Les muscles squelettiques

Question 1

→Types de muscles

Answer 1

⇒Muscles squelettiques : striés, volontaires; s’attachent au squelette osseux.
⇒Muscle cardiaque : strié, involontaire; seulement dans le cœur.
⇒Muscles lisses : non striés, involontaires; principalement dans les parois des organes viscéraux creux.

Question 2

→Caractéristiques générales des cellules musculaires (= fibres musculaires)

Answer 2

⇒ Pour tous les types, leur contraction est causée par l’interaction entre les filaments d’actine et de myosine.
⇒Terminologie : “myo-” et “sarco-” = “muscle”

Question 3

→Caractéristiques fonctionnelles (nomme et décrit)

Answer 3

⇒Excitabilité : « capacité de percevoir un stimulus et d’y répondre »
⇛Stimulus: généralement une substance chimique (ex.: neurotransmetteur, hormone)
⇛Réponse: potentiel d’action → contraction musculaire.
⇒Contractilité : « capacité de se contracter »
⇒Extensibilité : « capacité d’étirement »
⇒ Élasticité : « capacité de se rétracter lorsqu’on les relâche »

Question 4

Fibres musculaires squelettiques :

• caractéristiques générales
• Noms des grande composantes

Answer 4

→ Longues cellules cylindriques (quelques mm à 30 cm)
→ Diamètre: 10 à 100 um
→ Multinucléées: souvent >100 noyaux
→ Produites par la fusion de cellules embryonnaires appelées myoblastes
→Sarcolemme
→ Sarcoplasme
→Myofibrilles

Question 5

→Sarcolemme

Answer 5

membrane plasmique

Question 6

→ Sarcoplasme

Answer 6

cytoplasme; contient :
⇒organites habituels
⇒de grandes quantités de glycogène et de myoglobine

Question 7

→Myofibrilles (plusieurs milliers dans une cellule) :

Answer 7

⇒ Parcourent toute la longueur de la cellule.
⇒ Constituées de protéines contractiles.
⇒ Présence de bandes (stries) :
⇛ Stries A : bandes foncées
↪Strie H : région médiane
↪Ligne M : au milieu de la strie H (sert de point d’attache)
⇛Stries I : bandes claires
↪Ligne Z : ligne dense au milieu de chaque strie I (sert de point d’attache, filament va emerger de celui-ci)

Question 8

Les myofibrilles sont composés de deux types de myofilaments :
- nomme les

Answer 8

→Filaments épais

→ Filaments minces

Question 9

→Filaments épais: caractéristiques générales

Answer 9

parcourent toute la longueur de la strie A ; maintenus ensemble à la ligne M.

Question 10

→ Filaments minces: caractéristiques générales

Answer 10

s’étendent le long de la strie I et d’une partie de la strie A.
⇒Strie H: région sans filaments minces
⇒ Ligne Z: ancre les filaments minces.
⇒Un filament mince s’étend de la ligne Z jusqu’à la strie H.
→Chaque filament épais est entouré de 6 filaments minces; chaque filament mince est entouré de 3 filaments épais. (1:2)

Question 11

→Sarcomère :

Answer 11

⇒Unité fonctionnelle d’une fibre musculaire.
⇒Région entre deux lignes Z; correspond à une strie A et deux ½ stries I.
⇒Longueur 2 um.
⇒Ils vont faire une contraction les lignes Z vont se rapprocher de la ligne M

Question 12

Filaments épais :

Answer 12

→Composés principalement de la protéine myosine (quelque 200 molécules de myosine par filament épais).
→Chaque myosine a deux régions :
⇒ Tige : composée de deux chaînes entrelacées; les tiges constituent la partie centrale du filament épais.
⇒Tête (il en a deux par myosine) : extrémité globulaire de chacune des deux chaînes. Chaque tête possède un site de liaison pour :
i. L’ATP : les têtes sont des ATPases.
ii. Une molécule d’actine : durant la contraction, les têtes lient ensemble les filaments épais et minces, formant ainsi des ponts d’union (liaison actine myosine).
→Les têtes sont flexibles, ce qui leur permet de pivoter durant la contraction.
→Les têtes se dressent en direction opposée par rapport à la ligne M.

