[the anatomical substrate of muscle contractility]

Neurochirurgie 55S (2009) S69–S82

Table rondeJonction neuromusculaire et nerf périphérique : du normal pathologique. . .

Le support anatomique de la contraction musculaire

The anatomical substrate of muscle contractility

P. Rigoard a,b,c,d,∗, S. Bauche c,d, K. Buffenoir a, J.-P. Giot e, J.-P. Faure b,M. Scepi b, J.-P. Richer b, F. Lapierre a, M. Wager a

a Service de neurochirurgie, CHU La-Milétrie, 2, rue de la Milétrie, BP 577, 86021 Poitiers cedex, Franceb Département de morphologie, faculté de médecine, université de Poitiers, Poitiers, France

c Inserm U582, institut de myologie, Paris, Franced Université Pierre-et-Marie-Curie, Paris-VI, France

e Service de chirurgie plastique, CHU La-Milétrie, Poitiers, France

Recu le 5 mai 2008 ; accepté le 9 mai 2008Disponible sur Internet le 14 fevrier 2009

Abstract

Muscle fiber action participates in a true contractile machinery associated with noncontractile components providing mechanical stability. Themyofibril, the muscle fiber subentity, has an extremely consistent architecture, composed of longitudinal cylindrical units called sarcomeres, theskeletal muscle length functional unit, a highly important place in the transduction of chemical signal into mechanical contractile energy, for themost part mediated by calcium. The sarcoplasmic reticulum is the other major component of muscle fiber and is dedicated to calcium storage,liberation and distribution to the fiber, under the influence of action potential propagation. This phenomenon is called excitation–contractioncoupling. This paper explores muscle anatomy from its main embryologic stages of development to its histochemical specificity, including itsmolecular constitution, and details the main morphofunctional relations supporting muscle contraction.© 2009 Published by Elsevier Masson SAS.

Résumé

L’action des fibres musculaires est le fait d’une véritable « machinerie contractile » associée à des composants non contractiles leur assurant unestabilité mécanique. La myofibrille, sous-entité morphologique de la fibre musculaire, possède une architecture extrêmement constante, faite d’unitéscylindriques longitudinales, appelées sarcomères. Le sarcomère est quant à lui, l’unité fonctionnelle de longueur des muscles squelettiques, haut lieude la transduction chimique du signal en énergie mécanique contractile, sous la médiation du calcium essentiellement. Le réticulum sarcoplasmiqueest l’autre constituant clé de la fibre musculaire, il est chargé de contrôler la séquestration, le relargage et la distribution du calcium à la fibre,sous l’influence de la propagation du potentiel d’action. C’est ce que l’on appelle le couplage excitation-contraction. Nous aborderons dans cetarticle l’anatomie du muscle dans son ensemble, des étapes clés de son développement embryologique jusqu’à sa spécificité histochimique, enpassant par sa constitution moléculaire, pour cerner in fine les corrélations morphofonctionnelles principales qui en découlent et qui supportent lesphénomènes de contraction musculaire.© 2009 Publie par Elsevier Masson SAS.

Keywords: Muscle fiber; Actin; Myosin; Sarcoplasmic reticulum; Sarcomere; Calcium

Mots clés : Fibre musculaire ; Actine ; Myosine ; Réticulum sarcoplasmique ; Sarco

∗ Auteur correspondant.Adresse e-mail : [email protected] (P. Rigoard).

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0028-3770/$ – see front matter © 2009 Publie par Elsevier Masson SAS.doi:10.1016/j.neuchi.2008.05.006

mère ; Calcium

. Introduction

Le muscle squelettique de l’adulte est un tissu spécialisé,omposé de plusieurs types de fibres musculaires. Les fibres,outes multinuclées et striées, se distinguent les unes des autres

mailto:[email protected]

dx.doi.org/10.1016/j.neuchi.2008.05.006

S hirurgie 55S (2009) S69–S82

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Fig. 1. Le développement des fibres musculaires à partir des somites peut êtredivisé en trois étapes : la détermination des myoblastes, leur migration et enfin,leur différenciation.Md

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ar leur vitesse de contraction (rapide ou lente) et leur contenun protéines contractiles.

