1.6.4.1. Physiologie musculaire

Question 1

Quels sont les roles des muscles ?

Answer 1

Les rôles des muscles sont :
1. Locomotion
2. Contention du squelette
3. Délimitation des grandes cavités du corps
4. Soutien des grandes fonctions du corps (circulation sanguine, respiration, digestion, excrétion, thermogénèse, etc)
5. Modelé des régions du corps (pff, voir cours)
6. constituent la viande des animaux de boucherie

Si demandé en général, ne pas oublier le rôle des muscles lisses !

Question 2

Citer les 3 propriétés des muscles

Answer 2

Les muscles sont :
* Contractiles
* Elastiques
* Doués de tonicité

Question 3

Vrai/ faux :
Le coeur est un muscle lisse

Answer 3

Faux :
Le coeur est un muscle strié capable d’autocontraction. Il ne répond pas au contrôle nerveux volontaire et se différencie donc ainsi des muscles striés squelettiques.

Question 4

Identifier les types de muscles visibles en microscopie

Answer 4

Muscle strié squelettique
Muscle cardiaque (strié !)
Muscle lisse

Question 5

Compléter le tableau

Answer 5

Question 6

Titrer et compléter le schéma

Answer 6

Schéma de coupe transversle de fibre musculaire striée squelettique

1. Tendon; 2. muscle strié; 3. Arteres, veines et nerfs; 4. Faisceau de fibres; 5. Fibre musculaire; 6. Sarcoplasme; 7. Noyau; 8. Sarcolemme; 9. Myofibrille

Question 7

Quels sont les noms des 3 couches de tissus conjonctifs que l’on trouve dans les muscles ?

Answer 7

On trouve :
- l’épimysium, qui recovure le muscle
- le périmysium, qui entoure les faisceaux de fibres
- l’endomysium, qui enveloppe les fibres musculaires

Question 8

Compléter les légendes

Answer 8

Question 9

Vrai / faux :
myofibrille et myofilament sont 2 mots synonymes

Answer 9

Faux :
Les myofibrilles sont des chaines linéaires de sarcomères.
Elles regroupent les myofilaments fins (actine + tropomyosine : bandes claires) et épais (myosine : bandes sombres)

Question 10

Vrai / faux :
un myocyte est une cellule plurinuclée de forme allongée

Answer 10

Vrai

un mycocyte contient de nombreuses myofibrilles composées de filaments minces et épais

Question 11

Citer 3 particularités de la cellule musculaire strieé squelettique

Answer 11

La cellule musculaire striée squelettique :
- est multinuclée
- son sarcoplasme est pratiquement entièrement occupé par des myofibrilles disposées parallèlement et longitudinalement selon l’axe de la cellule.
- possède un REL sarcoplasmique, disposé en réseau autour des groupes de myofilaments, et impliqué dans le stockage du calcium pour la contraction musculaire.

REL = réticulum endoplasmique lisse

Question 12

Réunir les mots à leur défnition :
1. Sarcolemme
2. Sarcomère

a. unité fonctionnelle contractile de la myofibrille de muscle strié, présentant une organisation caractéristique se répétant le long de chaque myofibrille, région comprise entre deux stries Z.
b. membrane cellulaire d’un myocyte

Answer 12

Sarcolemme :
membrane plasmique d’un myocyte
(1-b)

Sarcomère :
unité fonctionnelle contractile de la myofibrille de muscle strié, présentant une organisation caractéristique se répétant le long de chaque myofibrille, région comprise entre deux stries Z.
(2-a)

Question 13

Réticulum sarcoplasmique : aspect (3 points) et fonction

Answer 13

Le réticulum sarcoplasmique :
- REL des cellules musculaires
- Forme un réseau entourant les myofilaments
- Représente 10% du volume de la fibre
=> Spécialisé dans le stockage des ions Ca2+ impliqués dans le mécanisme de contraction musculaire

Question 14

Qu’est ce qu’une triade (dans une cellule musculaire) ? Quel est son rôle ?

Answer 14

Une triade est composée de 2 citernes de RS au contact et de part et d’autre d’une tubule T.
=> permet le passage du signal nerveux (potentiel d’action) et la libération du calcium à partir du RS, c’est-à-dire le couplage de l’excitation à la contraction.

