PCEM1 Physio Neuromusculaire Chapitres 1-2-3

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1 er cycle –PCEM1 – Physiologie – Physiologie neuromusculaire Année Universitaire 2008 - 2009 Faculté de Médecine Montpellier-Nîmes Juillet 2008 M. HAYOT © LIPCOM-LGX PHYSIOLOGIE NEUROMUSCULAIRE Dr. Maurice HAYOT Département de Physiologie Service Central de Physiologie Clinique Montpellier-Nîmes PHYSIOLOGIE NEUROMUSCULAIRE 3 chapitres I. Le nerf II. Le muscle strié squelettique III. Cellule myocardique et muscle lisse : physiologie comparative GÉNÉRALITÉS Quelle importance en pathologie humaine? Les anomalies de la structure ou de la fonction des nerfs ou des muscles sont observées dans de très nombreuses maladies. Exemples de maladies touchant uniquement : Les motoneurones : sclérose latérale amyotrophique La jonction neuro-musculaire : myasthénie Le muscle strié squelettique : plusieurs dizaines de myopathies Nombreux états pathologiques avec répercussions sur la fonction neuromusculaire : dénutrition, infection sévère, maladies métaboliques, médicaments...
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1er cycle PCEM1 Physiologie Physiologie neuromusculaire

Anne Universitaire 2008 - 2009

PHYSIOLOGIE NEUROMUSCULAIRE

PHYSIOLOGIE NEUROMUSCULAIRE

3 chapitres

I. Le nerf

Dr. Maurice HAYOTDpartement de Physiologie Service Central de Physiologie Clinique Montpellier-Nmes

II. Le muscle stri squelettique

III. Cellule myocardique et muscle lisse : physiologie comparative

GNRALITS

Quelle importance en pathologie humaine?Les anomalies de la structure ou de la fonction des nerfs ou des muscles sont observes dans de trs nombreuses maladies. Exemples de maladies touchant uniquement : Les motoneurones : sclrose latrale amyotrophique La jonction neuro-musculaire : myasthnie Le muscle stri squelettique : plusieurs dizaines de myopathies

maladies mtaboliques, mdicaments...

Nombreux tats pathologiques avec rpercussions sur la fonction neuromusculaire : dnutrition, infection svre,

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Toutes les cellules de lorganismerpartition ingale dions entre LIC et LEC -> proprits lectriques de la membrane :

Particularit des cellules nerveuses et musculaires- Potentiel de membrane : 2 tats Maintien dune ddp importante et stable : potentiel de repos

diffrence de potentiel (ddp) Potentiel de membrane

Particularit des cellules nerveuses et musculairesVariations rapides et passagres = signaux lectriques -> potentiels graduels -> potentiel daction

GNRALITS

Les cellules nerveuses et musculaires sont des cellules excitables

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Chapitre 1 : LE NERFOBJECTIFS DU CHAPITRE Connatre les relations structure/fonction des neurones Comprendre la transmission nerveuse Dcrire la transmission neuromusculaire

1/ FONCTION DES NERFSTransmission de messages (influx nerveux) = outil de communication entre les cellules de lorganisme- dun neurone lautre - dun neurone une cellule cible proche - dun neurone une cellule cible distance

1-1/ Fonction sensorielle-

1-2/ Fonction motrice- dun neurone une cellule cible (contractile) somatique : muscles stris squelettiques

dun neurone lautre Sensibilit - extroceptive (peau) - introceptive (viscres) - proprioceptive (os, articulations)

volontairevgtative : orthosympathique parasympathiquehomostasie du milieu intrieur

involontaireJuillet 2008 M. HAYOT LIPCOM-LGX Facult de Mdecine Montpellier-Nmes

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1-3/ Fonction de transmission distance : neurohormones-

2/ STRUCTURE DU NEURONE- Neurone ou cellule nerveuse - Unit fondamentale du systme nerveux - 100 milliards de neurones dans le cerveau seulement - La structure varie selon -> localisation dans le SN -> fonction du neurone

dun neurone qui scrte une substance agissant distance -> cellule cible

exemple de lhormone de croissance

2-1/ Structure commune tous les neurones qui constituent un nerf- toujours 3 parties : Dendrites Corps cellulaire Axone