Le profil d’expression de ces protéines au cours de layogenèse squelettique normale sert de base de comparai-

on pour l’étude de la différentiation musculaire en pathologietroubles de la différentiation dans les myopathies congéni-ales, degrés de régénération dans les dystrophies musculaires,egrés de différentiation dans les tumeurs musculaires).’étude de la myogenèse constituera la première partie de cetrticle.

Une vue en microscopie optique d’une fibre musculairequelettique révèle une multitude de myofibrilles dans les-uelles on observe une alternance de bandes claires etombres appelées stries musculaires. Les bandes sombres sontonstantes en largeur tandis que les bandes claires tendents’allonger ou rétrécir de facon synchrone à la contractionusculaire.La myofibrille possède une architecture extrêmement cons-

ante, faite d’unités cylindriques longitudinales, appeléesarcomères. Le sarcomère est en fait l’unité fonctionnelle deongueur des muscles squelettiques. C’est ce que nous ver-ons dans le chapitre consacré à l’anatomie morphologique duuscle.C’est au sein du sarcomère que la force contractile est

roduite par les ponts d’actine et de myosine, permettant lehevauchement et les glissements des filaments fins et épais,uis finalement, l’allongement ou le raccourcissement desuscles, moyennant l’hydrolyse des molécules d’ATP par les

êtes globulaires de myosine. Celles-ci sont chargées de laransduction chimique du signal en énergie mécanique, sousa médiation du calcium essentiellement. Les fibres muscu-aires contiennent aussi un réseau extensif de tubules et cavitésrientées longitudinalement, appelé réticulum sarcoplasmique.elui-ci est chargé de contrôler la séquestration, le relargaget la distribution du calcium à la fibre, sous l’influence de laropagation du potentiel d’action. C’est ce que l’on appelle leouplage excitation-contraction. Cette dimension fonctionnelleera abordée dans une dernière partie, en guise d’introductionl’article qui suit, spécialement dédié au réticulum sarcoplas-ique.

. Notions d’embryologie : la myogenèse

Les muscles squelettiques des vertébrés sont issus du méso-erme para-axial qui se segmente en somites le long de l’axentéropostérieur de l’embryon. Dans les somites nouvellementormés, les cellules encore pluripotentes vont se différencier etcquérir des propriétés distinctes sous l’influence de signauxnducteurs émanant des tissus adjacents (tube neural, noto-horde, ectoderme dorsal et mésoderme latéral). La partieentrale du somite va donner naissance au sclérotome qui est à’origine des côtes et des vertèbres. La partie dorsale constituerae dermatomyotome à l’origine du derme et donnera naissance
deux populations de cellules myogéniques. Celle issue de la
artie médiane du dermatomyotome est à l’origine des musclesu dos, tandis que l’autre, issue de sa partie latérale, donneraaissance aux muscles des membres et de la paroi abdominale,

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uscle fiber development from somites can be divided into three stages: myoblastetermination, their migration, and finally their differentiation.

uivant la position du somite le long de l’axe antéropostérieur. Laégulation et l’expression précise des molécules activatrices ounhibitrices provenant des structures avoisinantes, déclenchentu régulent le programme myogénique.

La fibre musculaire est une cellule hautement différenciée,ultinuclée, capable de synthétiser un grand nombre de pro-

éines spécifiques impliquées dans son organisation structuralenique et dans ses fonctions spécialisées. Elle reste un systèmeodèle pour l’étude du rôle des facteurs de transcription lors

e la différenciation cellulaire. Schématiquement, le développe-ent des fibres musculaires à partir des somites peut être divisé

n trois étapes : la détermination des myoblastes, leur migrationt enfin leur différenciation (Fig. 1).

.1. Origine des myoblastes

Ces précurseurs du muscle squelettique dérivent des somites.ls sont programmés pour devenir des fibres musculaires maise sont pas encore différenciés. Ils migrent de leur site d’origineans les somites vers les régions où les muscles squelettiquesorrespondants doivent se former. Ces cellules mononucléese différencient puis fusionnent pour constituer les myotubes,
aractérisés par la position centrale de leur noyau. Parallèlementcette fusion cellulaire, il y a une très importante augmenta-
ion de l’expression des gènes nécessaires au développementu muscle et à son fonctionnement. Le plus précoce est pax 3,

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ontrôlant l’engagement des cellules vers le lignage cellulaireusculaire. La deuxième catégorie de gènes activés dans les