Question 15

Completer le tableau explicant les différences des types de fibres musculaire 1 et 2

Answer 15

Question 16

Compléter ce schéma

Answer 16

1. un myofilament
2. filament d’actine (fin)
3. Ligne M : site d’attache des filaments de myosine
4. filament de myosine (épais)
5. zone de superposition des filaments d’actine et de myosine
6. Strie Z : site d’attache des filaments d’actine, sépare les sacromères
7. Sarcomère (unité de myofilaments) - compris entre 2 stries Z

la ligne M maintient les filaments de myosine en place
la ligne Z maintient les filaments d’actine en place

Question 17

Quel est le principal constituant des :
a. myofilaments épais ?
b. myofilaments fins ?

Answer 17

Le principal constituant des myofilaments est :
a. myofilaments épais : la myosine
b. myofilaments fins : l’actine (+ troponine et tropomyosine)

Question 18

Que sont l’actine et la myosine ?
A quel niveau les trouve-t-on ?

Answer 18

• L’actine et la myosine sont des protéines musculaires formant des myofilaments - fins et épais respectivement - du muscle strié et impliquées dans la contraction musculaire.
• Elles composent les myofibrilles contenues dans les myocytes.

Question 19

Quelle est la structure du filament d’actine ?
Détailler les différentes molécules et faire un schéma

Answer 19

Composition du filament d’actine :
- Les protéines globulaires d’actine G forment une chaine d’actine F
- 2 chaînes d’actine F s’enroulent en double hélice
- 2 molécules de tropomyosine s’étendent dans les gouttières de la double hélice
- des molécules globulaires de **troponine **se fixent sur la tropomyosine toutes les 8 molécules d’actine G sur chaque brin de la double hélice.
-Le filament d’actine :
- est attaché à une extrémité à la strie Z
- se prolonge jusqu’à la partie médiane du sarcomère

Question 20

Dans le myocyte, sur quelle protéine se fixe le Ca2+ ?
Quel est l’effet provoqué ?

Answer 20

Dans le myocyte, le Ca2+ se fixe sur la troponine
Changement de conformation de la tropomyosine qui découvre les sites de liaison de la myosine sur l’actine

Question 21

Quelle est la structure de la molécule de myosine ?
Détailler sur un schéma

Answer 21

la molécule de myosine est composée de :
- une queue composée d’une super-hélice
- un cou flexible
- une double tête qui porte sur chaque unité une activité ATPasique et un site de fixation à l’actine

Question 22

Expliquer le mécanisme de la contraction musculaire

Answer 22

1. Libération d’Ach par les MTalpha qui déclanche un PA dans la fibre musculaire
2. le PA atteint le RS au niveau des tubules T et déclanche la libération de Ca2+ du RS dans le sarcoplasme
3. le Ca2+ se lie aux troponines situées sur les filaments fin d’actine.
4. La tropomyosine change de forme et découvre les sites de liaison des ponts de myosine à l’actine
5. Formation des ponts actine-myosine par fixation de la tete de myosine sur l’actine
6. Changement de conformation de la tete de myosine et glissement du filament d’actine sur le filament de myosine vers le centre du sarcomère grace à l’énergie libérée par l’hydrolyse d’ATP en ADP +Pi
7. Détachement des têtes de myosine. Si du Ca2+ est encore présent, retour à l’étape 5
8. En absence de PA, Ca2+ est récupéré par le RS, retour de la tropomyosine en position initiale qui obtrue les site de fixation de la myosine sur l’actine. Arret de la contraction et retour passif des filaments fin dans leur position initiale.

Question 23

Vai / Faux :
La tete de myosine au repos porte une molécule d’ATP et est orientée à 45°

Answer 23

Faux
Au repos, la tete de myosine porte une molécule d’ATP, elle est orientée à 90°

On parle de configuration de basse énergie

Question 24

Que provoque l’hydrolyse de l’ATP ?

Answer 24

L’hydrolyse de l’ATP en ADP +Pi change la conformation de la myosine (fixée sur l’actine) et l’angle de la tete de myosine à 50° (libération du Pi) puis 45° (libération de l’ADP) provoquant le glissement de l’actine sur la myosine en direction du centre du sarcomère.
=> contraction musculaire

Question 25

La fixation d'une molécule d'ATP sur la tete de myosine change sa conformation d'angle de 45° à 90°

Answer 25

Vrai : c'est le retour à la position initiale de repos.

