1 PHYSIOLOGIE MUSCULAIRE SVI – S5 2009-2010 Module de Physiologie animale UNIVERSITE MOHAMMED PREMIER FACULTE DES SCIENCES DEPARTEMENT DE BIOLOGIE OUJDA

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  • 1 PHYSIOLOGIE MUSCULAIRE SVI S5 2009-2010 Module de Physiologie animale UNIVERSITE MOHAMMED PREMIER FACULTE DES SCIENCES DEPARTEMENT DE BIOLOGIE OUJDA - MAROC
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  • - Modalits du Couplage Excitation - Contraction et de Rgulation OBJECTIFS DU COURS - Structure, nergtique - Mcanisme de la contraction Assimiler correctement pour chaque type de muscle
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  • 3 Proprits de base : Excitabilit, Contractilit, Extensibilit, Elasticit. MUSCLE Fonction : Mouvement Musculaire (Posture et Equilibre), Production de chaleur. Diversit des mouvements : Respiration, Marche, Nage, Vol, Pompage du Sang, Contraction des Intestins, de l'Utrus (Accouchement), . Un rares tissus : comprhension (au niveau molculaire) du Droulement et de Rgulation de ces fonctions.
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  • 4 -M. Stri : * M. Squelettique * M. Cardiaque MUSCLES : CLASSIFICATION Particularit m. cardiaque et squelettique : - Protines Contractiles : % lev ( 80 % des protines totales) - PC : schma trs ordonn 1 M. STRIE 2 M. LISSE
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  • 5 3 types: 1. Tissu musculaire squelettique 2. Tissu musculaire cardiaque 3. Tissu musculaire lisse Cellules musculaires = myocytes Cellules musculaires = myocytes = fibres musculaires = fibres musculaires
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  • 6 MUSCLE SQUELETTIQUE
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  • 7 Squelettique : Attach au Squelette (Mouvement du squelette) Muscle Volontaire Constitution : Fibres ou Cellules Musculaires (Myocytes) + Tissu Conjonctif Constituants de la Fibre Musculaire : - Membrane Plasmique ou Sarcolme - Noyau, Mitochondries, Appareil de Golgi - Rticulum Sacroplasmique (RS) : Rserve ce Ca ++ - Myofibrilles (Protines en faisceaux, volume important, Sige de la contraction) - Sarcoplasme ou Cytosol (cytoplasme)
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  • 8 -80 + 30 0 Potentiel de membrane (mV) Temps (ms) AB Schma du potentiel daction du muscle squelettique 2 ms Dure courte (1 2 ms) Er -80 mV ACTIVITE ELECTRIQUE Cellule EXCITABLE PA Dpolarisation (I Na ) Repolarisation (I K )
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  • 9 PARTICULARITS - Invagination du sacrolme : Systme Tubulaire ou Systme T ou Tubules transverses - RS enroul sur les Myofibrilles : Citernes Terminales au niveau des TT Tubule T - 1 TT est associ 2 citernes formant : une Triade
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  • 11 Striation : Alternance de deux zones : Sombres (A) et Claires (I) PARTICULARITS Bandes Sombres ou "A" : centre par bande "H" Bande "H" : centre par la ligne "M". Bandes Claires ou "I" : centre par la ligne ou Strie Z
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  • 12 Longueur du Sarcomre : - Muscle au Repos : entre 2 et 2,5 m - Muscle Contract : 2 m. Partie de la myofibrille comprise entre 2 stries Z = SARCOMERE SARCOMERE = Unit Fonctionnelle de Base de la Contraction Sarcomre Z Z
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  • 13 Niveaux dorganisation Du muscle (organe) Au myofilament Au sarcomre la fibre musculaire (cellule) la myofibrille (organite)
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  • 14 DE QUOI EST CONSTITU UN SARCOMRE ? Protines Contractiles ou Myo-Filaments ou Myofibrilles 1- Myofilament Epais (FE) : Myosine (M) 2- Myofilament Fin (FF) : Actine (A) + Protines Rgulatrices TYPES DE MYOFILAMENTS : Protines Contractiles : Dans cellule Animale (contraction puis Mouvement) Dans cellule Vgtale (Responsables du flux protoplasmique et des mouvements des organites intracellulaires)
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  • 15 Interpntration ou Chevauchement COMMENT SONT DISPOSES LES MYOFILAMENTS DANS LE SARCOMRE ? FE : entour de 6 FF Donc : - 1 F de myosine peut se lier aux 6 F dactine. Organisation dans lespace !!!!! - 1 F dactine peut interagir avec 3 F de myosine Sarcomre Z Z
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  • 16 - Monomre d'Actine contient le Site de Fixation de Myosine. ACTINE - Protine Globulaire (42 KDa) Polymrisation 2 Chanes Polypeptidiques Enroules (Bande I ) Filament d'actine. - Filaments d'Actine : Attachement la Strie Z
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  • 17 - Chanes lourdes: Enroules MYOSINE - Responsables de la Bande A 1 molcule de Myosine = 6 Chanes Polypeptidiques : - 2 chanes identiques ( 200 KDa chacune) : Chanes Lourdes - 4 chanes lgres ( 20 KDa chacune) : Chanes Lgres
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  • 18 2 Ch. Lourdes formant 2 parties : - Queue ou Btonnet pour la partie Enroule (portion S2) - Tte Globulaire (TG) pour la partie Droule (portion S1) Chanes Lourdes Chaque Tte Globulaire possde 2 Sites : - Site Enzymatique (ATPase) - Site de Fixation dactine Rle des Tte Globulaire dans la contraction . Queue Tte
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  • 19 Chanes Lgres - 2 paires Chanes Lgres / myosine - Positionnes sur les Ttes Globulaires (2 chanes / tte) Zone Flexible entre Queue et TG de myosine = Rotation
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  • 20 - Do, Zone centrale sans quaucune TG ne se projette ( Bande H) COMMENT SONT ASSEMBLEES LES MYOSINES ? FE : 300 molcules de Myosine (disposition oppose) : - TG : Assemblage dans les 2 extrmits du FE Bande A Centre sarcomre
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  • 21 -Tropomyosine (Tm) - 2 Chanes polypeptidiques enroules. - 1 Molcule de Tm = 35 nm ( 7 units d'actine globulaire) - Disposition : dans le creux form par les filaments d'actine - Au repos : Bloque les sites de fixation de myosine sur l'actine PROTEINES REGULATRICES - Fixes sur lactine Constituants : - Tropomyosine- Complexe de Troponines - Rgulent la Contraction
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  • 22 Complexe de Troponines (Tn) 3 sous units :- Troponine T (TnT) - Troponine I (TnI) - Troponine C (TnC) TnT (TM) = Fixation de Tn la Tm et l'Actine TnC (Calcium) = Fixation du Ca ++ (sites) TnI (Inhibitrice) = Maintient la Tm dans une position masquant le site de liaison de la myosine sur l'actine.
