)
La troponine est responsable de la régulation cytoplasmique de la contraction musculaire. Elle est constituée de 3 peptides (polymère d’acide aminés lié par des liaisons peptidiques) :
-La troponine T (TN-T) responsable de la fixation de la troponine sur la tropomyosine.
-La troponine I (TN-I) inhibant (opposition) l'activité ATPasique (production d’ATP) de la tête de myosine.
-La troponine C (TN-C) avec son site spécifique liant le calcium (Ca2+). Lorsque la TN-C est saturée en Ca2+, l'effet inhibiteur de la TN-I est levé.
Les filaments épais de myosine se compose d'environ 150 à 360 molécules de myosine, assemblées à la manière d'une torsade (enroulé en forme d’hélice). Chaque molécule de myosine possède une partie céphalique (tête de myosine), scindée en deux, qui servent de sites de liaison pour les filaments d'actine. Cette partie céphalique (tête de myosine) s'articule avec une partie cervicale, la partie céphalique et la partie cervicale constituant la méromyosine lourde qui est réunie à une partie caudale : la méromyosine légère, composé Les queues allongées de deux chaînes lourdes de myosine s'enroulent l'une autour de l'autre en une superhélice. La mobilité de la partie cervico-céphalique (méromyosine lourde), à la manière d'une articulation, permet de former le complexe actine-myosine qui va récupérer l'énergie libérée par hydrolyse de l'ATP : une ATP se lie avec la tête de myosine. Lorsque le complexe se dissocie, l’ATP est immédiatement hydrolysé en ADP+P.
Ceci permet une rotation de la tête de myosine qui s'oriente perpendiculairement à l'axe du filament de myosine : la tête porteuse d'ADP se lie à l'actine, l'ADP est libérée et la tête de myosine pivote de nouveau pour former un angle de 45° par rapport à l'axe.
Après l’hydrolyse, les filaments fins d'actine se glissent entre les filaments épais de myosine.
