Une séquence pour mieux comprendre le mécanisme de la contraction musculaire. On commence par présenter les caractéristiques anatomiques et fonctionnelles majeures du système musculo-articulaire ou SMA. On distingue un segment osseux ainsi que des muscles antagonistes comme le biceps et le triceps responsables des mouvements de flexions ou d’extension de l’avant-bras. Les muscles s’attachent aux os grâce aux tendons. Lorsqu’ un muscle se contracte il se raccourcit et tire sur le tendon, ce qui entraîne le mouvement au niveau de l’articulation. Dans notre exemple, le mouvement peut correspondre à une extension ou une flexion de l’avant-bras. Le muscle squelettique est constitué d’un ensemble de faisceaux de fibres musculaires. La fibre musculaire, aussi appelée cellule musculaire est elle-même constituée de nombreuses myofibrilles aux propriétés contractiles. La myofibrille est composée de deux types de myofilaments qui vont assurer la contraction du muscle. On distingue les myofilaments de myosine et les myofilaments d’actine. La structure du muscle peut être abordée à l’échelle moléculaire. On observe une alternance régulière des filaments épais de myosine et des filaments fins d’actine. La structure du muscle permet d’identifier les stries Z et la bande H qui caractérisent un sarcomère. Le sarcomère constitue la structure élémentaire du muscle. Au cours de la contraction on observe un glissement des filaments fins d’actine sur les filaments épais de myosine conduisant à une réduction de la taille du sarcomère donc du muscle.
Pour bien comprendre le mécanisme moléculaire de la contraction, nous allons focaliser notre attention sur la relation entre les filaments d’actine et de myosine. Les filaments épais de myosine possèdent des têtes de myosine. La libération de calcium venant du sarcoplasme et déclenchée par les potentiels d’actions musculaires va permettre l’association des têtes de myosine avec l’actine. Dans un second temps, le départ de l’ADP qui était fixé sur les têtes de myosine, va entraîner leur mouvement et donc le glissement des filaments fins d’actine sur les filaments épais de myosine, conduisant ainsi au raccourcissement du sarcomère observé au cours de la contraction. Enfin, dans un dernier temps, l’hydrolyse de l’ATP au niveau des têtes de myosine va permettre leur détachement des filaments fins d’actine à l’origine d’un retour du sarcomère à sa taille initiale. On peut de nouveau passer en revue les étapes de la contraction musculaire à l’échelle moléculaire : La 1ère étape correspond à l’accrochage des têtes de myosine sur les filaments d’actine grâce au calcium qui libère des sites de fixation ; Dans la deuxième étape, le départ de l’ADP permet le mouvement des têtes de myosine donc le raccourcissement du sarcomère ; Enfin, la fixation de l’ATP puis son hydrolyse vont permettre le rétablissement des têtes de myosine et le retour du sarcomère au repos. Pour terminer cette séquence, on peut resituer le processus de la contraction musculaire en relation avec son métabolisme énergétique. La circulation sanguine permet d'apporter aux muscles du dioxygène et des nutriments énergétiques comme le glucose. Dans le hyaloplasme des cellules musculaires le glucose fournit du pyruvate grâce à la glycolyse permettant de fabriquer 2 molécules d'atp. Selon le type d'effort physique, le pyruvate peut servir à produire de l'énergie par l'intermédiaire d'une voie métabolique anaérobie comme la fermentation lactique ou une voie aérobie de type respiration…. L'ensemble de ces voies métaboliques permettent de produire l'ATP utile à la contraction musculaire.
15 дек 2022