érivés musculaires du somite correspond aux facteurs myogé-iques Myo D et Myf 5. Ces gènes codent pour des facteurs deranscription pouvant mettre en route, in vitro, le programmee différenciation musculaire, lorsqu’ils sont transfectés danses cellules fibroblastiques. In vivo, Myo D et Myf 5 sontxprimés dès les premières étapes de la différenciation myo-lastique. Ainsi, la différenciation myogénique est induite danses cellules du somite par l’action conjuguée de molécules acti-atrices ou inhibitrices produites par les structures adjacentes.es structures axiales activent préférentiellement Myf 5 tandisue l’ectoderme dorsolatéral, à l’origine des futurs muscles ven-raux et des membres, active plutôt Myo D, dépendant du gèneax 3.

.2. Formation des myotubes

Les myoblastes mononucléés parvenus à leur destination seifférencient ensuite sous l’influence d’une autre protéine : layogénine. Des expériences d’invalidation de gènes montrent

ue la myogénine n’est pas nécessaire à la formation des myo-lastes mais qu’elle est requise pour leur différenciation enyotubes. L’expression de la myogénine met en jeu trois fac-

eurs de transcription qui se fixent sur trois sites de la régionromotrice du gène (Myf 5, MEF 2, MEF 3) sous l’influence dualcium, sans lequel aucune fusion cellulaire n’est possible.

Deux vagues de fusion et de différenciation terminale per-ettent la myogenèse. La première est accompagnée d’une

usion quasisynchrone des myoblastes et produit les myotubesrimaires. Ces derniers donneront ensuite des fibres primairesatures entourées de nombreuses cellules et reliées les unes

ux autres par des jonctions serrées (gap jonctions), permettanta diffusion de messagers d’une fibre à l’autre.

Les premiers myotubes peuvent être mis en évidence vers sixemaines et demie de développement chez l’homme. La périodee formation des myotubes primaires dans chaque muscle seait avant neuf semaines de développement chez l’embryonumain, le nombre maximum de fibres primaires atteint res-ant ensuite constant. C’est à ce moment là que commence àe former la seconde génération de myotubes, les myotubesecondaires. Cette seconde génération de myotubes est issuee la multiplication puis de la fusion des myoblastes présentsu contact des fibres primaires. Les fibres primaires servent enait de matrice pour la formation asynchrone de cette deuxièmeénération de fibres (Fig. 1). Après leur formation, les myotubesont commencer à se différencier pour former des fibres secon-aires matures qui vont ensuite s’individualiser en formant leurropre lame basale. La prolifération des myoblastes secondairesourrait être régulée via les interactions de la laminine avec’intégrine �7, �1. De la même facon, l’intégrine �4, �1 (VL4)t son récepteur cellulaire VCAM-1 sont impliqués, d’une partans l’organisation des myotubes secondaires, en les alignant
ur les myotubes primaires et d’autre part, dans leur fusion.’expression de ces deux intégrines s’effectue en parallèle etoit être contrôlée par des facteurs de transcription musculairespécifiques.
adt

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.3. Myofibrillogenèse

Après leur différenciation, les myotubes primaires et secon-aires donneront des fibres musculaires absolument semblables.u cours de cette phase terminale qui transforme les myotubes

n fibres musculaires fonctionnelles, le rôle de la myotubularinearaît essentiel comme le suggèrent fortement les observationsaites dans la myopathie myotubulaire à transmission récessiveiée à l’X (Laporte et al., 1996). Cette dernière étape implique laigration des noyaux qui, d’une position centrale, vont gagner

a périphérie de la fibre musculaire et se situer sous le sarco-emme. Deux facteurs myogéniques interviennent à ce niveau :

rs 4 qui joue un rôle dans le maintien des cellules musculairesifférenciées et Myogenic Repressor (MyoR), pouvant séques-rer les partenaires des activateurs myogéniques Myo D et Myf

et inhiber la myogenèse en agissant comme un répresseurranscriptionnel.