3 structures : 3 fonctionsApportent linformation Cre linformation

Dendrites prolongements

Corps cellulaire contient le noyauet les organites

Transmet linformation

Axone

prolongement

collatralesArborisation terminale

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3 structures : 3 mcanismesStructures rceptrices

2-2/ Structure spcifique certains neurones du SN Exemple du motoneurone mdullaire

Dendrites prolongements Corps cellulaire contient le noyauet les organites

Structure conductrice

Axone

prolongementStructure scrtrice

collatralesArborisation terminale

Exemple du motoneurone mdullaire

Exemple du motoneurone mdullaireCollet de laxone ou cne dimplantation Cellule Nuds de Schwann de Ranvier

Arborisation terminale

Arborisation terminale

Dendrites

Corps cellulaire

Axone

Boutons terminaux

Dendrites

Corps cellulaire

Axone

Boutons terminaux

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Diversit des neurones du systme nerveux central +++- Corps cellulaire : taille trs variable - Collatrales de laxone : frquentes

2-3/ Comparaison structurale des neurones- Neurones multipolaires

- Neurones bipolaires

- Neurones unipolaires

Les 3 types de neurones- Neurones multipolaires

Neurones multipolairesrceptrice conductrice scrtrice

- Neurones bipolairesZone gchette

- Neurones unipolaires

- Multiples prolongements du corps cellulaire : multiples dendrites et 1 seul axone

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Neurones multipolaires- Motoneurones - Certains neurones sensitifs - Interneurones (neurones dassociation) :

Neurones bipolaires1 corps cellulaire

liaison neurone sensitif neurone moteur

1 dendrite

1 axone

Les plus abondants. Principal type de neurones dans le SNC

- Deux prolongements du corps cellulaire : 1 dendrite et 1 axone

Neurones bipolairesrceptrice conductrice scrtrice

Neurones bipolairesPlus rares Surtout sensitifs- Organes des sens : nerfs optiques,

Zone gchette

- Deux prolongements du corps cellulaire : 1 dendrite et 1 axone

- sensibilit cutane - systme vestibulaire (quilibre)

auditifs, olfactifs

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Neurones unipolaires1 corps cellulairepriphrique

Neurones unipolairesrceptrice conductrice scrtrice

central

dendrites

1 axone

- Un prolongement du corps cellulaire (central et priphrique) = 1 axone - Extrmits distales du prolongement priphrique = dendrites

Zone gchette

la racine dorsale de la moelle pinire

- Neurones sensitifs - Surtout dans le SNP : dans les ganglions de

2-4/ Classification des fibres nerveusesDiffrences morphologiques et fonctionnelles Axone mylinis amylinique

3/ LE POTENTIEL DE REPOSCaractris par un excs de charges

LEC

Membrane+ + + + + + + + + + + + Sparation de charges

LIC

Diamtre

1 20 m

< 1,5 m

+ + + -

+ + + -

+ + + -

+ + + -

propagation de Rapide l IN : vitesse 3 120 m.s-1

Lente 0,5 2 m.s-1

Neutralit de la plus grande partie LEC

Neutralit de la plus grande partie LIC

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3-1/ Mesure du potentiel de repos = lectrophysiologie

Mesure du potentiel de reposUnit de mesure = mVolt Valeur du potentiel de repos du neurone = 70 mV signification : Amplitude du potentiel lectrique des charges spares = 70 mV Le signe = dfaut de charges positives la face interne de la membrane / sa face externe

par convention llectrode de rfrence : extracellulaire (membrane externe)lectrode de mesure

lectrode de rfrence

ddp

neurone

3-2/ Mcanisme du potentiel de reposLes ions principalement responsables du potentiel de repos sont : - Sodium : Na+ - Potassium : K+rle prpondrant

Concentration ingale intra/extracellulaire et Permabilit diffrente pour Na+ et K+Concentration mMol/L

Ion Na+ K+ A-

Permabilit relative

Extracellul Intracellul. 150 5 0x 10

- Protines intracellulaires charges ngativement : ANe participent pas directement : Calcium (Ca++), Magnsium (Mg++), Chlore (Cl-), Bicarbonate (HCO3) ...

