BIO / PHY - TISSUS MUSCULAIRES - MODULE 5

Question 1

Identifier les trois types de tissus musculaires dans l’organisme, leur localisation et le contrôle de
cette contraction

Answer 1

Muscle squelettique
Localisation : s’insère dans le tissu osseux via les tendons
Contrôle : volontaire par le système nerveux somatique.

Muscle cardiaque
Localisation : paroi du coeur
Contrôle : involontaire mais modulé par le système nerveux autonome et les hormones.

Muscle lisse
Localisation : paroi des VS / paroi du tube digestif
Contrôle : involontaire régulé par le système nerveux autonome.

Question 2

Présenter les caractéristiques structurales de chacun des trois tissus musculaires (après le cours
sur le coeur)

Answer 2

Muscle squelettique :
Aspect strié, dû à l’organisation des filaments d’actine et de myosine.
Fibres musculaires longues et multinucléées.
Présence de sarcomères, unités fonctionnelles composées de filaments d’actine et de myosine.

Muscle lisse :
Aspect non strié, les filaments ne sont pas organisés en sarcomères.
Fibres fusiformes avec un seul noyau central.
Présent dans les parois des organes internes, des vaisseaux sanguins et des voies respiratoires.
Fonctions : régulation des mouvements des organes internes, contrôle de la pression sanguine, etc.

Muscle cardiaque :
Aspect strié, similaire au muscle squelettique, mais avec des disques intercalaires.
Fibres ramifiées avec un ou deux noyaux centraux.
Présent uniquement dans le cœur.
Contrôle involontaire,
Fonctionnement autonome du muscle cardiaque permettant des contractions rythmiques pour pomper le sang à travers le corps.

Question 3

Citer les 3 fonctions du tissu musculaire squelettique

Answer 3

• production de force permettant le mouvement ;
• production de force permettant le maintien de la posture ;
• production de chaleur : thermogenèse.

Question 4

Annoter un schéma présentant l’anatomie du muscle strié squelettique

Answer 4

Fibre musculaire : Cellule multinucléée formée par la fusion de cellules myoblastes.
Tendon : Structure fibreuse reliant le muscle à l’os et permettant la transmission de la force musculaire.
Épimysium : Membrane de tissu conjonctif entourant l’ensemble du muscle.
Faisceau : Groupe de fibres musculaires entourées par le périmysium.
Périmysium : Membrane de tissu conjonctif entourant chaque fascicule.
Endomysium : Tissu conjonctif entourant chaque fibre musculaire au niveau microscopique.
VS

Question 5

Annoter un schéma présentant l’histologie du muscle strié squelettique

Answer 5

Sarcolemme : mb plasmique
Noyau :
Sarcoplasme : cytoplasme
Myoglobine : protéine
* le transport du dioxygène jusque à la mitochondrie
* le stockage du dioxygène en fonction des besoins.
Réticulum sarcoplasmique lisse
Myofibrilles

Question 6

Annoter le schéma présentant l’ultrastructure d’une fibre musculaire striée squelettique

Answer 6

Sarcolemme : Membrane plasmique de la fibre musculaire.
Noyaux : Les fibres musculaires sont multinucléées, avec les noyaux situés à la périphérie de la cellule.
Sarcomère : Unité fonctionnelle du muscle strié, composée de filaments d’actine (fins) et de myosine (épais) responsables de la contraction musculaire.
Myofibrilles : Structures cylindriques à l’intérieur des fibres musculaires contenant les sarcomères.
Filaments d’actine : Filaments fins composés de protéines d’actine, qui s’étendent à partir de la ligne Z vers le centre du sarcomère lors de la contraction.
Filaments de myosine : Filaments épais composés de protéines de myosine, qui se chevauchent avec les filaments d’actine et provoquent le raccourcissement du sarcomère lors de la contraction.
Ligne Z : Structure en forme de disque située au centre du sarcomère, délimitant les unités fonctionnelles et servant de point d’ancrage pour les filaments d’actine.
Disque M : Structure en forme de bande située au centre du sarcomère, contenant des protéines de stabilisation pour les filaments de myosine.
Tubules T : Extensions du sarcolemme qui pénètrent dans la fibre musculaire et permettent la propagation rapide du potentiel d’action à l’intérieur de la cellule.
Réticulum sarcoplasmique : Réseau de sacs et de tubules membranaires situés autour des myofibrilles, impliqué dans le stockage et la libération de calcium nécessaire à la contraction musculaire.
Mitochondries : Organites cellulaires responsables de la production d’énergie sous forme d’adénosine triphosphate (ATP) par respiration cellulaire.
Sarcoplasme : Cytoplasme de la fibre musculaire, contenant les organites cellulaires et les structures nécessaires à la fonction musculaire.