La formation des myofibrilles musculaires (Franzini-rmstrong et Fischman, 1994) ou myofibrillogenèse, survientès que l’accumulation des protéines impliquées dans la contrac-ion musculaire atteint des concentrations suffisantes. Dans unremier temps, l’�-actinine forme des corps denses amorphesui, en évoluant, donneront les stries Z. Les filaments fins’actine s’accrochent à ces précurseurs des stries Z pour réaliseres complexes I-Z-I. Leur arrangement linéaire est à l’originees prémyofibrilles qui, à ce stade de l’embryogenèse, sont donconstituées de stries Z et de bandes I. Parallèlement et de faconndépendante au processus décrit ci-dessus, on assiste à la forma-ion de filaments de myosine qui polymérisent et s’assemblentans le cytoplasme voisin. L’association de ces deux précur-eurs, avec l’intégration de la myosine dans les prémyofibrilles,onne naissance aux sarcomères. On y trouve :

d’une part les stries Z, constituées d’�-actinine ainsi que defilaments fins contenant de l’�-actine, de la tropomyosine etde la troponine pour donner la bande I ;d’autre part une bande A faite de filaments épais, consti-tués de myosine et de protéines associées (cf. infra). Cetteétape est largement facilitée par la présence de titine, liée aucomplexe I-Z-I et chargée de constituer un véritable échafau-dage lors de la formation du sarcomère. La nébuline détectéedès l’apparition des premières myofibrilles pourrait régulerla longueur des filaments fins ; les protéines C et M seraientajoutées ultérieurement pour faciliter les interactions de latitine avec la myosine et participer à la formation de la bandeM. Par la suite, le développement du muscle se caractérisepar sa croissance en longueur. Toutes ces données ont étéconfirmées par des observations en microscopie électroniquedocumentant le passage du stade des prémyofibrilles à celui del’organisation des myofilaments fins et épais en sarcomères.

.4. Croissance des fibres musculaires

Tout au long de la vie, les muscles se modifient et c’estinsi que pendant la myogenèse secondaire, les fibres primaireséjà formées croissent en volume et présentent un diamètreoujours plus important que celui des fibres secondaires

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ouvellement constituées. Ces deux types de fibres deviennentnsuite indiscernables. Au cours du développement musculaireu quadriceps humain, les dernières fibres secondaires sontormées avant la 20e semaine de développement. Aucune autreouvelle fibre n’apparaît ensuite.

Tous les myoblastes présents lors de la myogenèse secondairee s’intègrent pas aux fibres pour participer à leur formation ouleur croissance. Les cellules restant mononuclées vont formern ensemble de cellules myogéniques aux potentialités parti-ulières, les cellules satellites. Seules les cellules satellites vontarticiper à la croissance volumétrique des fibres après la forma-ion des fibres secondaires. Les cellules satellites, situées entrea membrane plasmique et la lame basale des fibres ont des pro-riétés particulières car ce sont les seules cellules myogéniquesui ont la capacité de sortir du cycle cellulaire, de devenir quies-entes sans s’engager dans un processus de différenciation. Enéponse à un traumatisme ou dans certaines maladies, ces cel-ules sont activées et entrent de nouveau dans le cycle cellulaire.près plusieurs phases de division, elles deviennent capables de

e différencier et reforment des fibres pour remplacer les fibresésées.

.5. Diversité des fibres musculaires

En 1874, Ranvier décrivait déjà une hétérogénéité des fibresusculaires caractérisant ainsi des muscles de couleur blanche

t des muscles de couleur rouge. Puis, dans les années 60, onémontra que les muscles à contraction rapide et à contractionente présentaient des activités enzymatiques différentes. Cesifférentes activités enzymatiques ont alors été utilisées pouraractériser et classer individuellement les différentes fibresusculaires. Ces méthodes ont permis de mettre en évidence

’existence de trois types de fibres, les fibres à contraction rapide,es fibres à contraction lente et les fibres dites « intermédiaires ».

.6. Formation du réticulum sarcoplasmique et des tubulesransverses

Le développement du réticulum sarcoplasmique et desubules transverses (tubules T) (Flucher et al., 1993; Yuan etl., 1991) se fait progressivement au cours de la formatione la fibre musculaire. Nous renvoyons le lecteur à l’articleuivant pour tout ce qui concerne les aspects moléculaires dea maturation, qui y sont plus largement développés.