Question 13

→ Filaments minces:

Answer 13

Composés de trois protéines: actine, tropomyosine, et troponine.
→Actine : Structure en hélice formée d’actine F (“actine fibreuse”)
⇒Chaque actine F est composée de sous-unités d’actine G (“actine globulaire”)
⇒Chaque actine G porte un site de liaison qui peut interagir avec une tête de myosine. (echange actine myosine)

→ Tropomyosine et troponine vont déterminer si oui ou non il va y avoir une interaction
→Tropomyosine : Brins de protéine qui entourent l’hélice d’actine F.
⇒Au repos, la tropomyosine interfère avec les sites de liaison de l’actine.
Durant la contraction il vont se déplacer faite par la troponine:

→Troponine : Complexe de trois sous-unités, chacune ayant un rôle spécifique:
⇒Troponine I : se lie à l’actine et inhibe la contraction
⇒Troponine T : se lie à la tropomyosine
⇒Troponine C : se lie aux ions calcium

Question 14

→ Réticulum sarcoplasmique (RS) :

• déf générales
• 2 parties principales

Answer 14

⇒ Réseau élaboré de réticulum endoplasmique lisse qui entoure chaque myofibrille.
⇒Constitué de deux parties principales :
⇛Tubules
⇛Citernes terminales

Question 15

⇛Tubules

- Comment placer

Answer 15

parallèles aux myofibrilles.

Question 16

⇛Citernes terminales

• Comment placer
• role

Answer 16

canaux perpendiculaires aux myofibrilles, à la jonction des stries A et I.

Question 17

→Tubules transverses (Tubules T) :

Answer 17

⇒Prolongements internes du sarcolemme, leur lumière étant en continuité avec le milieu extracellulaire.
⇒Traversent complètement la fibre musculaire au niveau des jonctions des stries A et I.
⇒ Permettent la propagation du potentiel d’action profondément à l’intérieur des fibres.
⇒Chaque tubule T passe entre les paires de citernes terminales du RS, formant ainsi une triade

Question 18

→Triades :

Answer 18

⇒ Aux triades, la membrane du tubule T est étroitement associée à la membrane des citernes terminales par l’intermédiaire de protéines spécialisées.
⇒ Quand le potentiel d’action se propage dans le T tubule, il cause l’ouverture rapide de canaux à Ca2+ dans la membrane des citernes terminales.
⇒Ces canaux à Ca2+ demeurent ouverts durant quelques millisecondes; période durant laquelle les ions Ca2+ sont libérés dans le sarcoplasme qui entoure les myofibrilles.

Question 19

Modèle de contraction par glissement des filaments :

Answer 19

→Durant la contraction, la longueur des myofilaments demeure constante.
→Les sarcomères raccourcissent parce que les filaments minces glissent le long des filaments épais.

Question 20

Fibre musculaire au repos :

Answer 20

Chevauchement partiel entre les filaments minces et épais.

Question 21

Fibre musculaire en contraction :

Answer 21

Les filaments minces pénètrent plus profondément dans la strie A.
→ Les lignes Z sont tirées vers les filaments épais.
→ Le sarcomère raccourcit.
⇒Changements observés durant la contraction:
⇛Le sarcomère raccourcit
⇛Les stries I raccourcissent.
⇛La strie H raccourcit et peut même disparaître.
⇛La strie A demeure constante.

Question 22

→ L’interaction entre l’actine et la tête de myosine implique un cycle de 4 étapes successives:

Answer 22

Formation du pont d’union
Phase active
Détachement de la tête de myosine
Mise sous tension de la tête de myosine

Question 23

Deux rôles de l’ATP:

Answer 23

i. Active les têtes de myosine.

ii. Cause la dissociation des ponts d’union

Question 24

** Expliquer le phénomène de rigidité cadavérique.

Answer 24

muscles vont devenir rigides après la mort. Moins d’atp donc muscles ne peuvent pas se relâcher sont donc en hypercontractile. Le peu d’ATP restant va activer les têtes mais elles ne peuvent pas se relâcher.

Question 25

⇒Rôle du RS:

Answer 25

- contrôle la concentration intracellulaire des ions Ca2+ - Emmagasine les ions Ca2+ : des pompes à Ca2+ dans la membrane des tubules du RS peuvent concentrer les ions Ca2+ quelque 10,000 fois à l’intérieur du RS. - Les ions Ca2+ sont libérés dans le cytosol quand le muscle est stimulé.

