Physiologie du Muscle Strié Squelettique

Physiologie du Muscle Strié Squelettique

« Notions de Physiologie Appliquée »

Module Appareil Locomoteur – DFGSM S4

Docteur Fabien PILLARD , MCU-PH

Service d’Exploration de la Fonction Respiratoire et de Médecine du Sport, Hôpital LARREY, TOULOUSE

Rôles des Muscles Striés Squelettiques

Motricité statique

Motricité dynamique

Thermo-régulation (homéothermie)

Balance énergétique

Rôle social (qualité de vie, dépendance … � vieillissement, déconditionnement )

propriétésAnatomiques, Métaboliques, Fonctionnelles

Physiologie du Muscle Strié Squelettique

physiologie de l’Appareil Contractile

physiologie de l’Appareil Conjonctivo-Elastique

physiologie des Protéines Non-Contractiles

physiologie du Réticulum Sarcoplasmique

physiologie de la Jonction Neuro-Musculaire

Métabolisme

Pathologie Musculaire

PRIMITIVE

SECONDAIRE

�� Accidents musculaires

�� Myopathies (structure, métabolisme)

�� Maladies inflammatoires (myosite)

�� Stress oxydant

�� Causes iatrogènes (statines)

�� Infections

�� Déconditionnement (involution organique, fonctionnelle, adipeuse)

�� Vieillissement (involution naturelle ou sarcopénique)

�� Syndromes fonctionnels rhumatologiques

�� Pathologies vasculaires

�� Pathologies neurologiques

Les faisceaux de fibres sont solidarisés par du tissu conjonctif (fibres conjonctives + substance fondamentale ; substance fondamentale : collagène, élastine, protéines d’adhésion et protéoglycanes dont l’acide hyaluronique ayant pour propriété essentielle de fixer de l’eau ce qui fait varier la viscosité de la substance fondamentale)

Epimysium : enveloppe tout le muscle

Périmysium : enveloppe les Faisceaux Musculaires (Iaire, IIaire, IIIaire) constitués de Fibres Musculaires (= cellule musculaire = Myocyte )

Endomysium : enveloppe les fibres musculaires

Rappels Histologiques

Organisation anatomique et biomécanique de l’appareil contractile (orientation et soutien des fibres musculaires, jonction appareil tendineux-appareil contractile) + soutien des structures vasculo-nerveuses

Tissu conjonctif du muscle strié squelettique

Physiologie

Classification de la gravité des accidents musculai res : en fonction de l’atteinte du tissu conjonctif (échographie) ; pas d’anti-inflammatoire à la phase précoce d’un accident musculaire


Structure d'un faisceau musculaire

membrane plasmiquemembrane basale

1. périmysium 2. endomysium 3. fibres musculaires 4. noyau 5. myofibrilles 6. cellules satellites 7. vaisseaux sanguins 8. fibres nerveuses amyéliniques 9. fibres nerveuses myéliniques 10. fuseau neuro-musculaire

Physiologie

REGENERATION MUSCULAIRE

AINS

Physiologie


Concentrés Pq ?

Physiologie


Rappels Histologiques - Physiologie

Protéines contractiles : myosine et filaments fins ( actine +)

relâchement contraction

Sarcomère : unité fonctionnelle de production de la force


Représentation schématique de l’organisation biomécanique du muscle strié squelettique

fascias, aponévroses,

conjonctif de soutienfascias, aponévroses,

conjonctif de soutien

tendons

tendons


Protéines de structure

Transmission de la force en série



Transmission de la force en parallèle(myofibrilles � sarcolemme � lame basale :

jonction myo-conjonctive)

lamininine

collagène IV

intégrine

perlecan

Intégrines : récepteurs transmembranaires d’adhésion cellulaire



Electromyographie

lamininine

collagène IV

intégrine

perlecan

Intégrines : récepteurs transmembranaires d’adhésion cellulaire

Intégrines : matrice extraxcellulaire �

orientation et soutien des myofibrilles



Transmission de la force en parallèle(myofibrilles � sarcolemme � lame basale)

jonction myo-conjonctive

Transmission de la force en série(lame basale � tendons)