Le système membranaire intracellulaire étant intimement liél’appareil contractile, tant du point de vue structural que fonc-

ionnel, la myogenèse ne pourra être comprise qu’en cernant lesiens étroits qui unissent ces deux structures cellulaires une foisarvenues à leur pleine maturité. À un stade précoce du dévelop-ement musculaire, les tubules transverses ne sont pas présentst le réticulum sarcoplasmique se développe seul lorsque lesyofibrilles apparaissent dans les myoblastes postmitotiques

u dans les premiers myotubes. Les ébauches de réticulum
arcoplasmique présentent, au début, un couplage avec des inva-inations du sarcolemme ou bien sont associées à des vésiculesembranaires. À ce stade, le réticulum sarcoplasmique a un
ontenu dense aux électrons qui semble être lié à la présence de

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alséquestrine (molécule portant de nombreux sites de fixationfaible affinité du calcium) et de Ca2+-ATPase. Puis, tout en

e développant, le réticulum sarcoplasmique se dissocie de laembrane périphérique et entre en contact avec les stries Z. Les

ubules transverses apparaissent à un stade plus tardif, lorsquees fibres musculaires de petite taille sont déjà constituées. Ilsnt, au début, une orientation longitudinale puis ils établissentapidement des jonctions avec le réticulum sarcoplasmique quila même orientation, constituant ainsi les triades. Au stade

nal, les deux systèmes membranaires adoptent leur dispositionéfinitive tout en harmonisant leur développement. Les tubulesransverses et les triades prennent une orientation transversalet se positionnent le long de la strie Z ou à la jonction desandes A et I. Parallèlement le réticulum sarcoplasmique,ontenant la Ca2+-ATPase se développe, avec un accroissementu nombre des transporteurs ioniques dans la membrane.ette étape évolue lentement et la disposition définitive n’estbtenue chez l’animal que vers la troisième semaine après laaissance. Par ailleurs, dans les cultures de cellules musculairessolées in vitro, ces structures membranaires n’atteignent pas letade adulte, ce qui semble indiquer que l’innervation du tissuusculaire est nécessaire pour qu’elles y parviennent.

.7. Spécialisation des fibres musculaires - rôle de’innervation

L’aspect en mosaïque du tissu musculaire normal est lié à’hétérogénéité biochimique des cellules qui le constituent, ceui pose le problème de leur spécialisation, du stade auquellle survient et du rôle éventuellement joué par l’innervationotrice (Grinnel, 1994; Kelly et Rubinstein, 1994). Les axones

es motoneurones de la corne antérieure de la moelle atteignentes fibres musculaires cibles lors de la formation des myotubes,orsque les noyaux migrent à la périphérie de la cellule.

Dès lors, les synapses neuromusculaires se développentandis que les noyaux s’accumulent à leur contact. Chaque

otoneurone innerve un groupe de cellules, un groupe debres musculaires et l’ensemble ainsi formé constitue une unitéotrice.Il était classique de considérer que les caractéristiques

isto-enzymologiques et donc la spécialisation de chaque fibreusculaire était dépendante de leur innervation. Cette interpré-

ation reste toujours valable dans des conditions pathologiquesais il en est tout autrement au cours du développement

mbryonnaire normal car une spécialisation de la cellule y appa-aît très tôt et, en tout état de cause, avant son innervation. Enffet, les cellules possèdent déjà les caractéristiques des fibrese type rapide ou lent dès le stade de différenciation en myo-lastes primaires et secondaires, comme le montre l’expressione certaines isoformes de myosine.

Cependant, il ne s’agit pas là du seul facteur déterminant et lapécialisation cellulaire serait en fait le résultat d’un ensemble dehénomènes impliquant aussi les gènes qu’expriment d’autres
rotéines musculaires telles que l’�-actinine, la tropomyosinet la troponine. La spécialisation des fibres musculaires est ainsia conséquence d’événements régulateurs survenant indépen-amment de l’innervation. D’ailleurs, dès ce stade, il existe des

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écepteurs à l’acétylcholine dispersés le long de la membranelasmique et des fibres musculaires en cours de développementeuvent déjà se contracter. Ainsi, le neurone moteur périphé-ique et la cellule motrice se développent de facon parallèle maises connexions qu’ils établissent ne sont pas pour autant liéesu hasard. Les nerfs ont la possibilité de reconnaître les myo-ubes cibles appropriés, si bien que les liens s’établissent entrees cibles prédéterminées de motoneurones et de fibres mus-ulaires. Une fois les connexions neuromusculaires établies, ilst indéniable que leur différenciation soit liée à des interactionséciproques (cf. Maturation de la jonction neuromusculaire, dans’article intitulé « Organisation structurale, moléculaire, forma-ion et maturation de la jonction neuromusculaire »).

