Mécanisme de la contraction musculaire

Le plus important en quelques mots

Tu sais que le muscle strié doit son nom au fait qu'il possède des bandes claires et des bandes sombres. Ces bandes correspondent en réalité aux composantes du sarcomère, l'unité contractile du muscle. Dans ce résumé, tu verras que ce sarcomère est composé de deux types de myofilaments et que le glissement qui a lieu entre les deux est à l'origine de la contraction du muscle.

Le sarcomère

Le sarcomère est la plus petite unité contractile des muscles. Plus précisément, c'est la composante des myofibrilles, l'élément principal du cytosquelette des fibres musculaires. Le sarcomère est composé de deux filaments de nature protéique : un filament fin d'actine, d'un diamètre entre 5 et 8 nm, et un filament épais de myosine, d'un diamètre entre 12 et 18 nm. Les myosines sont disposées parallèlement l'une au-dessus de l'autre, et elles sont intercalées par des filaments d'actine (voir le schéma ci-dessous). Ensemble, ces deux filaments forment le complexe du sarcomère. Les sarcomères se succèdent l'un après l'autre et chaque sarcomère est délimité de toutes parts par les stries Z.

1. Myosine

2. Filament d'actine

3. Stries Z

En jaune, la titine, une protéine élastique

Biologie et physiopathologie humaines; Système musculaire; 1re ST2S; Mécanisme de la contraction musculaire

Note 1 : Myosine, myofilament de myosine, filament de myosine, myofilament épais sont synonymes. Microfilament d'actine, myofialement d'actine, filament d'actine, myofilament fin sont synonymes.

Les bandes claires et les bandes sombres

Lorsque les sarcomères sont observés au microscope, des bandes sombres et des bandes claires peuvent être observées. Les bandes sombres ne laissent pas passer la lumière ; elles sont anisotropes. De ce fait, elles sont appelées bandes A. Les bandes claires, elles, laissent passer la lumière ; elles sont isotropes et appelées bandes I. Il existe une autre bande, appelée bande H, qui correspond au centre du sarcomère et qui apparaît également claire au microscope.

Note 2 : Attention ! Les bandes A, les bandes I et les bandes H ne sont pas des composantes du sarcomère à proprement parler. Ce sont simplement des surfaces du sarcomère observées au microscope qui permet de déterminer celles qui rétrécissent lors de la contraction.

1. Sarcomère relâché

2. Sarcomère contracté

A. Bande A

B. Bande I

C. Bande H

D. Deux sarcomères

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Avec le schéma ci-dessus, il est plus évident de constater que la bande A correspond aux filaments épais de myosine intercalés par les filaments d'actine. Quant aux bandes I, elles se trouvent de chaque côté du sarcomère. Dans ces bandes claires, il y a seulement des filaments d'actine. Elles apparaissent chacune sur deux sarcomères en même temps. En effet, une bande I commence à l'extrémité des myosines d'un sarcomère et s'étend jusqu'à l'extrémité des myosines du sarcomère suivant. Elle est donc coupée au milieu par les stries Z.

Exemple

Durant une séance de musculation du bras, ton biceps est contracté puis relâché. À l'échelle microscopique, ce sont donc les sarcomères qui rétrécissent puis se relâchent tout au long de l'exercice.

La contraction

La contraction musculaire consiste en un mécanisme de glissement des filaments d'actine le long des filaments de myosine en direction du centre du sarcomère. Aucun des deux filaments ne perd sa taille lors la contraction des sarcomères. C'est un processus mécanique de coulissement qui est réalisé au moyen de réactions chimiques, notamment en faisant intervenir la molécule d'ATP. Grâce à un apport d'énergie chimique, la myosine peut se fixer sur l'actine puis tirer cette dernière pour la rapprocher du centre. Au microscope, cela donne des bandes A qui ont conservé leur largeur et des bandes I et H devenues plus étroites. En résumé, la contraction musculaire est due au rétrécissement des sarcomères par un mécanisme de glissement qui conserve la taille des myofilaments. Ce mécanisme peut être comparé à un ressort : sans que la taille du fil métallique diminue, le ressort peut être contracté ou allongé. Le rétrécissement des sarcomères provoque un rétrécissement des myofibrilles, puis des fibres musculaires et enfin du muscle.

A. Sarcomère contracté

B. Sarcomère relâché

1. Filament épais de myosine

2. Filament fin d'actine

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Exemple

Lors d'une maladie musculaire, comme celle de Duchenne, présentant une déficience ou absence de dystrophine, protéine qui permet la cohésion entre les différentes fibres et le maintien de la forme de chaque fibre, les fibres ne résistent pas à la force de contraction. Petit à petit, les fibres sont donc abîmées et détruites.