Electromyographie

Métabolisme du Muscle Strié Squelettique


mitochondries

gouttelette glucidique

gouttelette lipidique

mitochondries

gouttelette glucidique

gouttelette lipidique

Exploration fonctionnelle du Métabolisme du Muscle Strié Squelettique (obésité, diabète, glycogénoses, foncti on oxydative …)


Innervation de la Fibre Musculaire Striée Squeletti que


Unité motrice : 1 neurone pour n fibres

les fibres d’une même unité motrice sont dispersées dans le muscle

1 seul neurone par fibre

Innervation de la Fibre Musculaire Striée Squeletti que


Unité motrice : 1 neurone pour n fibres

les fibres d’une même unité motrice sont dispersées dans le muscle � recrutement spatial harmonieux

1 seul neurone par fibre

Le mode de stimulation des fibres par le motoneurone participe à l’orientation typologique de la fibre musculaire striée squelettique

Electromyographie

force développée + ++ +++fatigabilité + ++ +++

Fibres ISlow Oxydative

Fibres IIaFast Oxydative

Fibres IIxFast Glycolytic

vitesse contractionrelaxation

lente intermédiaire rapide

voie principale de resynthèse de l’ATP aérobie mixte anaérobie

densité mitochondriale

importante intermédiaire faible

quantité de myoglobine

importante intermédiaire faible

activité de la myosine ATPase

lente rapide rapide

réserves en glycogène

++ ++ +++

réserves en triglycérides

+++ ++ +

densité fibrillaire ++ ++ +++

Typologies du Muscle Strié Squelettique


Les muscles sont constitués d’un mélange

en proportion variable

des 3 types d’unités motrices

Pour un type de muscle donné �� variabilité individuelle génétique

Fibres ISlow Oxydative

Fibres IIaFast Oxydative

Fibres IIxFast Glycolytic

type d’activité préférentielle Endurance,

Maintien de la posture

Endurance active Mouvements puissants ou intenses de

courte durée


Principaux « Sites » de la défaillance fonctionnelle musculaire

nucleus

Plasticité du Muscle Strié Squelettique

Développement musculaire

immobilisationâge

génomeactivité physique

habituelleentraînement

facteurs de

croissance

facteurs

inhibiteurs

facteurs de

croissance

facteurs

inhibiteurs

développement

musculaire

contraintes

mécaniques

- Intégrines membranaires

(étirement)

- Titine (capteur de tension)

signaux

intracellulaires

facteurs

nerveux

modulation de [Ca2+]intracellulaire

par le mode de stimulation du

motoneurone

facteurs métaboliques

- marqueurs du statut énergétique

de la cellule : (AMP/ATP) �,

(ATP/ADP+Pi) �� UM I

- hypoxie � HIF � VEGF

remodelage

musculaire

développement

musculaire

contraintes

mécaniques


(étirement)


contraintes

mécaniques


(étirement)


signaux

intracellulaires

facteurs

nerveux



motoneurone

facteurs

nerveux



motoneurone











remodelage

musculaire

facteur nutritionnel

facteurs hormonaux, facteurs circulants



Une transfusion de sang d’une souris jeune à une so uris âgée restaure la

capacité de régénéreration des muscles vieillissant s

Conboy et al, 2005


Ca2+

PNF-AT

synthèse des ARNm des isoformes lentes

stimulation nerveuse lente et durable

calcineurine Ca - Calmodulne

FAKinase

��

��

��

��

facteurs de transcription

��

intégration de matériel génomique supplémentaire (noyaux des cellules satellites)

synthèse et stabilisation des ARNm des isoformes rapides


phosphorylations

étirement

MECANO-TRANSDUCTION

(outside-in)

Cellules satellites

Intégrines

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