Biologie de l’augmentation

de la masse musculaire

Structures et fonctions des

sarcomères

50 µm

Fibre musculaire squelettique : mise en évidence de la ( microscopie optique en contraste de phase)

striation transversale

Noyaux

Axe longitudinal de la fibre

Coupe longitudinaled’une fibre musculaire d’un muscle humain ( X 1500)

Noyaux

les fibres musculaires squelettiques doivent leur aspect strié à la répétition d’une structure appelée sarcomère

myonucleus

fibremusculaire

membrane basale

membrane basale

Les fibres musculaires striées squelettiques sont des

et constituent un syncytium innervé par une seule plaque motrice.

Une est étroitement à chaque fibre musculaire.

cellules polynuclées

membrane basaleaccolée

membranebasale

NoyauxMyofibrilles

Membranesarcoplasmique

Les myofibrilles sont constituées de la répétitions de structures protéiques appelées sarcomères, “enchaînées” les unes aux autres.

Sarcomères en série

Sarcomères en parallèle

Un faisceau de myofibrilles est constitué de sarcomères en série et en parallèle

Coupe fine longitudinale d’une fibre musculaire squelettique glycérolée (X 50.000) montrant la structure des sarcomères.

Les dimensions des différents composants du sarcomère sont conservées au cours de l’évolution des vertébrés, de la grenouille à l’éléphant en passant par l’homme.

Ces mêmes dimensions de la de la du

.

ne dépendent pascroissance, maturation,

niveau d’entraînement

Filament finStrie Z

Filament épais

Sarcomère( 1,6 à 2,5 µm selon l’état de contraction)

1 µm

0,2 µm

1,6 µm

Les variations des dimensions musculaires (volumes, longueurs, diamètres des muscles) avec la la

et l’

croissance, maturation pubertaire, entraînement physique ne sont pas le résultat d’une augmentation des dimensions du sarcomère.

Ces modifications de la morphologie musculaire sont

- des

sarcomères pour l’accroisssement du muscle.

l’expression d’une multiplication des sarcomères :

en série

en parallèle en diamètre

sarcomères pour l’accroissement en longueur,

- des

Hypertrophie et/ou

hyperplasie des fibres musculaires ?

Une augmentation de la masse musculaire peut être le résultat :

- d’une augmentation du diamètre et du volume des fibres musculaires ( );

- d’une augmentation du nombre de fibres musculaires ( ) ;

de l’ d’une hypertrophie et d’une hyperplasie.

hypertrophie

hyperplasie

- association

myonucleus

fibre musculairehypertrophiée

fibremusculaire

membrane basale

membrane basale

cellule musculaire normale

cellule musculaire hypertrophique

Coupe transversale Multiplication des myofibrilles

fibre musculairehypertrophiée

Non seulement le diamètre de la fibre musculaire hypertrophique est augmenté du fait de la multiplication des myofibrilles mais le

Or on observe au niveau des noyaux des fibres musculaires ( ).

D’où proviennent les noyaux supplémentaires ?

nombre de noyaux augmente.

jamais de mitoses

myonucléus

D’où proviennent ces noyaux ?

cellules satellites

pouvoir mitotique

Probablement des , cellules proches des myoblastes embryonnaires et ayant conservé un

.

Cellule satellite accolée à une fibre musculaire squelettique

Cellule satelliteFibre musculaire

membrane cytoplasmique

de la fibre musculaire

membrane basale

membrane cytoplasmique

de la cellule satellite.

Cellule satellite

Membrane basale

Fibre musculaire

Lorsqu’une augmentation du nombre de noyaux est nécessaire, se déroulerait le processus suivant :

- d’une auparavant quiescente ;

- d’une des deux cellules filles avec la fibre adjacente ;

- de la cellule satellite restante.

mitose cellule satellite

fusion

retour à l’état quiescent

cellulesatellite

membrane basale

cellulesatellite

myonucleus

fibremusculaire

division de lacelule. satellite

Fusion avec la fibre musculaire

myoblaste

Toutes les études

ont observé un processus d’hypertrophie

Certaines suggèrent hyperplasie participerait aussi

sur le développement de la masse musculaire sous l’effet de l ’entraînement

des fibres musculaires.

études qu’un processus d’ des fibres musculaires à l’augmentation de la masse musculaire.

Les cellules satellites peuvent aussi donner naissance à des f ibres musculaires après avoir fusionné entre elles et formé des .

Ce processus, observé en particulier au cours de la réparation de microlésions musculaires,

myotubes

pourrait en théorie d o n n e r d e n o u v e l l e s f i b r e s musculaires.

cellulesatellite

myoblaste

prolifération desmyoblastes

myotube

fibremusculaire

Il est possible aussi que le néoformé

et participe ainsi à la croissance du volume non seulement nucléaire mais aussi cytoplasmique

myotubefusionne avec la fibre

adjacente

Dans ce cas la formation des myotubes, parfois observée après certains protocoles d’entraînement chez l’animal, ne serait pas à l’origine d’une hyperplasie mais part iciperait au processus hypertrophique.

La présence de f i ssures longitudinales peut être observée lors d’une hypertrophie des fibres musculaires.

Il ne s’agit pas d’une hyperplasie vraie puisque le nombre de fibres musculaires n’est pas réellement augmenté.

Anomalies génétiques et

hypertrophie musculaire

Des anomalies génétiques développement

masse musculaire sans altération des capacités fonctionnelles

peuvent s’accompagner d’un important de la

des fibres musculaires.

La fait partie de la superfamille des TGF béta (tumor growth factor) et règle le développement muscula i re en

myostatine

contrôlant la prol i férat ion des myoblastes embryonnaires.

La myostatine interviendrait aussi dans les processus de réparation et de catabolisme musculaire.

A gauche, souris mutante présentant une absence du gène de la myostatine

Souris normale

Souris mutante présentant une absence du gène de la myostatine

L’importance de la masse musculaire des animaux présentant un en

est l’expression d’une

Cette “hyperplasie” serait le résultat d’une prolifération anormale des myoblastes embryonnaires.

déficit myostatineaugmentation du nombre de fibres musculaires.

Un déficit fonctionnel en Myostatine pourrait expliquer le développement de la masse musculaire de certains animaux destinés à la boucherie.

La race bovine présenterait une déficit en Myostatine à l’origine du développement important de la masse musculaire chez ces animaux.

‘bleue de belgique”

Bien que ceci n’ait pas encore été démontré chez l’homme, un déficit fonctionnel en Myostatine pourrait expliquer l’important développement de la masse musculaire en l’absence de tout entraînement de musculation chez certains sujets.

Impressive

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