Question 26

Expliquer en quelques mots la théorie des filaments glissants

Answer 26

Théorie de filaments glissants : Les filaments minces d’actine et les filaments épais de myosine, deux protéines musculaires, se chevauchent partiellement et glissent les uns sur les autres durant le cycle d’activité. C’est l’hydrolyse de l'ATP qui libère une grande quantité d’énergie nécessaire à la contraction des muscles.

Question 27

Indiquer où sont les filaments d'actine et de myosine et par quel mécanisme la contraction se produit

Answer 27

En violet : filaments de myosine (épais) En orange : filaments d'actine (fins) La contraction / le raccourcissement du muscle se fait par glissement des myofilaments. ## Footnote La longueur de chaque filament reste identique au repos ou en contraction, mais leur glissement les uns sur les autres raccourci le sarcomère et par extension le muscle.

Question 28

1. Donner un titre à chacune des 2 clichés au microscope electronique. 2. Quelle différence peut on observer ?

Answer 28

A gauche : muscle strié au repos, la bande H (au centre de la zone A) qui ne comprend que des filaments de myosine, est visible A droite : muscle en contraction, on observe une diminution de la longueur de la zone H

Question 29

Localiser les bandes I et A, ainsi que la zone H des sarcomères

Answer 29

## Footnote Bande I : claire (i de "light") isotrope, que de l'actine ; bande A : sombre (A de "dark") anisotrope, actine et myosine

Question 30

Quels sont les 3 types de contraction musculaire ? Donner leur définition

Answer 30

* Contraction isométrique : sans mouvement articulaire, la longueur du muscle en contraction est la même qu'au repos (ex. exercice de la chaise) mais le corps charnu se raccourci et les tendons s'allongent * Contraction concentrique : Avec mouvement articulaire et raccourcissement du muscle. * Contraction excentrique : Avec mouvement articulaire et éloigement des extremités du muscle pour freiner un mouvement.

Question 31

Donner le type de contraction du muscle et sa définition

Answer 31

Contraction excentrique : Avec mouvement articulaire et éloignement des extremités du muscle pour freiner un mouvement. ## Footnote Résistance à l'étirement du muscle par un poids par ex.

Question 32

Donner le type de contraction du muscle ## Footnote Allongement du muscle en résistance à l'étirement, force développée inférieure à la force extérieure

Answer 32

Contraction concentrique ## Footnote Raccourcissement du muscle

Question 33

Donner le type de contraction du muscle

Answer 33

Contraction isométrique ## Footnote Pas de modification globale de longueur du muscle mais raccourcissement du corps charnu et allongement des tendons

Question 34

Citer 4 facteurs qui influencent la force musculaire développée à la contraction d'un muscle

Answer 34

1. Nombre de fibres contractées 2. Taille relative des fibres 3. Degré d'étirement du muscle 4. Fréquence des stimulations

Question 35

Donner un titre au schéma

Answer 35

Schéma d'une unité motrice

Question 36

Vrai / Faux : Les termes "unité motrice" et "plaque motrice" sont synonymes

Answer 36

Faux : * Plaque motrice = jonction neuromusculaire (= bouton synaptique + fibre musculaire * Unité motrice : ensemble des fibres musculaires recrutées par un même motoneurone

Question 37

Comment obtient-on un raccoursissement du muscle pouvant aller jusqu'à 50% ?

Answer 37

- un cycle de glissement racourcit le sacromère d'environ 1% - Tant que la [Ca2+] sarcoplasmique reste > 1umol/L (valeur de la concentration de repos), les cycles de glissement se succèdent. - Plus le nombre de cycles de glissement est grand, plus le raccourcissement est important. - Le mécanisme prend fin lorsque la [Ca2+] sarcoplasmique revient à sa valeur de repos : 1. fermeture des canaux Ca2+ du réticulum sarcoplasmique + pompage actif des Ca2+ vers les citernes réticulaires 2. Les molécules de troponine ne sont plus liées au Ca2+ 3. la tropomyosine vient obturer les sites de fixation des tetes de myosine sur l'actine.