. Anatomie morphofonctionnelle du muscle

Il existe deux types de fibres musculaires bien distincts :’une part, la fibre musculaire striée qui est l’élément consti-utif du tissu musculaire squelettique et cardiaque, d’autre part,a fibre musculaire lisse, qui forme les parois des viscères et des
aisseaux et qui ne fera pas l’objet ici d’une description détaillée.
Les muscles squelettiques des vertébrés sont composés detructures contractiles, les sarcomères, répétés tout au long desyofibrilles (Fig. 2). L’ensemble de ces éléments forme des

uml

ig. 2. Vue en microscopie électronique d’un sarcomère (en bas à gauche, pendant lalectron micrography of a sarcomere (below, left, during contraction; right, in a stre

gie 55S (2009) S69–S82 S73

bres musculaires. Les myofibrilles sont des éléments haute-ent différenciés qui caractérisent et constituent le support de

a contraction musculaire.

.1. Composants contractiles du muscle

.1.1. Les myofibrillesLes myofibrilles, dont le diamètre varie de 1 à 2 �m, sont

e support de la contraction musculaire. Très nombreuses dansne seule fibre musculaire, elles se disposent parallèlementson grand axe et s’étendent sur toute sa longueur. Leur

tructure est hétérogène car elles présentent une striation danse sens longitudinal qui est faite de l’alternance régulière deisques sombres et de disques clairs en microscopie électroniqueFig. 3).

Les disques sombres, anisotropes, forment la bande A, qui estlle-même divisée en deux par une bande plus claire, la bande H,entrée par la bande M ; les disques clairs, isotropes, forment laande I qui, elle aussi, est divisée en deux par une bande sombre,a strie Z.

La partie de la myofibrille située entre deux stries Z constituen sarcomère. Une myofibrille comprend une chaîne de sarco-ères d’environ 2 �m chacun dans le muscle au repos. Lors de

a contraction musculaire, les sarcomères n’ont plus que 70 %

contraction ; à droite, sur un muscle étiré) (photo : N. Quellard, B. Fernandez).tched muscle) (photo: N. Quellard, B. Fernandez).

S74 P. Rigoard et al. / Neurochirurgie 55S (2009) S69–S82

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protéine globulaire, d’une masse moléculaire de 41 000 Daltons(Da) et de 5,5 nanomètres de diamètre, se présente en solutionaqueuse sous forme dispersée (l’actine G) ; chaque moléculeest fortement liée à une molécule de calcium qui stabilise sa

ig. 3. Vue d’ensemble d’un sarcomère.verall view of a sarcomere.

e leur longueur initiale ; ils constituent l’unité structurale etonctionnelle du muscle squelettique.

.1.2. Les myofilamentsCet aspect hétérogène des myofibrilles s’explique par leur

tructure filamentaire. Elles sont, en effet, constituées essen-iellement de deux types de filaments : les uns épais sont leslaments primaires et les autres fins sont les filaments secon-aires. La strie Z, quant à elle, est une structure particulièrementomplexe qui, à la fois, sépare et unit deux sarcomères voisins.a disposition des myofilaments dans la myofibrille est par-

aitement régulière. Les filaments épais qui forment la bandese disposent de facon hexagonale les uns par rapport aux

utres. Au milieu du sarcomère, ils sont associés à des pro-éines et constituent la bande M (Fig. 4). Les filaments fins’accrochent à la strie Z, forment la bande I et pénètrent dansa bande A entre les filaments épais. Ils s’y disposent de telleorte que chaque filament fin est exactement équidistant de troislaments épais. Ces filaments fins n’atteignent cependant pas

e milieu du sarcomère, si bien que la partie médiane de laande A, uniquement constituée de filaments épais, est plus
laire, il s’agit de la bande H (Fig. 3). Ainsi, le sarcomèrest constitué par la succession des bandes suivantes : une strie, une demi-bande I, une bande A, une demi-bande I, unetrie Z.
FM

.1.2.1. Myofilaments fins. Les filaments fins sont constitués’�-actine, de tropomyosine et de troponine (Fig. 5).

L’�-actine (gène : ACTA 1) est la plus abondante. Cette

ig. 4. Structure de la bande M.-band structure.