Question 7

Différencier les termes suivants : muscle, faisceau musculaire, fibre musculaire, myocyte,
myofibrilles, myofilaments

Answer 7

Un muscle est un tissu conjonctif composé de nombreux faisceaux musculaires.

Un faisceau musculaire est un groupe de fibres musculaires alignées dans la même direction à l’intérieur d’un muscle.

Une fibre musculaire, également appelée myofibre, est la cellule de base du muscle. Chaque fibre musculaire est entourée d’une membrane appelée sarcolemme et contient de nombreuses myofibrilles responsables de la contraction musculaire.

Un myocyte est simplement une autre façon de désigner une cellule musculaire individuelle. Il peut être utilisé de manière interchangeable avec le terme “fibre musculaire”.

Ainsi, dans l’organisation hiérarchique du tissu musculaire, les myocytes forment les fibres musculaires, qui à leur tour composent les faisceaux musculaires, et finalement, les faisceaux musculaires constituent le muscle dans son ensemble

Question 8

Identifier les termes suivants : sarcoplasme, réticulum sarcoplasmique, sarcolemme, triade, tubules T

Answer 8

Sarcoplasme : Cytoplasme du myocyte
Réticulum sarcoplasmique : REL du myocyte
Sarcolemme : Mb plasmatique du myocyte
Triade : Réseau de tubes longitudinaux parallèles aux myofibrilles qui présentent des citernes transversales à proximité des tubules T → chaque tubule T est entouré par 2 citernes du réticulum sarcoplasmique, l’ensemble formant une triade.

Question 9

Faire le lien avec le glycogène vu dans le cours des glucides : structure, quantité, rôle, intérêt pour la fibre musculaire squelettique

Answer 9

Structure : Le glycogène est une molécule polysaccharidique formée par la liaison de plusieurs molécules de glucose. Dans les cellules musculaires squelettiques, le glycogène est stocké sous forme d’inclusions dans le sarcoplasme.

Quantité : La quantité de glycogène stockée dans les fibres musculaires squelettiques varie en fonction de l’activité physique et de l’alimentation. Les muscles bien entraînés et ceux régulièrement soumis à des exercices de résistance ont tendance à stocker plus de glycogène que les muscles inactifs.

Rôle : Le glycogène agit comme une réserve d’énergie immédiatement disponible pour les muscles lors de l’exercice. Lorsque les muscles ont besoin de glucose pour produire de l’énergie, le glycogène est dégradé en glucose, qui est ensuite métabolisé pour fournir de l’ATP, l’unité d’énergie cellulaire.

Intérêt pour la fibre musculaire squelettique : Le glycogène est essentiel pour maintenir les performances musculaires pendant l’exercice de haute intensité et de longue durée. Une quantité adéquate de glycogène dans les muscles permet une meilleure endurance et une récupération plus rapide après l’exercice. Par conséquent, la capacité des fibres musculaires squelettiques à stocker et à mobiliser le glycogène est cruciale pour la performance physique et l’adaptation à l’entraînement.

Question 10

Connaître la structure et le rôle de la myoglobine (faire le lien avec le cours sur les protides et après
le cours sur l’hémoglobine)

Answer 10

Structure :
- une seule sous-unité, c’est un monomère, sa structure est tertiaire.
- un seul hème avec en son centre un ion Fe2+. Elle ne présente donc aucun phénomène de coopérativité.
Rôle :
* le transport du dioxygène jusque à la mitochondrie ;
* le stockage du dioxygène en fonction des besoins.

Question 11

Citer les quatre principales protéines formant les myofibrilles

Answer 11

• des protéines “contractiles” : filaments fins d’actine et filaments épais de myosine ;
• des protéines non contractiles, mais qui jouent un rôle dans le mécanisme de contraction : tropomyosine et troponine.