Question 38

En conditions physiologiques, quel est le raccourcissement maximal d'un muscle : * 20% * 30% * 50%

Answer 38

En conditions physiologiques, le raccourcissement maximal d'un muscle est de 30%

Question 39

Comment est innervé le muscle ?

Question 40

Choisir la bonne réponse - L'organe tendineux de Golgi est : A. un organite cellulaire situé à proximité du réticulum endoplasmique et du noyau qui stocke les protéines et les lipides produits par le RE. B. un corpuscule sensoriel des tendons reliés aux muscles striés, sensibles à l'étirement du tendon lorsque le muscle se contracte.

Answer 40

Réponse B : L'appareil tendineux de Golgi est un corpuscule sensoriel des tendons reliés aux muscles striés, sensibles à l'étirement du tendon lorsque le muscle se contracte. Il est constitué de fibres collagènes autour desquelles s'enroulent les fibres nerveuses sensitives. Il est impliqué dans le réflexe myotatique inversé (protection du muscle contre un étirement excessif). ## Footnote L'appareil de Golgi est un organite cellulaire impliqué dans le stockage et la transfomation des protéines

Question 41

De quoi est formé un faisceau neuro-musculaire ? Quelle est sa fonction ?

Answer 41

* Organe propriocepteur de la tension musculaire disposé parallèlement aux fibres musculaires. Il est formé de fibres musculaires intrafusales modifiées recevant des innervations sensitive et motrice, le tout encapsulé dans du tissu conjonctif. * Les FNM sont impliqués dans le réflexe myotatique.

Question 42

Qu'est ce qu'un réflexe ?

Answer 42

Réponse motrice inconsciente ou involontaire et immédiate provoquée par une stimulation sensitive ou sensorielle

Question 43

Faire un schéma synthèse du réflexe myotatique, avec petite phrase explicative.

Answer 43

Réflexe myotatique : 1. Etirement du muscle agoniste détecté par les FNM situés dans le corps charnu 2. Information remonte à la ME par le nerf sensitif : afférences Ia 3a. Information d’inhibition de contraction du MT alpha des fibres du muscle antagoniste provoquant son relâchement 3b. MT commande la contraction du muscle agoniste. => Protection contre l’étirement.

Question 44

Faire un schéma synthèse du réflexe myotatique inversé, avec petite phrase explicative.

Answer 44

Réflexe myotatique inversé : 1. Etirement du muscle détecté par les corps tendineux de Golgi à la charnière tendino-musculaire 2. L’afférence Ib remonte l’information sensitive au niveau de la ME à un interneurone 3. Inhibition du motoneurone alpha qui innerve le muscle. 4. Absence d’information de contraction et mise au repos du muscle 5. MT commande la contraction du muscle. => Protection du muscle contre une contraction excessive et rôle au niveau des muscles impliqués dans des gestes précis à contraction constante.

Question 45

Que signifie la loi du "tout ou rien" en terme de contraction musculaire ?

Answer 45

Lors de la stimulation par un motoneurone, toutes les fibres d’une même unité motrice sont activées et se contractent en même temps. ## Footnote Attention, ce n’est pas vrai d’une unité motrice à une autre, donc toutes les unités motrices d’un même muscle ne se contractent pas simultanément.

Question 46

Quelles sont les caractéristiques des fibres de type I ? Dans quel type d'effort sont-elles sollicitées ?

Answer 46

Les fibres de type I : - très vascularisées, riches en myoglobine et mitochondries et riches en graisses. - Energie fournie par la beta-oxydation des acides gras (filière aérobie) - Très peu fatigables - Mobilisées dans les efforts longs et modérés

Question 47

Quelles sont les caractéristiques des fibres de type IIa ? Dans quel type d'effort sont-elles sollicitées ?

Answer 47

Les fibres de type IIa : - Vascularisées, assez riches en myoglobine, mitochondries et en graisses. - Energie fournie par les filières aéro-anaérobie - Mobilisées dans les efforts longs et intenses ou modérés

Question 48

Quelles sont les caractéristiques des fibres de type IIB ? Dans quel type d'effort sont-elles sollicitées ?

Answer 48

Les fibres de type IIb : - cellules de grande taille - faiblement vascularisées, pauvres en myoglobine, mitochondries et en graisses. - Energie fournie par les filières anaérobie par oxydation du glycogène. - fatigables - Mobilisées dans les efforts courts et intenses.