P. Rigoard et al. / Neurochirurgie 55S (2009) S69–S82 S75

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ig. 5. Les myofilaments fins.ctin filaments.

tructure globulaire et, de facon non covalente, à une molécule’ATP. Celui-ci est hydrolysé lorsque l’actine G polymérise pouronner des filaments d’actine ou actine F. Le filament d’actinest formé de deux brins torsadés et polarisés de molécule globu-aire. Cette polarité est toujours orientée du disque Z (extrémitéositive) vers le centre du sarcomère (extrémité négative), siien que les filaments d’actine situés de chaque côté d’une strieont une polarité inverse. Les extrémités des filaments d’actine

ont coiffées par deux protéines, la cap Z et la tropomoduline quitabilisent les filaments fins et empêchent leur dépolymérisation.

La tropomyosine (gène : TPM 3) est une protéine fibreuseont la masse moléculaire est de 32 000 Da. Les molécules deropomyosine, disposées bout à bout, se logent dans les sillonsormés par les deux brins torsadés en hélice de l’actine et chaqueolécule de tropomyosine entre ainsi en contact avec sept molé-

ules de l’un des brins d’actine.La troponine (gène : TNNI 1) est une molécule globulaire

ont la masse moléculaire est de 80 000 Da et qui est forméee trois chaînes polypeptidiques différentes (troponine T, I et, Troponine I = se fixant à l’actine, T = se fixant à la tropo-yosine, C = sous unité se fixant au calcium). Les molécules

e troponine sont également logées, mais en profondeur, danses sillons de la molécule d’actine où chacune d’elles s’accolel’une des extrémités d’une molécule de tropomyosine. La tro-onine a la particularité de fixer fortement le calcium, ce qui lui

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onfère un rôle important dans le déclenchement de la contrac-ion musculaire.

.1.2.2. Myofilaments épais. Les filaments épais, d’un dia-ètre de dix nanomètres, s’étendent sur toute la longueur de

a bande A (Fig. 6). Ils sont constitués de myosine2 à 85 %différente de la myosine des cellules non musculaires dear ses isoformes), ressemblant grossièrement à un club deolf, mesurant 160 nanomètres de long, et correspondant à’enroulement de deux chaînes longues polypeptidiques lourdesui se terminent chacune par une tête globuleuse associée àuatre chaînes légères régulatrices à la base de la tête. Il s’agit’une protéine de structure (par sa queue) et d’une enzyme àa fois (activité ATPasique et site de liaison à une molécule’actine présent au niveau de la tête).

La découverte de nombreuses isoformes de la myosine aermis de supposer que la diversité des fibres musculairesevait être plus grande que celle décrite par les expériences’histochimie. Ces différentes isoformes présentent des profils’expression dépendant des muscles étudiés, des fibres pré-entes au sein de ces différents muscles mais aussi de leur stade
e développement. Une dizaine d’isoformes de chaîne lourdee la myosine (MHC) ont été identifiées chez les mammifères.es isoformes prédominantes dans les muscles adultes sont
’isoforme lente (MHC I) exprimée dans les fibres à contraction

S76 P. Rigoard et al. / Neurochirurgie 55S (2009) S69–S82

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ig. 6. Les myofilaments épais.yosin filaments.

ente et les isoformes rapides (MHC IIa, IIb, IIx) exprimées danses fibres rapides. Contrairement aux rongeurs ou aux oiseauxhez lesquels il existe des muscles composés exclusivement debres lentes ou de fibres rapides, chez l’homme, les musclesdultes sont toujours composés d’un mélange de fibres.

Les gènes codant pour les différentes sous-unités de layosine ont été identifiés (MYH pour la chaîne lourde, MYL 1

our la chaîne légère essentielle et MYL 5 pour la chaîne légèreégulatrice) (Laing, 1999). Les interactions de l’actine et de layosine engendrent une force contractile dont l’énergie vient

e l’hydrolyse de l’ATP en ADP et phosphate inorganique. Leaux d’ATP dans le muscle varie peu cependant, grâce à unystème efficace de régénération énergétique. En effet, le tissuusculaire contient des taux élevés de phosphocréatine qui,