Question 12

Représenter un sarcomère relâché et contracté et montrer les modifications, justifier votre réponse

Answer 12

Longueur des filaments fins d’actine : identique
Longueur des filaments épais de myosine : identique
Bande A : identique
Bande I : baisse
Bande H : baisse
Stries Z : plus rapproché
Sarcomère : baisse

Justification : les têtes de myosine qui se fixent sur l’actine puis elles pivotent entrainant l’actine vers le centre

Question 13

Présenter la répartition des filaments d’actine et de myosine dans le sarcomère

Answer 13

Répartition des filaments fins d’actine et des filaments épais de myosine :

Bande A : Filaments épais de
myosine / Filaments fins
d’actine
Cq => densité +++

Bande I : Filaments fins
d’actine
Cq => densité +

Bande H : Filaments épais de
myosine
Cq => densité ++

Question 14

Identifier l’ATPase présente au niveau des myofilaments de myosine et donner son rôle

Answer 14

Les filaments épais de myosine comportent des têtes qui renferment une enzyme, l’ATPase, qui catalyse l’hydrolyse de l’ATP en ADP + Pi.

Question 15

Définir les termes : unité motrice

Answer 15

Unité motrice : Une unité motrice est composée d’un neurone moteur, de son axone et des fibres musculaires qu’il innerve avec son arborisation terminale.

Question 16

Définir les termes : plaque motrice

Answer 16

Plaque motrice :
La région de la membrane postsynaptique d’une fibre musculaire où les terminaisons nerveuses motrices libèrent des neurotransmetteurs pour provoquer la contraction musculaire.

Question 17

Présenter de façon détaillée (chaque étape) le déroulement chronologique du phénomène de
contraction musculaire depuis le stimulus :

Answer 17

1. Le potentiel d’action débute dans la moelle épinière, puis va en direction des terminaisons axonales du neurone moteur
2. Dépolarisation de la membrane plasmique de l’élément présynaptique et entrée d’ions Ca++ par ouverture des canaux calcium voltages dépendants.
3. L’augmentation de la concentration intracellulaire en Ca++ provoque l’exocytose des vésicules contenant l’acétylcholine
4. L’acétylcholine diffuse alors dans la fente synaptique et se lie à ses récepteurs spécifiques situés sur la plaque motrice
5. La fixation acétylcholine / récepteur entraîne l’ouverture des canaux Na+ et l’entrée des ions Na+ dans la fibre musculaire
6. Dépolarisation du sarcolemme et donc création d’un potentiel d’action musculaire
7. La dépolarisation se propage le long du sarcolemme, puis des tubules T, jusqu’au réticulum sarcoplasmique
8. Libération dans le sarcoplasme des ions Ca++ contenus dans le réticulum sarcoplasmique
9. Le calcium se fixe sur la troponine, ce qui modifie sa conformation, provoque un déplacement de la tropomyosine
10. Entraîne le démasquage de sites de fixation de la myosine sur l’actine
11. Les têtes de myosine se fixent alors sur les filaments d’actine
12. Activité ATPasique des têtes de myosine catalyse l’hydrolyse de l’ATP en ADP + Pi, nécessitant le magnésium comme co-facteur
13. Pi, puis l’ADP, se détachent, ce qui permet une modification de l’angle formé par les têtes de myosine fixées à l’actine
14. Glissement des filaments d’actine sur les filaments de myosine
15. Raccourcissement du sarcomère : contraction musculaire

Question 18

Définir les termes : jonction neuromusculaire

Answer 18

Jonction neuromusculaire :
Le site de connexion fonctionnelle entre un neurone moteur et une fibre musculaire, comprenant la plaque motrice et la fente synaptique.

Question 19

Définir les termes : neurotransmetteur

Answer 19

Neurotransmetteur :
Une substance chimique libérée par un neurone présynaptique dans la fente synaptique pour transmettre un signal à un neurone postsynaptique ou à une cellule cible.

Question 20

Définir les termes : canaux voltages dépendants

Answer 20

Canaux voltage-dépendants :
Des protéines membranaires qui s’ouvrent ou se ferment en réponse aux changements de tension électrique à travers la membrane cellulaire, permettant le flux d’ions spécifiques.

