Régulation de la contraction et de la relaxation Flashcards
mécanismes moléculaires et cellulaires de la contraction et de la relaxation décrits sous une forme statique
les flux de Ca 2+ (I Ca-L , Ca 2+ libéré par les RyR, Ca 2+ pompé dans le RS par SERCA ou extrudé de la cellule par NCX) apparaissent fixes
la contraction des myocytes cardiaques
la contraction des myocytes cardiaques n’est pas commandée par des motoneurones mais par la dépolarisation des myocytes, qui se transmet de proche en proche à partir des cellules du nœud sinusal grâce à l’existence de zones de communication entre les myocytes faisant du myocarde un syncytium électrique et contractile.
source de force musculaire
Une augmentation de la force de la contraction ne peut donc provenir que d’un mécanisme intrinsèque au myocyte lui-même : la régulation du CEC.
de quoi dépend la force contractile des myocytes
Toutes choses égales par ailleurs, la force développée par les myocytes cardiaques quand ils se contractent ne dépend que du nombre de ponts actine-myosine susceptibles de se mettre en place, capacité qui dépend directement du nombre de complexes de troponine « activés » par les ions Ca 2+
Une augmentation de la force de contraction des myocytes nécessite donc deux conditions :
- une augmentation de la quantité de Ca 2+ disponible pour les sarcomères ;
- que les sites de fixation du Ca 2+ sur la TnC ne soient pas saturés à l’état basal, condition qui nécessite elle-même que la quantité de Ca 2+ libérée lors de la Ca tr ne soit pas maximale.
mecanisme qui aumente la contraction
L’augmentation de la quantité de Ca 2+ libéré par le RS est liée à l’activation très rapide du système sympathique et des voies de signalisation cellulaire en aval des récepteurs β-adrénergiques aboutissant à la production d’adénosine monophosphate cyclique (AMPc) qui active la PKA ce qui permet une rupture transitoire du double équilibre décrit :
- d’une entrée accrue de Ca 2+ par les CCTL phosphorylés, ce qui permet l’activation d’un plus grand nombre de couplons ;
- d’une probabilité d’ouverture des RyR 2 augmentée du double fait de leur phosphorylation et d’une augmentation du contenu calcique du RS sous l’effet de l’activation de SERCA 2a grâce à la phosphorylation de la sérine 16 du PLN.
mécanisme qui déclenche la relaxation
la phosphorylation de la TnI, toujours par la PKA, diminue la sensibilité des myofibrilles au Ca 2+ ce qui facilite son détachement de la TnC et son retour dans le RS sous l’effet de la pompe SERCA 2a [31] .
POINT FORT
Lors de l’effort, la stimulation sympathique permet au cœur d’améliorer ses performances contractiles. La noradrénaline libérée par les terminaisons des neurones postganglionnaires à proximité des myocytes se fixe sur leurs récepteurs β-adrénergiques qui activent l’adénylate cyclase par l’intermédiaire des petites protéines G stimulatrices. Cela entraîne une production d’AMPc qui active la protéine kinase A (PKA). Cette dernière, par les phosphorylations qu’elle réalise sur des acides aminés spécifiques, augmente le taux de phosphorylation des CCTL et des RyR 2 ce qui augmente la quantité de Ca 2+ libéré par le RS disponible pour activer les myofibrilles et ainsi le nombre de ponts actine-myosine et la vitesse et la force de la contraction. En parallèle, la phosphorylation du phospholamban (PLN) stimule l’activité de SERCA ce qui accélère la relaxation. Deux mécanismes permettent l’arrêt de la stimulation β-adrénergique : l’hydrolyse de l’AMPc par les phosphodiestérases et la désensibilisation des β-récepteurs par l’intermédiaire d’une phosphorylation par une kinase spécifique.
Représentation schématique des effets de la stimulation sympathique sur le myocyte cardiaque. La fixation des catécholamines sur le récepteur β 1 -adrénergique stimule l’adénylate cyclase (AC) par l’intermédiaire d’une petite protéine G alpha s (Gs). L’adénosine monophosphate cyclique (AMPc) ainsi produit active la protéine kinase A (PKA) (voie classique) qui phosphoryle ses principales cibles (CCTL, RyR 2 et PLN). Par l’intermédiaire d’Epac (voie nouvelle), elle active également la Ca 2+ -calmoduline kinase de type II (CaMKII) qui phosphoryle RyR 2 et le PLN.
