Notions de base en physiologie musculaire

Organisation cellulaire

Lors de la construction de toute structure, qu’il s’agisse d’un pont ou d’une protéine, trois éléments sont nécessaires :

• Matériaux de construction
• Énergie
• Plans de construction

Il en va de même dans les systèmes biologiques :

• Les protéines sont le matériau structurel utilisé pour la construction. Elles fournissent la forme et la substance des cellules, tissus, organes et matière vivante.
• Les glucides sont convertis en énergie pour alimenter le processus de construction cellulaire. Si plus d’énergie est disponible que nécessaire pour un projet, les glucides sont convertis en graisses pour un stockage d’énergie à long terme.
• Enfin, les nucléotides dans le noyau d’une cellule fournissent les plans du projet.

Une cellule – Simplifiée

Bien qu’une cellule possède des centaines d’organites et de parties, nous nous intéressons principalement à quatre parties d’une cellule.

• Mitochondries – C’est la centrale énergétique présente dans toutes les cellules. C’est comme une petite batterie. Elle transforme les glucides en énergie utilisable pour la construction.
• Noyau – Le centre de la cellule est rempli d’ADN et d’ARN, les plans nucléotidiques.
• Ribosomes – Ce sont de minuscules usines ou robots biologiques qui consultent l’ARN de la bibliothèque du noyau. Le ribosome lit l’ARN comme un ruban perforé, le traite et produit une chaîne d’acides aminés pour former des protéines spécifiques. Plus de 500 000 protéines uniques peuvent être trouvées dans le corps humain.
• Réticulum endoplasmique – Le RE crée un système autoroutier à travers la cellule. C’est un système complexe de tubes qui transportent les protéines à travers la cellule. Dans les cellules musculaires, on l’appelle réticulum sarcoplasmique.

Organisation dans les systèmes vivants

La cellule unique est l’unité de base de la matière vivante. Un groupe de cellules qui remplissent la même fonction s’appelle un tissu. Différents types de tissus qui travaillent ensemble pour accomplir une fonction unique sont définis comme un organe. Des groupes d’organes travaillant ensemble forment un système. Plusieurs systèmes travaillant ensemble forment un organisme.

Cellules musculaires

Les animaux possèdent trois types de cellules musculaires.

• Les muscles striés sont les muscles volontaires qui s’attachent aux os. Nous contrôlons ces muscles par la pensée consciente. Ils apparaissent rayés lorsqu’on les observe au microscope.
• Les muscles lisses sont les muscles involontaires qui ne sont pas contrôlés par la pensée consciente. Ils sont plutôt contrôlés en réponse aux hormones, aux composés ioniques, aux réactions des cellules voisines et au système nerveux autonome. Le muscle lisse se trouve dans tous les organes creux (par exemple, estomac, utérus, vessie, intestins) et tous les vaisseaux sanguins.
• Le muscle cardiaque se trouve uniquement dans le cœur. Bien que la fréquence cardiaque puisse changer en réponse à des stimuli, le muscle cardiaque se contracte indépendamment tant qu’il est vivant.

Les trois types de muscles ont quelques similitudes. Tous les muscles possèdent deux protéines, l’actine et la myosine, qui forment des ponts croisés et provoquent la contraction et l’expansion du muscle. En raison des grandes quantités d’énergie qu’ils nécessitent, toutes les cellules musculaires contiennent un grand nombre de mitochondries. Le calcium (Ca²⁺) facilite la contraction dans toutes les cellules musculaires. Le réticulum sarcoplasmique possède des tubules T qui distribuent le calcium sur toute la longueur de la cellule musculaire. À la jonction neuromusculaire (là où une cellule nerveuse rencontre un muscle), un événement électrique à la surface du muscle provoque la libération de calcium et la contraction musculaire qui s’ensuit.

Les muscles squelettiques et cardiaques sont composés d’unités contractiles de base appelées sarcomères. Les sarcomères donnent à ces muscles leur apparence caractéristique striée (rayée).

Les unités de sarcomère sont disposées les unes après les autres à l’intérieur d’un muscle comme montré ici.