Question 21

Définir les termes : dépolarisation

Answer 21

Dépolarisation :
Le processus par lequel la membrane cellulaire devient moins polarisée (moins négative) en raison de l’entrée d’ions positifs, généralement les ions sodium (Na+), à travers les canaux ioniques.

Question 22

Définir les termes : repolarisation

Answer 22

Repolarisation :
Le processus de retour de la membrane cellulaire à son potentiel de repos après une dépolarisation, généralement provoqué par la sortie d’ions potassium (K+) ou l’entrée d’ions négatifs.

Question 23

Définir les termes : hyperpolarisation

Answer 23

Hyperpolarisation :
Un état où la membrane cellulaire devient plus polarisée (plus négative) que son potentiel de repos, généralement provoqué par une sortie excessive d’ions potassium (K+) ou une entrée d’ions chlorure (Cl-).

Question 24

Définir les termes : élément
présynaptique

Answer 24

Élément présynaptique :
La partie d’un neurone qui précède la synapse et libère des neurotransmetteurs dans la fente synaptique.

Question 25

Définir les termes : fente synaptique

Answer 25

Fente synaptique :
L’espace microscopique entre l’élément présynaptique et l’élément postsynaptique dans une synapse, où les neurotransmetteurs sont libérés et se lient aux récepteurs.

Question 26

Définir les termes : élément postsynaptique

Answer 26

Élément postsynaptique :
La partie d’un neurone ou d’une cellule cible qui suit la synapse et répond aux neurotransmetteurs libérés dans la fente synaptique.

Question 27

Définir les termes : récepteurs canaux

Answer 27

Récepteurs canaux :
Des protéines membranaires situées sur l’élément postsynaptique qui réagissent aux neurotransmetteurs en s’ouvrant pour permettre le flux d’ions à travers la membrane.

Question 28

Définir les termes : Propagation de l’influx nerveux

Answer 28

Propagation de l’influx nerveux :
Le processus par lequel un signal électrique, appelé influx nerveux, se propage le long d’un neurone, permettant la transmission de l’information le long des voies nerveuses

Question 29

Présenter de façon détaillée (chaque étape) le déroulement chronologique du phénomène de
contraction musculaire depuis le stimulus :
§ la transmission de l’influx nerveux ;

Answer 29

L’excitation d’un muscle est une condition indispensable à sa contraction : pour qu’une fibre musculaire se contracte, il faut qu’un potentiel d’action se propage au niveau du sarcolemme.

Question 30

Présenter de façon détaillée (chaque étape) le déroulement chronologique du phénomène de
contraction musculaire depuis le stimulus :
§ le rôle de la synapse

Answer 30

La synapse permet la transmission de l’influx nerveux de la terminaison nerveuse jusqu’à la fibre musculaire. Lorsque l’influx nerveux atteint la terminaison nerveuse, il déclenche la libération de neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Ces neurotransmetteurs activent des récepteurs spécifiques sur la fibre musculaire, provoquant une dépolarisation locale de sa membrane. Cela déclenche la contraction musculaire en libérant du calcium stocké dans le muscle. Ainsi, la synapse est essentielle pour initier et coordonner la contraction musculaire.

Question 31

Présenter de façon détaillée (chaque étape) le déroulement chronologique du phénomène de
contraction musculaire depuis le stimulus : le rôle du neurotransmetteur dans la transmission du message nerveux

Answer 31

le neurotransmetteur agit comme un messager chimique qui permet la transmission du signal nerveux d’une cellule à une autre, jouant un rôle fondamental dans la communication neuronale et dans le contrôle de divers processus physiologiques.

Question 32

Présenter de façon détaillée (chaque étape) le déroulement chronologique du phénomène de
contraction musculaire depuis le stimulus : les différents canaux ioniques mis en jeu

Answer 32

Canaux sodiques (Na+): Ils sont responsables de l’entrée des ions sodium dans la cellule lors de la dépolarisation du neurone, contribuant ainsi à la génération du potentiel d’action.

Canaux potassiques (K+): Ils permettent la sortie des ions potassium de la cellule, contribuant à la repolarisation de la membrane après la dépolarisation.

Canaux calciques (Ca2+): Ils sont impliqués dans la régulation de la libération de neurotransmetteurs au niveau des terminaisons axonales lors de la transmission synaptique.

