Fiche de révision : Physiologie du muscle squelettique

📋 Plan du Cours

1. Généralités sur les muscles
2. Organisation des structures musculaires
3. Innervation et excitation musculaire
4. Mécanisme de contraction
5. Types de fibres musculaires
6. Adaptations à l’exercice
7. Réparation du muscle squelettique

📖 1. Généralités sur les muscles

🔑 Notions clés & Définitions

• Propriétés musculaires : Les propriétés des muscles striés squelettiques sont l’excitabilité, la contractilité, l’extensibilité, la plasticité et l’élasticité.

★ À maîtriser

• Les trois types de tissu musculaire sont:
  • le tissu musculaire squelettique
  • le tissu musculaire cardiaque
  • le tissu musculaire lisse

📌 Le muscle squelettique recouvre le squelette osseux, possède des cellules cylindriques très longues, multinucléées et striées, et se contracte volontairement, tandis que le muscle cardiaque est involontaire et le muscle lisse est non strié et involontaire.

• Les muscles striés squelettiques assurent:
  • la production du mouvement
  • le maintien de la posture
  • la stabilisation des articulations
  • le dégagement de chaleur

Compléments

• Chez l’homme, les muscles représentent 40 % du poids du corps et leur nombre est estimé à 637.

💡 Astuce mémo

Squelettique volontaire et strié, cardiaque involontaire et strié, lisse involontaire et non strié.

📖 2. Organisation des structures musculaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Endomysium : Gaine de tissu conjonctif qui recouvre chaque fibre musculaire.
• Sarcolemme : Membrane plasmique de la fibre musculaire, située sous l’endomysium et fusionnant avec le tendon à chaque extrémité.
• Périmysium : Gaine de tissu conjonctif plus épaisse qui délimite les faisceaux musculaires.
• Sarcoplasme : Cytoplasme de la fibre musculaire contenant des protéines, des minéraux, de nombreux noyaux, des mitochondries, du glycogène et de la myoglobine.

📝 Points essentiels

• 🔄 L’organisation musculaire suit la séquence:
  1. muscle
  2. faisceaux
  3. fibres musculaires
  4. myofibrilles
  5. sarcomères
  6. myofilaments d’actine et de myosine

💡 Astuce mémo

Muscle → faisceau → fibre → myofibrille → sarcomère → myofilaments.

📖 3. Innervation et excitation musculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Unité motrice : Constituée d’un motoneurone alpha et de toutes les cellules musculaires qui dépendent de lui.
• Triade : Association d’un tubule T et de deux citernes adjacentes du réticulum sarcoplasmique.

★ À maîtriser

• Les motoneurones alpha sont situés dans la matière grise de la corne antérieure de la moelle épinière et leurs axones innervent les fibres musculaires.

• 🔄 La transmission neuromusculaire suit les étapes: ouverture des canaux calciques voltage-dépendants, exocytose de l’acétylcholine, diffusion dans la fente synaptique, liaison aux récepteurs cholinergiques

• La liaison de deux molécules d’acétylcholine à un récepteur ouvre un canal sodique, provoque une dépolarisation, puis un potentiel de plaque motrice qui peut dépasser le seuil et déclencher un potentiel d’action musculaire.

Compléments

• L’acétylcholinestérase détruit rapidement l’acétylcholine en acétate et en choline, ce qui évite la prolongation de la contraction musculaire.

💡 Astuce mémo

Influx moteur → acétylcholine → dépolarisation → calcium → contraction.

📖 4. Mécanisme de contraction

🔑 Notions clés & Définitions

• Sarcomère : Unité fonctionnelle de la cellule musculaire, délimitée par deux lignes Z.
• Troponine : La troponine comprend les troponines T, I et C ; la troponine C possède quatre sites de fixation du calcium et la fixation du calcium lève l’inhibition exercée par la troponine I.

★ À maîtriser

• La contraction musculaire correspond au raccourcissement des sarcomères par glissement des filaments d’actine vers l’intérieur par rapport aux filaments de myosine. — Hugh Huxley, 1954

• La bande A contient le chevauchement des filaments fins d’actine et épais de myosine, tandis que la zone H se situe au centre de la bande A et la ligne M soutient les filaments de myosine.

• Lors de la contraction, le calcium déplace la tropomyosine, l’ATP est hydrolysé par l’ATPase de la myosine, les têtes de myosine se lient à l’actine puis pivotent, entraînant le glissement de l’actine sur la myosine.

📌 Le relâchement musculaire repose sur la fermeture des canaux calciques, la liaison du calcium à différentes protéines et son pompage actif vers le réticulum sarcoplasmique par les ATPases SERCA.

• L’ATP est resynthétisé par:
  • la glycolyse anaérobie alactique
  • la respiration cellulaire aérobie
  • la glycolyse anaérobie lactique

Compléments

• La longueur du sarcomère est d’environ 2,2 μm au repos, 1,4 μm en contraction et 3,5 μm lorsqu’il est étiré.

💡 Astuce mémo

Calcium → tropomyosine déplacée → pont actine-myosine → glissement → relâchement.

📖 5. Types de fibres musculaires

★ À maîtriser

📌 Les fibres de type I, ou fibres lentes, sont surtout adaptées au travail aérobie, tandis que les fibres de type II, ou fibres rapides, sont surtout adaptées au travail anaérobie.

• Les fibres de type I sont riches en myoglobine, possèdent un vaste réseau capillaire et de nombreuses mitochondries, ont un petit diamètre et atteignent leur tension maximale en environ 80 ms.

• Les fibres de type II ont un gros diamètre, une forte activité ATPasique, une faible densité capillaire et une capacité à libérer rapidement le calcium ; leur vitesse de contraction peut atteindre 30 ms.

Compléments

📌 Les fibres de type IIa sont relativement résistantes à la fatigue et associent une capacité oxydative élevée à une capacité glycolytique élevée, tandis que les fibres de type IIb sont plus puissantes et principalement anaérobies.

• Le nombre de fibres musculaires par unité motrice influence la précision du mouvement : une unité motrice du muscle temporal comprend environ 1000 fibres, contre seulement 5 pour les muscles oculaires.

💡 Astuce mémo

Type I : endurance et oxydation ; type II : vitesse, force et glycolyse.

📖 6. Adaptations à l’exercice

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasticité musculaire : Capacité du muscle à modifier ses caractéristiques physico-chimiques et sa capacité de production d’ATP en réponse à un entraînement spécifique.

📝 Points essentiels

• L’entraînement de musculation augmente le diamètre des fibres de type II, la synthèse des filaments d’actine et de myosine et le nombre de myofibrilles, provoquant une hypertrophie musculaire.

• L’entraînement de marathon augmente la densité capillaire ainsi que le nombre et le volume des mitochondries des fibres de type I et IIa.

💡 Astuce mémo

Force → hypertrophie et glycolyse ; endurance → capillaires et mitochondries.

📖 7. Réparation du muscle squelettique

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellules satellites : Cellules souches situées entre la lame basale et les cellules musculaires striées.

★ À maîtriser

• 🔄 La réparation musculaire suit la séquence:
  1. cellules satellites
  2. myoblastes
  3. myotubes
  4. reconstitution des fibres musculaires

Compléments

• Les cellules satellites sont identifiées notamment par l’expression de N-CAM, aussi appelé CD56, et de Pax7.

💡 Astuce mémo

Cellule satellite → myoblaste → myotube → fibre réparée.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des fibres musculaires

Adaptations selon l’entraînement