15 150 65

1 50 100 0

x 30

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1er cycle PCEM1 Physiologie Physiologie neuromusculaireM1AB

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Le potentiel de repos est maintenu grce- Protines intracellulaires non diffusibles : - Electrongativit - Equilibre de Donnan

Mcanismes du potentiel de reposL. Intra Cell.K+ K+ Diffusion du K+Pompes Na+/K+

- Canaux de fuite Na+/ K+ (80 %) - Permabilit K+> Na+ (x 50 100) - Flux sortant K+> Flux entrant Na+ - Pompes Na+/ K+ (20 %) - Mcanisme actif (ATP) - Transport de Na+ hors de la cellule - Electrogne : 3 Na+/ 2K+et K+ dans la cellule

K+

La diffusion nette de charges positives => tat de relative ngativit la face interne de la membraneDiffusion du Na+

Na+

L. Extra Cell.

Na+ Na+

4 / NOTION DEXCITABILIT DU NEURONE4-1/ Dfinition Capacit de variations rapides et transitoires du potentiel de membrane

4-2/ Aspect des variations du potentiel de membrane en lectrophysiologiePotentiel de membrane (mV)+ 30 0

- 70

Temps (ms)

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1er cycle PCEM1 Physiologie Physiologie neuromusculaire4-3/ Termes conventionnels et leur signification en lectrophysiologiePolarisation : Il y a un potentiel de membrane = sparation de charges opposes Dpolarisation : Potentiel de membrane : - amplitude potentiel de repos - devenu plus ngatif - de charges spares quau potentiel repos Repolarisation : La membrane revient au potentiel de repos aprs avoir t dpolarise

SynthsePotentiel de membrane (mV)+ 30 0

5/ LES POTENTIELS GRADUELSDfinitionrepolarisation hyperpolarisation

Caractristiques Propagation

- 70

Potentiel de repos

dpolarisation Temps (ms)

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5-1/ DfinitionVariations du potentiel de membrane damplitude variable

5-2/ Caractristiques- Amplitude: fonction de lintensit du stimulus dclenchantPotentiel de membrane (mV)+ 30 0

Parties de la membrane spcialises dans la rponse lvnement dclenchant : - Stimulus lumineux / rtine - Liaison mdiateur chimique / rcepteur

- 70

Stimulation dintensit croissante

5-3/ PropagationStimulationLEC

5-3/ Propagation

LEC

zone active+ + + -

zone inactive+ + + + Membrane -

+ LIC

+ -

+ -

+ -

+ -

+ -

+ -

+ Membrane LIC

+

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5-3/ Propagation+ + + LEC

5-3/ Propagation (suite)- Cration dun courant local : zone active zone inactive

+ + + -

zone active+ + + + -

zone inactive+ + + + Membrane -

- Conduction du potentiel graduel : avec fuites (LEC) - Conduction avec dcrment : amplitude du potentiel avec la distance de stimulation

LIC

cration dun courant local

Au total :Potentiels graduels trs courte porte signaux de

6/ LE POTENTIEL DACTION6-1/ Dfinition-

Variation brve du potentiel membrane en rponse une excitation (stimulation) efficace Amplitude pour le motoneurone 100 mV Dure 1 ms = influx nerveux

Interviennent : - potentiels post-synaptiques - potentiels de rcepteurs

-

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6-2/ Les excitantsPhysiologiques Messages sensitifs dendrites (structure rceptrice): mcaniques, vibratoires, thermiques, lumineux, sonores, chimiques (got) terminaisons nerveuses libres rcepteurs spcifiques

6-2/ Les excitantsMessages moteurs axone - le stimulateur : le corps cellulaire - la rponse : jonction entre axone et corps cellulaire = cne dimplantation de laxone ou zone gchette

Zone gchette

6-2/ Les excitants Artificiels ou exprimentauxChimiques ou Physiques : Stimulations magntiques Stimulations lectriques +++stimulation enregistrement ddp