Question 26

RÔLE DES IONS CALCIUM DURANT LA CONTRACTION

Answer 26

→ Inhibition de la contraction (TNI) À [Ca2+] intracellulaire élevée (≈10−6 M) : Les ions Ca2+ se lient à la TnC → Changement de conformation du complexe de la troponine a cause que 4 ca2+ s'attache a TNC → La troponine écarte la tropomyosine (puisqu'ils sont attacher grâce a TNT) des sites de liaison → Interaction myosine-actine → Contraction Très peu de calcium = les têtes de myosine NE PEUVENT pas s’attacher. Les ions Ca2+ contrôle ceux -ci.

Question 27

Résume: LA JONCTION NEUROMUSCULAIRE ET LE COUPLAGE EXCITATION-CONTRACTION

Answer 27

Excitation du neurone va faire en sorte qu’il y aura une libération de neurotransmetteurs qui va déclencher un potentiel d’action le long du sarcolemme (membrane plasmique de la cellule musculaire) va rentrer dans les cellules T au niveau des triades qui va déclencher la libération d’ion Calcium au RS.

Question 28

Les muscles squelettiques sont stimulés par....

Answer 28

les neurones moteurs (cellules présynaptiques) du système nerveux somatique (volontaire).

Question 29

Étapes de la transmission synaptique à la jonction neuromusculaire

Answer 29

1.Arrivée du potentiel d’action au corpuscule terminal du neurone moteur 2.Ouverture de canaux à Ca2+ voltage-dépendants →Entrée des ions Ca2+ dans le bouton terminal 3. Exocytose de l’acétylcholine (ACh) dans la fente synaptique ( synapse avec les cellules musculaires appeler la jonction neuromusculaire) 4. Liaison de l’ACh avec les canaux ligand-dépendants de la membrane postsynaptique (sarcolemme dépolarisation) (récepteurs nicotiniques) 5. Ouverture de canaux perméables aux ions Na+ et K+ →Entrée nette d’ions Na+ PPSE (JAMAIS UN PPSI!) *A noter: un PPSE est suffisant pour déclencher un potentiel d’action et ainsi pour atteindre le seuil d'excitation a -55 mv . Pourquoi est-ce que le PPSE est si efficace? plaque motrice est une partie du sarcolemme de la membrane plasmique de la cellule musculaire qui est associée à la synapse, qui fait qu’il donne une grande surface remplie de canaux nicotiniques ionotrope. 6. Dégradation de l’acétylcholine par l’acétylcholinestérase présente dans la fente synaptique. (brise le lien ester (hydrolyse) donc brisse l’ACh en acétyl et coline)

Question 30

Caractéristiques particulières de la jonction neuromusculaire - Synapse (localisation et nombre) - PPSE ou PPSI - Type de récepteur - Seuil - Enzyme

Answer 30

→Habituellement, une seule synapse par fibre musculaire (située au centre de la fibre). Synapse situé au milieu de la fibre donc le message se répand des deux côtés de celui-ci →Le neurotransmetteur est uniquement l’acétylcholine (ACh). →L’acétylcholine cause toujours un PPSE (donc jamais un PPSI). ⇒Le récepteur est un récepteur nicotinique, ionotrope (causer une ouverture qui va permettre le passage de cations). ⇒La liaison de l’ACh entraîne l’ouverture du canal, qui est perméable aux cations (Na+ , K+ ); ceci a pour résultat une entrée nette d’ions Na+ . ⇛Dépolarisation de la membrane. →Un seul PPSE est suffisant pour atteindre le seuil d’excitation et déclencher ainsi un potentiel d’action sur le sarcolemme. ⇒Plaque motrice: région du sarcolemme qui forme la jonction neuromusculaire. La présence de replis jonctionnels assure une grande superficie de la plaque motrice avec une quantité appréciable (des millions) de récepteurs à l’ACh. Leurs ouvertures simultanées entraînent une entrée massive d’ions Na+ , ce qui amène le potentiel de membrane à des valeurs beaucoup plus positives que le seuil d’excitation. ⇛Potentiel d’action. →La durée du PPSE est très brève parce que l’ACh est rapidement détruite par l’acétylcholinestérase présente sur la plaque motrice et dans la fente synaptique. Cette enzyme hydrolyse l’ACh en acétate et en choline, produits qui ne peuvent pas activer le récepteur de l’ACh

Question 31

i) La toxine botulique (qui est le Botox!), un inhibiteur de l’exocytose de l’acétylcholine.

