11. La jonction neuromusculaire

Question 1

Décrire l’organisation d’une fibre musculaire (Sarcolemme, sarcoplasme, RS, triade sarcomère)

Answer 1

• Fibre musculaire : cellule multinucléée contenant les myofibrilles
• Sarcolemme : membrane plasmique de la fibre musculaire
• Sarcoplasme : cytoplasme de la fibre musculaire
• Réticulum sarcoplasmique : RE lisse modifié
• Sarcomère : unité fonctionnelle de contraction contenant les fibres d’actine et de myosine
• Triade sarcomère : une partie de la membrane plasmique (tube transverse → traverse myofibre) s’associe avec RS. Structure permet de libéré calcium dans RE pour contraction de la fibre musculaire
  o tubule transverse
  o 2 citernes terminales du RS

Question 2

Décrire l’organisation d’un sarcomère et le rôle des protéines qui le composent

Answer 2

• Filament épais
  o composé de myosine (moteur moléculaire)
  o plusieurs myosines associées ensemble
• Filament mince
  o filament d’actine
  o Tropomyosine
   rigidifient et stabilisent l’actine
   empêche la liaison de la myosine
  o Troponine : hétérotrimère
   TnC : Ca2+ (avec calcium = changement conformation → troponine peut déplacer tropomyosine pour que tête de myosine peuvent s’associer à l’actine)
   TnI : inhibitrice (actine)
   TnT : tropomyosine

Question 3

Expliquer comment l’arrivée d’un potentiel d’action dans le neurone moteur active un potentiel d’action dans la fibre musculaire

Answer 3

1. PA atteint CNT d’un neurone moteur
2. Canaux Ca2+ v.-d. s’ouvrent = Ca2+ entre dans CNT
3. Entrée Ca2+ = libération d’ACh des vésicules synaptiques
4. ACh diffuse dans fente, se lie aux récepteurs du sarcolemme
5. Liaison ACh = ouverture canaux (Na+ entre et K+ sort) = dépolarisation
6. Dégradation enzymatique de l’ACh par l’acétylcholinestérase dans fente = fin des effets de l’ACh

Question 4

Expliquer le mécanisme régulant l’entrée du calcium dans le sarcoplasme

Answer 4

1. dépolarisation = ouverture d’un canal Ca2+ v.-d. (Cav1.1) (entre dans sarcoplasme)
2. dans muscle squelettique, Cav1.1 est lié mécaniquement à un canal Ca2+ dans RS (récepteur RyR). Ouverture du canal Cav1.1 = ouverture des RyR. Dans muscle cardiaque, entrée Ca2+ = ouverture RyR
3. entrée massive de Ca2+ dans sarcoplasme

Rôle du calcium :
1. Ca2+ se lie à TnC
2. TnI se détache de l’actine
3. tropomyosine se déplace, libérant sites de liaison pour la myosine

Question 5

Expliquer le mécanisme régulant le couplage excitation-contraction

Answer 5

Le couplage excitation-contraction correspond à la succession d’événements par laquelle le
potentiel d’action transmis le long du sarcolemme provoque le glissement des myofilaments.

Étapes :
1. Le potentiel d’action propage long du sarcolemme et dans tubules transverses
2. Libération d’ions Ca2+ : transmission PA le long des tubules transverses des triades = changement de conformation des protéines du tubule transverse v.-d. = ouverture des canaux Ca2+ dans membrane citerne terminale du RS → permet à grandes quantités Ca2+ d’entrer dans le cytosol en 1ms.
3. Liaison du Ca2+ à troponine (TnC) et l’éloignement de la tropomyosine du site de liaison : Quand Ca2+ est lié, conformation troponine change → sites de liaison (sites actifs) de l’actine à la myosine sont exposés sur les filaments minces
4. Début de la contraction : liaison myosine à l’actine = des ponts d’union; la contraction commence (cycle des ponts d’union). À ce point, le couplage excitation-contraction se termine.

Question 6

Expliquer comment la myosine provoque la contraction musculaire

Answer 6

• Cellules musculaires sont stimulées par le système nerveux → têtes de myosine des filaments épais s’accrochent aux sites de liaison de l’actine situés sur les filaments minces = glissement s’amorce
• Chaque tête de myosine s’attache au myofilament d’actine et s’en détache plusieurs fois pendant la contraction (comme minuscule crémaillère pour produire tension et tirer filament mince vers centre du sarcomère)
  o phénomène se déroule simultanément dans tous les sarcomères de toutes les myofibrilles + ces dernières sont ancrées au sarcolemme qui est lui-même soudé aux fibres collagènes des attaches musculaires = la cellule musculaire tout entière raccourcit.
• pendant glissement des filaments minces vers le centre (zone claire), lignes Z auxquelles ils sont attachés tirées vers ligne M → la distance entre lignes Z successives diminue, zones claires disparaissent et stries A se rapprochent sans raccourcissement de ces dernières stries et des filaments qui les composent
• cycle des têtes de myosine continue tant qu’il y a du Ca2+ dans le sarcoplasme et une quantité suffisante d’ATP
• étant donné qu’il y a plusieurs têtes de myosine par filament de myosine, une partie de celles-ci sont associées à l’actine à tout moment, ce qui permet de continuer la contraction
• Le Ca2+ est retournée dans le RS à l’aide de pompes utilisant l’ATP (pompes SERCA)

Question 7

Expliquer comment la force de la contraction musculaire est régulée

Answer 7

• le nombre de fibres musculaires contractées dicte la force de la contraction, pas l’intensité du PA
• 2 phénomènes
  o chaque neurones moteurs innerves une ou plusieurs fibres musculaires (selon type de muscle, innervation plus fine [moins d’innervation] ou moins fine [plus d’innervation])
  o quantité de dépolarisation (activation de différents PA). contractions successives = augmente force de contraction, peut avoir contractions distinctes

→ comme pas de période réfractaire absolue/relative ou d’hyperpolarisation
→ donc si contracte plusieurs fois, la contraction sera continue (c)
→ si grande fréquence de PA, contraction continue