6-3/ Les lois de lexcitabilit nerveuse : conditions defficacit dun excitant Vitesse dtablissement du courant - lintensit du courant doit varier rapidement pour provoquer un potentiel daction: Climalyse = vitesse seuil - Si variation trop lente : habituation

axone

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Anne Universitaire 2008 - 2009la stimulation entrane une variation du potentiel de membrane (dpolarisation)Intensit suffisante ou efficace Intensit insuffisante

6-3/ Les lois de lexcitabilit nerveuse : conditions defficacit dun excitant Notion de Seuil dexcitation et de Potentiels infraliminaires aigus Intensit dune stimulation lectriquesuffisante insuffisante

atteint le seuil dexcitation(- 55 mV)

natteint pas le seuil dexcitation

Potentiel daction

Potentiel infraliminaire aigu

Potentiel daction

Variation locale du Potentiel de membrane

lintensit de stimulation

Seuil dexcitation et Potentiels infraliminaires aigus : illustrationPotentiel de membrane

Relation Intensit-dureA chaque intensit : dure minimale de stimulation pour tre efficace

+30 0Potentiels Infraliminaires Aigus

mV

Potentiel dAction

-55 -70

Seuil dexcitation

Etude de la Relation intensit de stimulation / dure minimale dapplication du courant

msStimulations dintensit croissante

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Relation intensit de stimulation / dure minimale dapplication du courant : hyperboleIntensit (mA)

Relation intensit de stimulation / dure minimale dapplication du courant : hyperbole Intensit

Rhobase : Intensit au-dessous de laquelleStimulation efficace

aucune stimulation nest efficace, quelque soit la dure.

Dure

Temps utile (ou temps dutilisation) :2 x Rhob.

Temps dapplication dune stimulation dintensit gale la rhobase.

RhobaseChronaxieTemps utile Temps (ms)

Chronaxie : Temps dapplication dune intensitdouble de la rhobase

Relation intensit de stimulation / dure minimale dapplication du courant : hyperbole

caractriser lexcitabilit dune fibre nerveuse par la mesure de la chronaxie : la chronaxie est courte la cellule est excitable fibres de gros = 0,1 0,2 ms fibres de petit = 0,5 0,6 ms on fixe le temps de stimulation et on compare lintensit minimale dune stimulation efficace

Relation intensit-dure : - mme forme pour les diverses fibres nerveuses - mais lchelle de temps est diffrente

caractriser lexcitabilit dune fibre nerveuse

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1er cycle PCEM1 Physiologie Physiologie neuromusculaireCycle de lexcitabilit : Priodes RfractairesLorsquun P.A. a t cr un second P.A. ne peut pas tre cr nimporte quel moment avec nimporte quelle intensit Il existe une priode o la fibre nerveuse est rfractaire la stimulation lectriquePriode rfractaire absolue -> Priode rfractaire relative

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Priode rfractaire absoluePriode rfractaire absolue - Dans une zone membranaire sige dun P.A. priode o aucune stimulation nest efficace, quelle que soit son intensit. - 1 ms

suivie de

Priode rfractaire relativePriode rfractaire relative Dans cette mme zone une stimulation lectrique peut tre efficace condition que son intensit soit > celle qui provoqu le 1er P.A. - 2 10 ms

Intrts de la priode rfractaire 1er / Oriente le sens de la propagation du P.A.

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2e/ Limite la frquence de dcharge du neurone La dure de la priode rfractaire : pas la mme pour tous les neurones elle est longue la priode avant un nouveau P.A. est longue Pour une stimulation permanente du neurone : P.R. longue => frq. des P.A. est basse

6-4/ Aspects du Potentiel dActionmV

dpolarisation

repolarisation

+30

0

post-potentiels tardifsHyperpolarisation tardive

-55

-70

ms Stimulus efficace

6-5/ Caractristiques du P.A.seuls les axones peuvent produire un P.A. La stimulation doit rpondre aux critres defficacit Forme aspcifique : ne dpend pas de la nature du stimulus

Amplitudeindpendante de la lintensit de la stimulation :

Loi du tout ou rientoujours la mme pour un mme neurone mais peut-tre diffrente entre neurones de gros (dpasse 0 mV) neurones de faible (ne dpasse pas 0 mV) pas de avec la distance de stimulation = sans dcrment.