Answer 31

Empêche l'exocytose de l'acétylcholine, les vésicules ne peuvent donc pas se fusionner avec la membrane et conséquemment il n’y aura pas d'acétylcholine. Il y aura donc une paralysation des muscles qui peut être extrêmement dangereuse si arrive au muscles respiratoire.

Question 32

ii) Le curare, un inhibiteur du récepteur nicotinique qui empêche sa liaison avec l’acétylcholine.

Answer 32

Agent paralysant mais mécanisme complètement différent que le botox. Se lie au récepteur nicotinique, ils se lie lorsque le récepteur est fermé et il empêche l'acétylcholine d’aller se lier. Donc est un antagoniste de l'acétylcholine. Le signal va être envoyé, l'acétylcholine va être relâché mais ne va pas être capable de se lier au récepteur. Utilisés en chirurgie, pour paralyser localement les muscles

Question 33

iii) La physostigmine, un inhibiteur de l’acétylcholinestérase

Answer 33

Inhibiteur de cette enzyme. L'acétylcholine libérée va demeure dans la fente synaptique beaucoup plus longtemps parce qu’elle ne sera pas dégradé donc ça ça veut dire que le PPSE qui est produit va durer très très longtemps donc ça veut dire qu’il va y avoir des potentiel d’action qui vont être générée à répétition qui va causer qui va causer une excitation sous tenue de la cellule musculaire , elle va toujours être excité et va donc causer une contraction massive

Question 34

LE COUPLAGE EXCITATION-CONTRACTION :

Answer 34

Couplage entre le stimulus électrique (potentiel d’action) et la contraction. Ce couplage se fait par l’intermédiaire des ions Ca2+ libérés par le RS lorsque le potentiel d’action se propage dans les tubules T.

Question 35

LE COUPLAGE EXCITATION-CONTRACTION explique processus en détails :

Answer 35

Le tubule transverse est une invagination du sarcolemme donc c'est la même membrane. Dans cette même membrane il y a des canaux voltage dépendant. Le potentiel d’action va rentrer dans la cellule puisque la membrane elle-même pénètre dans la cellule. Dans la lumière du tubule transverse il y a un liquide qui est pareil que le liquide extracellulaire. Le pot action va rencontrer dans les citernes terminales. C'est à ce moment qu’il y aura un transfert d’info de la membrane de la tubule transverse vers la membrane de l’autre côté qui est la membrane de la citerne terminales du RS. Il y a des protéines de couplage dans la membrane du sarcolemme; leur conformation dépend du voltage. quand la dépolarisation change de conformation. Ces protéines sont alors associées à des canaux à calcium qui sont dans la membrane du RS. Donc la dépolarisation laisse Ca se diffuser. Dans le cytosol il y a des myofibrilles et microfilaments

Question 36

Unité motrice

Answer 36

un neurone moteur et toutes les fibres musculaires innervées par ce neurone.

Question 37

Unité motrice processus et description anatomique

Answer 37

→Les corps cellulaires des neurones moteurs résident dans la moelle épinière; ce sont leurs axones qui se rendent jusqu’au muscle. →Dans le muscle, chaque axone se ramifie en plusieurs terminaisons, et chaque terminaison fait synapse avec une seule fibre musculaire distincte. ⇒Quand le neurone déclenche son potentiel d’action, toutes les fibres de son unité motrice se contractent en même temps. →Le nombre de fibres musculaires par unité motrice peut varier d’aussi peu que 2-4 à plusieurs centaines. ⇒Les petites unités motrices permettent un contrôle précis du mouvement alors que les grandes unités motrices permettent une contraction forte. →Les fibres musculaires d’une seule unité motrice ne sont pas regroupées ensemble, elles sont plutôt dispersées dans le muscle. ⇒ La stimulation

Question 38

SECOUSSE MUSCULAIRE

Answer 38

Période de contraction et relâchement est relativement brève 1 10ème de sec; secousse musculaire Réponse d’une unité motrice à un seul potentiel d’action de son neurone moteur. →Contraction brève (20 à 200 msec); consiste en 3 phases : i. Période de latence : Délai entre le potentiel d’action et l’activation des têtes de myosine. → La secousse se produit après la fin du potentiel d’action. ii. Période de contraction : Du début de la force jusqu’à son maximum. iii. Période de relâchement : Provoquée par un retour des ions Ca2+ dans le RS (réticulum sarcoplasmique).