Question 33

Présenter de façon détaillée (chaque étape) le déroulement chronologique du phénomène de
contraction musculaire depuis le stimulus : le rôle du calcium au niveau du bouton terminal de l’axone et de la fibre musculaire, de la
troponine et tropomyosine, de l’actine de la myosine

Answer 33

Au niveau du bouton terminal de l’axone : Lorsque le potentiel d’action atteint le bouton terminal de l’axone, il déclenche l’ouverture des canaux calciques voltage-dépendants. Cette entrée de calcium dans le bouton terminal favorise la libération d’acétylcholine dans la fente synaptique, permettant ainsi la transmission du signal nerveux à la fibre musculaire.

Au niveau de la fibre musculaire : L’augmentation de la concentration de calcium dans le cytoplasme de la fibre musculaire favorise l’interaction entre la troponine et la tropomyosine, deux protéines régulatrices associées à l’actine. Le calcium se lie à la troponine, induisant un changement de conformation qui entraîne le déplacement de la tropomyosine, libérant ainsi les sites de liaison de l’actine pour la myosine.

Au niveau de l’actine et de la myosine : Une fois que les sites de liaison de l’actine sont exposés, les têtes de myosine peuvent se fixer à l’actine pour former des ponts d’union actine-myosine. L’hydrolyse de l’ATP par la myosine fournit l’énergie nécessaire à la tête de myosine pour se fléchir, ce qui entraîne le glissement des filaments d’actine sur les filaments de myosine et la contraction musculaire.

Question 34

Présenter de façon détaillée (chaque étape) le déroulement chronologique du phénomène de
contraction musculaire depuis le stimulus : le rôle de l’ATP et du magnésium.

Answer 34

La contraction musculaire peut donc se reproduire si un nouvel influx nerveux est généré et que le calcium et l’ATP sont disponibles.

ATP : L’ATP fournit l’énergie nécessaire à la contraction musculaire. Lorsque la myosine se lie à l’actine, l’ATP est hydrolysée en adénosine diphosphate (ADP) et phosphate inorganique (Pi), libérant de l’énergie. Cette énergie permet à la tête de myosine de se fléchir, entraînant le glissement des filaments d’actine sur les filaments de myosine et la contraction musculaire. L’ATP est également nécessaire pour détacher la myosine de l’actine après la contraction, préparant ainsi le muscle à une nouvelle contraction.

Magnésium : Le magnésium agit comme un cofacteur essentiel dans la phosphorylation de l’ATP

Question 35

Réaliser un schéma des différentes voies métaboliques utilisées par la fibre musculaire pour
produire l’ATP nécessaire au mécanisme de la contraction, faire des liens avec les cours du
métabolique énergétique

Answer 35

Les fibres musculaires utilisent une combinaison de voies métaboliques pour produire de l’ATP, en fonction des besoins énergétiques et des conditions environnementales telles que la disponibilité d’oxygène.

TG => AG => Beta-oxy => AcétylCoa => Cycle de K
Glycogène => Gluc => Cyble de K ou lactacte
Mitochondries => Respiration cellulaire => transformation ATP

Question 36

Décrire la structure de la cellule musculaire lisse, la comparer avec la cellule musculaire striée
squelettique

Answer 36

Les muscles lisses, contrairement aux muscles striés squelettiques, se composent de cellules musculaires fusiformes comportant un seul noyau. On retrouve des myofilaments d’actine et de myosine. Ces fibres musculaires sont non striées, on ne retrouve pas de sarcomères.

Question 37

Citer les différentes localisations du tissu musculaire lisse

Answer 37

• paroi des vaisseaux sanguins où ils sont impliqués dans la vasomotricité ;
• paroi du tube digestif, au niveau de la musculeuse, constituée d’une couche musculaire longitudinale et d’une couche musculaire circulaire ; les sphincters sont des épaississements de cette couche circulaire ;
• voies respiratoires : dans la paroi des bronches ;
• paroi de la vessie ;
• paroi de l’utérus.

Question 38

Présenter le contrôle de la contraction des muscles lisses.

Answer 38

Le mécanisme de contraction du muscle lisse est différent du muscle squelettique, mais le rôle du calcium y est également essentiel.
Les muscles lisses sont sous le contrôle du système nerveux autonome, parasympathique et sympathique.