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Pour un nerf (constitu de plusieurs fibres nerveuses) : Si lintensit de stimulation amplitude de la rponse car recrutement progressif des fibres amplitude maximale de la rponse = recrutement de toutes les fibres nerveuses

6-6/ Mcanismes du Potentiel dActionUne stimulation efficace modifie la permabilit aux ions de la membrane du neurone Mise en jeu de canaux sodiques et potassiques Voltage-dpendants ce sont des canaux fonction active canaux de fuites Na+ ou canaux de fuites K+ pompe Na+/K+ Rle du Na+ dans la gense du P.A.

Mthodes dtude des canaux Na+ et K+ voltage-dpendantsLe voltage impos lectrode intra-cellulaire (variation de courant) on impose un potentiel de membrane on mesure les variations de concentrations ioniques (Na+ et K+). Les canaux sont activs ou dsactivs en fonction du voltage impos

Production du potentiel dActionrepose sur 3 modifications transitoires et successives de permabilit membranaire aux ions Na+ et K+ Phase de dpolarisation 1er / permabilit au Na+

2e / rtablissement de limpermabilit au Na+ Phase de repolarisation et hyperpolarisation 3e / permabilit au K+

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1er cycle PCEM1 Physiologie Physiologie neuromusculaireFonctionnement des canaux Na+ et K+ voltage-dpendantsCanal sodium voltage-dpendantporte dactivationext Membrane Int

Anne Universitaire 2008 - 2009Fonctionnement des canaux Na+ et K+ voltage-dpendants

Canal potassium voltage-dpendant

Tous les canaux fonction active sont fermsNa+ext Membrane

: Etat de repos :

Na+

K+

Int

K+

porte dinactivation

Fonctionnement des canaux Na+ et K+ voltage-dpendantsLes canaux Na+ voltage-dpendants souvrentNa+ext Membrane Int

Fonctionnement des canaux Na+ et K+ voltage-dpendantsLes canaux Na+ se ferment Les canaux K+ souvrentext Membrane

: Phase de dpolarisation

: Phase de repolarisationNa+

K+

Int

K+

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1er cycle PCEM1 Physiologie Physiologie neuromusculaireFonctionnement des canaux Na+ et K+ voltage-dpendantsLes canaux K+ restent ouverts puis se ferment lentement Les canaux Na+ restent ferms mais la porte dinactivation est en voie douvertureNa+ext Membrane Int

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: Phase dhyperpolarisation tardive

Tous les mouvements des portes sont mis en jeu par le mme message des vitesses diffrentes : Potentiel de repos (ex : -70 mV) Seuil dexcitation (ex : ~ -55 mV)

K+

Les changements de permabilit au Na+ et au K+ lors du P.A.Donc la production du potentiel daction repose sur 3 modifications transitoires et successives de permabilit membranaire aux ions Na+ et K+ puis La pompe Na+/K+ restaure progressivement les gradients de concentrations en Na+ et K +

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1er cycle PCEM1 Physiologie Physiologie neuromusculairemV +30 600Permabilit par rapport celle du Na+ au repos PRabs PR relative

Anne Universitaire 2008 - 2009PRabs PR relative

mV +30

0

0

600Permabilit par rapport celle du Na+ au 300 repos

-55 PK+ -70 PNa+

300

-55

100 1

-70

100 1 ms

ms

1re version

3me H A Montp

2

i

M

t lli

3me h

6-7/ Propagation du Potentiel dActionDispositif denregistrement daxonePAddp

Lois de la conductionVitesse constante pour un mme neurone Vitesse ne varie pas en fonction de la nature et de lintensit de la stimulation(codage de linformation = frquence de PA)

d = distance sparant le dispositif de stimulation du dispositif denregistrement temps de latence : temps ncessaire au potentiel daction pour atteindre le systme denregistrement

Conduction isole : le P.A. ne se propage pas aux fibres voisines Conduction sans dcrment