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  • 23 Desmine = - lie la ligne Z aux myofibrilles adjacentes et permet de la maintenir en place. AUTRES PROTEINES Titine = -Protine extrmement longue ( 1 m) de ligne Z ligne M. - Stabilit longitudinale du sarcomre Nbuline = -Trs grande protine lie lactine prs de Z - Renforcement du filament fin -Actinine = - Protine de la ligne Z qui lie ensemble les filaments dactine
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  • 24 - Attachement des Myosines au Centre du Sarcomre (ligne M) - Ttes Emergent dans la Partie en Chevauchement avec l'actine Comment sont arranges Myosine et Actine dans le Sarcomre ? - Attachement des Actines la strie Z (extrmits du sarcomre)
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  • 26 Ca ++ + ATP Contraction ELMENTS BIOCHIMIQUES DE LA CONTRACTION Ca ++ = Libration du site de fixation de la Myosine sur l'actine ATP = Energie pour la Contraction - Si Muscle au Repos : Ca ++ intracellulaire Faible 0,1 mol.L -1 (10 -4 mM) - Si Muscle en Contraction : Ca ++ intracellulaire lev 0,1 mmol.L -1 (10 -1 mM) Augmentation de 1000 x
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  • 27 0.2 1 mM 0.0001 0.01 mM 0.0001 mM Mitochondria Reticulum Sarcoplasmic Cytosol 1.2 mM Diapositive emprunte au Pr. G. SALIDO (Espagne) AU REPOS
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  • 28 - ATPases Calciques ou Pompes (RS et Sarcolme) : * Sortie du Ca ++ lextrieur de la cellule * Retour du Ca ++ vers le RS (Transport actifs) MOUVEMENTS TRANSMENBRANAIRES DU CA ++ - Canaux Calciques (RS) : Sortie du Ca ++ du RS vers le sarcoplasme - Echangeur Na + /Ca ++ (Sarcolme ): Entre & Sortie du Ca ++ de la cellule (double sens)
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  • 29 MOUVEMENTS TRANSMENBRANAIRES DU CA ++ Cellule Musculaire squelettique Na + Ext Ca ++ RS Cytosol Canal Ca ++ Energie Int Pompe Ca ++ Sarcolme
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  • 30 SOURCES D'ATP Existence de Systme Enzymatique Efficace pour REGNRER l'ATP : ATP + H 2 O ADP + Pi + Energie Phosphorylation oxydative Glycolyse Niveau d'ATP : Pas de Variation Importante
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  • 31 Phosphocratine + ADP ATP + Cratine PCK Raction enzymatique : RACTION DE LOHMANN C'est la [PCr] qui chute lors d'une contraction 2- Enzyme : Phosphocratine kinase (PCK) Substrat nergtique : Phosphocratine (PCr) ADP + ADP ATP + AMP Myokinase 1- Enzyme : MyoKinase Substrat : ADP
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  • 32 5- Liaison entre Actine et Myosine (Pont Actomyosine) MECANISME MOLECULAIRE DE LA CONTRACTION I. Rle du Ca ++ : Etablir la Liaison Actine Myosine Relation Directe et Proportionnelle : entre Ca ++ interne et le nombre de Ponts AM forms et l'Amplitude de la Contraction. Comment ? 1- Formation du Complexe Ca++-TnC 2- Changement de conformation de TnI de l'Actine 3- Dplacement de la Tropomyosine (site dbloqu) 4- Libration du site de Fixation de la Myosine
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  • 33 Tte de Myosine : Hydrolyse l'ATP Energie Pivotement du Pont AM Glissement des Filaments d'Actine entre ceux de Myosine : II. Rle de l'ATP : Mouvement du pont actomyosine Thorie de GLISSEMENT DES MYOFILAMENTS
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  • 34 Hugh Huxley 1954 La thorie de la contraction par GLISSEMENT des filaments
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  • 35 RELACHEMENT MUSCULAIRE Relchement = Rupture du Pont actomyosine 2 Conditions pour dissocier le Pont AM : 2- Diminution du Ca ++ Cytosolique - Capter par le RS (ATPases calciques Rticulaires) - Refouler lextrieur (ATPases calciques plasmiques et Echangeur Na + /Ca ++ 1- Attachement dune nouvelle molcule d'ATP sur son site de myosine.
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  • 36 DIMINUTION DU CA ++ INTRACELLULAIRE Na + Ext Ca ++ RS Cytosol Canal Ca ++ Energie Int Pompe Ca ++ Sarcolme SEQUENCE DE LA CONTRACTION CYCLE DE LATP !!!
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