Question 39

RÉPONSES MUSCULAIRES GRADUÉES

Answer 39

→Contractions relativement longues et continues d’un muscle entier. →Obtenues par sommation; i.e. par l’addition de secousses individuelles. →Se produisent de 2 façons : i) Par sommation temporelle ii) Par sommation spatiale

Question 40

i) Sommation temporelle des secousses musculaires :

Answer 40

→Lorsque le deuxième stimulus survient avant la fin de la première contraction. →Tétanos: contractions fusionnées; obtenues à haute fréquence de stimulation. ⇒ Tension maximale qu’une unité motrice peut générer. → Principalement due au fait que le niveau de [Ca2+] augmente progressivement durant les contractions successives. Durant le tétanos, suffisamment d’ions Ca2+ sont présents entre les potentiels d’action pour saturer tous les TnC des complexes de troponine → état de contraction maximale.

Question 41

** Le signal Ca2+ d’une seule secousse est très bref (< 50 msec); pourquoi ?

Answer 41

D’une part c’est à cause que le potentiel d’action est super bref; 5 à 10 millisecondes et d’autres part c’est que une fois que les canaux à calcium dans le RS sont fermé donc que le calcium commence à être réabsorber et donc sa fait absorber rapidement par le RS et c’est ça qui va déterminer la durée de cette présence du calcium extracellulaire dans les muscles

Question 42

ii) Sommation spatiale:

Answer 42

→Dans les muscles entiers, augmentation de la force de contraction par augmentation du nombre d’unités motrices qui se contractent simultanément. → Aussi appelé recrutement

Question 43

→Contraction isotonique

Answer 43

(les têtes vont battre quand même mais elle va continuer à s'accrocher à la même place donc ça ne glisse pas) : La longueur du muscle change pour déplacer une charge (la tension au muscle demeure constante).

Question 44

→Contraction isométrique

Answer 44

La tension augmente alors que la longueur du muscle demeure constante. ⇒La plupart des mouvements font intervenir les deux types de contractions. ⇒ Lors des contractions isotoniques, les filaments minces glissent et les bandes I raccourcissent. ⇒Lors des contractions isométriques, les ponts d’union génèrent une tension sans provoquer de glissement des filaments minces.

Question 45

RAPPORT LONGUEUR-TENSION

Answer 45

→ La tension générée par un muscle dépend de sa longueur au repos. → La relation entre la longueur et la tension reflète le degré de chevauchement entre les filaments minces et épais: ⇒ À la longueur optimale, il y a un chevauchement maximal. ⇛Tension maximale qui peut être générée par le muscle. ⇒Si la fibre est trop étirée, les filaments ne se chevauchent plus. ⇛La tension générée par le muscle activé est nulle. ⇒Si la fibre est trop comprimée, les lignes Z touchent les filaments épais, et les filaments minces se gênent mutuellement. → La force de contraction diminue abruptement. →Dans le corps, les muscles squelettiques au repos sont maintenus près de leur longueur optimale.

Question 46

1. SOURCES D’ÉNERGIE POUR LES CONTRACTIONS L’ATP emmagasinée est limitée, permettant 4 à 6 secondes de contraction, et trois voies métaboliques peuvent régénérer de l’ATP:

Answer 46

Il y a des milliers et des milliards d’ATP utilisés chaque seconde. 3 Sources d’ATP a) Phosphorylation directe:La créatine phosphate est une molécules très énergétique. La créatine entre dans nos cellules musculaires et lorsque nos cellules sont au repos, elles vont prendre du phosphate inorganique (pi) et grâce à un enzyme créatine kinase sa va faire de la créatine phosphate. La créatine va céder son phosphate à l’ADP qui va l'utiliser pour redevenir de l’ATP. Ce système fonctionne mais un excès de créatine peut créer des problèmes rénaux. Fonctionne pour seulement 15 secondes b) Voie anaérobie: Dégradation du glucose: N’A PAS BESOINS d'oxygène, elle est relativement rapide; glucose du glycogène. Aussitôt qu’on fait de l'exercice on va chercher la créatine et en suite on commence à dégrader le glucose. Le glucose entre en hydrolyse pour donner de l’ATP. Chaque molécule de glucose donne 2 petites molécules d'ATP. Donne l’acide lactique (en faisant de l’acide pyruvique) qui est un prix à payer. c) Voie aérobie: Utilise de l’oxygène. Si l' exercice dure plusieurs heures, on cherche l’autre voie. Pour chaque molécule de glucose elle est capable de faire beaucoup plus d’ATP (32) alors qu'avec l’autre juste 2. Cela est à cause que l’acide pyruvique va aller dans la mitochondrie et chercher toute l’énergie. Celui-ci peut chercher des acides gras et acides aminés. Sa vient du sang et est hyper efficace mais lente.

Question 47

FATIGUE MUSCULAIRE

Answer 47

→Fatigue musculaire : « incapacité physiologique de se contracter » →Elle est la conséquence d’un manque relatif en ATP; → une absence complète d’ATP entraînerait un état de contracture, similaire à la rigidité cadavérique. →Les mécanismes qui sous-tendent la fatigue musculaire ne sont que partiellement compris. Les principaux facteur sont: ⇒ Une accumulation d’acide lactique et une diminution du pH. ⇒Des déséquilibres ioniques. ⇒ Une diminution de l’excitabilité des cellules, ou encore une diminution de la capacité à libérer les ions Ca2+ du RS.

Question 48

TYPES DE FIBRES MUSCULAIRES SQUELETTIQUES

Answer 48

→La vitesse maximale de contraction varie selon les muscles. →Dépend en grande partie du type de fibres musculaires et de leurs proportions. →Principaux types, déterminés selon l’isoforme de la myosine dont les têtes hydrolysent l’ATP plus ou moins rapidement : ⇒ Type I (à contraction lente) (+) ⇒Type II (à contraction rapide) : ⇛Type IIA (++) ⇛Type IIX (+++) ⇛Type IIB* (++++) (*Très rare chez l’humain) → Exemples: muscles du mollet ▪ Muscle soléaire : Principalement composé de fibres de type I → Muscle gastrocnémien: Principalement composé de fibres de type IIA et IIX

Question 49

Les fibres à contraction rapide relaxent aussi beaucoup plus rapidement que celles à contraction lente. Qu’est-ce qui pourrait expliquer cette différence des phases de relaxation?

Answer 49

La phase de relâchement dépend de la vitesse de la réabsorption du calcium par le réticulum sarcoplasmique (RS), ainsi on peut dire que dans les fibres à contraction rapide non seulement leur myosine batte plus rapidement mais en plus leurs calcium est récupérer plus rapidement par le RS lorsque le signal est terminé et la raison derrière sa est en partie une raison structurale. C'est-à-dire dans les fibres de contraction rapide le RS est aussi plus rapide. Donc le calcium est relâcher plus rapidement mais il est aussi réabsorber très rapidement lorsque le signal est terminé, permettant aussi d’avoir une excitation plus rapide et donc d'écourter davantage la secousse.

Question 50

TYPES DE FIBRES MUSCULAIRES SQUELETTIQUES | Nomme les

Answer 50

- Type I. Fibres oxydatives à contraction lente (“fibres rouges”) : - Type IIB. Fibres glycolytiques à contraction rapide (“fibres blanches”) : - Type IIA. Fibres oxydatives à contraction rapide : - Type IIX. Fibres à contraction rapide :

Question 51

Quelles sont les différences fonctionnelles entre les poitrines (viande blanche) et les cuisses de poulet (viande brune) ?

Answer 51

Viande blanche: fibre blanche peu d’hémoglobine; fibres à contraction lente Viande brune : fibre rouge élevé en hémoglobine contient beaucoup plus de myoglobine oiseau vole très peu il marche plus donc a besoin ces muscles de la cuisse résistant a la fatigue voler muscles de la poitrine, ils se contracte très rapidement