Vitesse de conduction =

d temps de latence

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Lois de la conductionConduction indiffrente :

Lois de la conductionConduction indiffrente :corps cellulaireaxone

PA

PA PA PA

Axonesens antidromique sens orthodromique

Dans une chane de neurones

Mcanismes de la conductionRle des courants locauxStimulation efficaceLEC

synapses dendritesPA

+ -

+ -

+ -

+ -

+ -

+ -

+ -

+ Membrane de laxone

conduction unidirectionnelle

LIC

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Rle des courants locaux+ + + LEC

Axones amyliniques :mouvements ioniques sur toute la surface de laxone

+ + + -

zone active (PA) + + + + -

zone inactiveAxone

+ -

+ -

+ -

+ Membrane de laxone

axone

LIC

courant local activation des canaux voltages-dpendants

propagation lente : 0,5 2 m.s-1

Axones myliniss :mouvements ioniques entre les noeuds de Ranvier

Rpartition et densit des canaux ioniques voltage-dpendants dans la membrane des neurones myliniss2000 12000 canaux/m2

Axone

axone

propagation saltatoire, rapide : 2 120 m.s-1350 500 canaux/m2 20 75 canaux/m2

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1er cycle PCEM1 Physiologie Physiologie neuromusculaire Rpartition et densit des canaux ioniques voltage-dpendants dans la membrane des neurones amyliniques110 canaux/m2

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Classification des fibresErlanger Lloyd Fibres Diamtre Vitesse et Gasser mylinises m m.s-1 A I oui 20 12 12070 A- A B II III oui oui oui IV non 12 5 52 P.A. fibre nerveuse (1 ms)

- Vitesse de conduction 3 5 m.s-1 - Apparition au milieu de la fibre - propagation bidirectionnelle- activation de tous les sarcomres simultanment

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5-2/ Rle du Ca++Arrt de lexcitation - Arrt de cration de P.A arrt libration de Ca++ - Le Ca++ est recapt par le R.S par une pompe active - [Ca++] sarcoplasmique - Fixation : TnI Actine T.M. masque les sites actifs de lActine Relaxation Le maintien de la contraction ncessite la rptition de nouveaux P.A.

Ca++9090

50

70

ActMyosine

Act

Ca++

6/ La rponse mcanique du muscleUn muscle se contracte lorsquil est stimul efficacement de faon :- physiologique : activation du motoneurone - exprimentale : stimulation lectrique (nerf ou muscle, in vivo ou in vitro)

6/ La rponse mcanique du muscleLtude de la rponse contractile peut se faire sur muscle isol : myographe - muscle dsinsr de ses attaches anatomiques - stimul lectriquement - on enregistre la force (tension) dveloppe dans diffrentes conditions

La rponse mcanique/contractile dpend : du nombre et de la frquence de stimulation- Une stimulation efficace et unique Secousse musculaire - Une stimulation efficace et rpte Ttanos

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6/ La rponse mcanique du muscleLes modalits de contraction du muscle : en condition isomtrique : la longueur du muscle reste constante mais sa tension dveloppe change en condition isotonique : la longueur varie mais sa tension reste constante en condition auxotonique = les deux modalits lors de la contraction du muscle

6-1/ La secousse musculaireForce

t 1/2

Temps

Facteurs de variation de la secousse musculaire (amplitude dure) phase de latence = couplage excitationcontraction phase de contraction phase de relaxation t1/2 : temps de demi-relaxationType de fibre dure ou t1/2 : Type I > Type II Sommations spatiales et temporelles recrutement progressif dunits motrices Conditions biochimiques locales amplitude si K+ si acidose Temprature : damplitude et de vitesse de contraction t1/2 si hypothyrodie

Hormones thyrodiennes :

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6-2/ Le ttanosFusion dun grand nombre de secousses lmentaires. Ttanos imparfait : stimulation basse frquence

6-2/ Le ttanos Frquence de fusion ttanique : 30 100 Hz (stim/s) Contraction volontaire = Ttanos parfait = ttanos physiologique

Ttanos parfait : stimulation frquence leve

6-3/ Diagramme Force-Longueur

6-3/ Diagramme Force-LongueurLa force dun muscle dpend de la longueur du muscle au moment de la stimulation. Conditions exprimentales : Etirement progressif dun muscle isol au repos Activation du muscle en conditions isomtriques diffrentes longueurs croissantes

Force

force maxCourbe de force totale Courbe de force active

Courbe de force passive

LE

LR

Longueur

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6-3/ Diagramme Force-LongueurLongueur dquilibre (LE) Muscle dsinsr, soumis aucune force Longueur de repos (LR) - 125% de la longueur dquilibre - Longueur optimale des sarcomres - De part et dautre : longueur dfavorable des sarcomres - Equilibre agonistes-antagonistes du muscle insr

6-4/ Diagramme Force Vitesse

La vitesse maximale de raccourcissement du muscle dpend de la force applique.Puissance

Vitesse Vo

Pmax

Force

7/ Sources dnergie de la contraction musculaireVitesse maxi absolue (Vo) : charge nulle Grande vit. quand les segments et les muscles sont petits Puissance = F x V Puissance maxi V et F maxi ( 35 %) Muscles Type II : Vo et Pmax suprieures/ Type I

ATP : source dnergie : contraction et relaxation Rserves musculaires en ATP : trs faibles (5 mmol/kg) utilises en qq secondes Ncessit de resynthse de lATP : A partir de 3 sources

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1er cycle PCEM1 Physiologie Physiologie neuromusculaireAnarobie Alactique composs phosphors : Cratine Phosphate (CP) Non ADP + CP ATP + C 1 Anarobie Lactique Glycogne ou Glucose Non Glyc ou Gluc A. Lactique 32 Arobie

Anne Universitaire 2008 - 20098/ Caractristiques structurales et fonctionnelles des fibres : typologie

Source

A partir de

Glucides ou Lipides

Utilisation dO2 Raction Production dATP

Oui Glu ou Lip CO2 + H2O 36 138

Fibres oxydatives contraction lente (Fibres de Type I, Fibres rouges) Vitesse de contraction Activit ATPasique de la Voie myosine de principale la synthse dATP Concentration en myoglobine Rserves en glycogne Vitesse de fatigue Lente Lente Arobie Eleve Faible Lente (rsistantes la fatigue, SR) Rouge Petit Nombreuses Nombreux

Fibres oxydatives contraction rapide (Fibres de Type IIA)

Fibres glycolytiques contraction rapide (Fibres de Type IIX, Fibres blanches) Rapide Rapide Glycolyse anarobie Faible Eleve Rapide (fatigables, FF) Blanche Grand Peu Nombreuses Peu Nombreux Vitesse de contraction Activit ATPasique de la Voie myosine de principale la synthse dATP Concentration en myoglobine Rserves en glycogne Vitesse de fatigue

Fibres oxydatives contraction lente (Fibres de Type I, Fibres rouges) Lente Lente Arobie Eleve Faible Lente (rsistantes la fatigue, SR) Rouge Petit Nombreuses Nombreux

Fibres oxydatives contraction rapide (Fibres de Type IIA)

Fibres glycolytiques contraction rapide (Fibres de Type IIX, Fibres blanches) Rapide Rapide Glycolyse anarobie Faible Eleve Rapide (fatigables, FF) Blanche Grand Peu Nombreuses Peu Nombreux

Rapide Rapide Arobie Eleve Intermdiaire Intermdiaire (rsistance modre la fatigue, FR) Rose-rouge Intermdiaire Nombreuses Nombreux

Rapide Rapide Arobie Eleve Intermdiaire Intermdiaire (rsistance modre la fatigue, FR) Rose-rouge Intermdiaire Nombreuses Nombreux

Couleur Diamtre Mitochondries Capillaires

Couleur Diamtre Mitochondries Capillaires

Juillet 2008 M. HAYOT LIPCOM-LGX Facult de Mdecine Montpellier-Nmes

1er cycle PCEM1 Physiologie Physiologie neuromusculaire

Anne Universitaire 2008 - 2009

GnralitsChapitre 3 : MUSCLE STRI SQUELETTIQUE CARDIAQUE ET MUSCLE LISSE : PHYSIOLOGIE COMPARATIVEProprits communes aux 3 types de muscle Filaments fins et pais Interaction dclenche par le Ca++ Utilisation de lATP comme source dnergie Mais de nombreuses diffrences ou spcificits Structure, organisation, mode dexcitation

1/ MorphologieMuscleForme et apparence

SquelettiqueCellules autonomes, trs longues, multinucles+ stries transversales

Cardiaque

Lisse

Chanes de cellules Cellules ramifies 1 ou 2 fusiformes, noyaux, stries mononucles, non stries

2/ Potentiels daction2-1/ Aspects du potentiel daction des cellules musculaires lisses Diffrents types dactivit lectrique

Terminaisons neuromusculaires bien individualises

Oui

Non

Oui pour les cellules multiunitaires

- Cellules musculaires lisses activit lectrique auto-entretenue - Cellules musculaires lisses sans activit auto-entretenue

Juillet 2008 M. HAYOT LIPCOM-LGX Facult de Mdecine Montpellier-Nmes

1er cycle PCEM1 Physiologie Physiologie neuromusculaire

Anne Universitaire 2008 - 2009

Activit lectrique auto-entretenuemV mV Salves de P.A.

-Exemple de P.A. dune cellule musculaire lisse sans activit auto-entretenuemV

P.A.

+ 0

+ 0 +Ondes lentes

0

ms

msms

Activit pacemaker

Potentiel ondes lentes

2-2/ Aspects du potentiel daction des cellules cardiaques Activit pacemaker (cellules du tissu nodal)mV

Potentiel daction dune cellule contractile du muscle cardiaquemV

+ 30 + 10 0 - 70 - 40 - 60 - 90 0 I

II

III

I = entre rapide de Na+ II = entre lente de Ca++ III = sortie rapide de K+

250 ms ms ms

Juillet 2008 M. HAYOT LIPCOM-LGX Facult de Mdecine Montpellier-Nmes

1er cycle PCEM1 Physiologie Physiologie neuromusculaireCaractristique Situation Squelettique Fix / squelette Dclenchement et gradation de la contraction Non(sauf hypothyrodie)

Anne Universitaire 2008 - 2009Squelettique Fix / squelette Dclenchement et gradation de la contraction Non(sauf hypothyrodie)

Cardiaque Cur Module : contraction et gradation Oui Oui Oui Oui LEC et RS Troponine Dplace le complexe TroponineTropomyos ine Lente

Lisses : Unitaires Multiunitaires Vaisseaux - Viscres Voies urinaires Dclenche ou module : contraction et gradation Oui Non Non Oui LEC et RS Myosine Phosphorylation ttes de myosine => aptes se lier lactine

Caractristique Situation

Cardiaque Cur Module : contraction et gradation Oui Oui Oui Oui LEC et RS Troponine Dplace le complexe TroponineTropomyosin e Lente

Lisses : Unitaires Multiunitaires Vaisseaux - Viscres Voies urinaires Dclenche ou module : contraction et gradation Oui Non Non Oui LEC et RS Myosine Phosphorylation ttes de myosine => aptes se lier lactine

Rle de la stimulation nerveuse

Rle de la stimulation nerveuse

Modification/ hormones Troponine et Tropomyosine Tubules T Actine+Myosine activ / Ca++ Source d Ca++ Site de rgulation (Ca++)

Modification/ hormones Troponine et Tropomyosine Tubules T Actine+Myosine activ / Ca++ Source d Ca++

Oui Oui Oui RS Troponine Dplace le complexe TroponineTropomyosine Rapide ou lente selon le type de fibre

Oui Oui Oui RS Troponine Dplace le complexe TroponineTropomyosin e Rapide ou lente selon le type de fibre

Site de rgulation (Ca++)

Mcanismes daction du Ca++

Mcanismes daction du Ca++

Vitesse de contraction ATPase myosine

Trs lente

Vitesse de contraction ATPase myosine

Trs lente

Juillet 2008 M. HAYOT LIPCOM-LGX Facult de Mdecine Montpellier-Nmes