ous l’action de la créatine kinase, permet de réactiver l’ADPn ATP. La phosphocréatine joue donc un rôle de stockage pour’énergie nécessaire à la contraction musculaire. En présence’actine, chaque molécule de myosine est capable d’hydrolyserinq à dix molécules d’ATP par seconde, ce qui est comparableu taux mesuré dans un muscle au cours de sa contraction. C’estu niveau de la tête globulaire de la molécule de myosine que se
roduisent la fixation de l’actine et l’hydrolyse de l’ATP. Le sitee fixation de l’actine est situé à l’extrémité de la tête alors quee site de fixation de l’ATP se situe à l’opposé à 3,5 nanomètres,e qui représente une distance importante dans la structure
samfi

oléculaire d’une protéine. La présence de ces deux sitesous-tend, de facon évidente, un mécanisme capable de généreres mouvements d’une certaine amplitude de la tête globulairee myosine. En l’absence d’ATP, la myosine est fortement liéel’actine. Lorsqu’une molécule d’ATP se fixe à la myosine, ellentraîne l’ouverture du site de fixation à l’actine, permettant leétachement de la tête de myosine du filament d’actine (Fig. 7B).’hydrolyse de l’ATP est contemporaine d’une courbure de laête de la myosine qui, dans sa nouvelle conformation, peut sexer à une nouvelle molécule du filament d’actine (Fig. 7D).’étape suivante se produit pendant que la myosine est fixéel’actine. Le relargage préalable du phosphate inorganique

t de l’ADP (Fig. 7E), permet un nouveau changement deonformation qui restaure la configuration initiale de la tête de layosine fortement liée à l’actine (Fig. 7A) comme dans la rigorortis (rigidité cadavérique). Cette étape est appelée « tempsoteur » ou power stroke car c’est elle qui produit toute la forceécanique qui déplace le filament d’actine tout en préparant

a myosine à un nouveau cycle. Ainsi, la myosine « marche »e long des filaments d’actine mais le mouvement qui résultee leur interaction dépend de la facon dont les deux molécules
ont ancrées : l’actine au disque Z, la myosine à la bande M,u centre du sarcomère. Comme nous l’avons vu, les têtes deyosine ont une polarité opposée dans les deux moitiés d’unlament épais. Leur interaction avec les filaments d’actine va

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ig. 7. Lorsqu’une molécule d’ATP se fixe à la myosine, elle entraîne l’ouvertulament d’actine.he fixation of a TPA molecule on the myosin filament induces the actin binding

onc les faire glisser vers le milieu du filament épais, tandis queelui-ci reste immobile. Lors d’une contraction, l’augmentatione pénétration des filaments fins dans le sarcomère entraînene diminution de longueur de la bande claire, alors que laande sombre qui correspond à la strie Z et à la bande A restetable.

.1.3. Constitution de la strie ZLa strie Z, composée d’un treillis de différentes fibres, joue

n rôle indispensable dans l’organisation des sarcomères enaintenant les extrémités des filaments d’actine. Des données

ort intéressantes ont été apportées ces dernières annéesoncernant sa structure (Young et al., 1998). Des filaments’actine d’un hémisarcomère sont en effet enchassés dans latrie Z où ils s’imbriquent de facon régulière avec les filaments’actine du sarcomère adjacent ; ils sont interconnectés perpen-iculairement par des molécules d’�-actine sous le contrôle dea titine et de la nébuline formant ainsi un réseau orthogonal.a myotiline jouerait un rôle régulateur dans l’organisation deslaments d’actine dans le muscle.

.1.4. Constitution de la bande MLa bande M, située au centre de la bande A du sarcomère,

une épaisseur d’environ 80 à 90 nanomètres. Elle assure la

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site de fixation à l’actine, permettant le détachement de la tête de myosine du

to open, leading to the detachment of the myosin head from the actin filament.

tabilité sur le plan longitudinal et transversal du treillis forméar les filaments épais. Les modèles actuellement proposésour la structure de la bande M sont basées sur les données de’immunologie et de la microscopie électronique à haute résolu-ion (Obermann et al., 1996; Obermann et al., 1997; Speel et al.,998). À ce niveau, les filaments de myosine ont une dispositionexagonale en raison des ponts qui unissent chacun d’eux auxix filaments qui entourent la bande M (Fig. 4). L’échafaudageytosquelettique complexe qui les organise et permet le maintiene leur stabilité comprend la titine, la myomésine et la protéine. La titine a un rôle essentiel, elle pénètre dans la bande M et

’étend sur une longueur d’environ 60 nanomètres sur la moitiéu sarcomère adjacent (cf. infra, « Composants non contractilesu muscle - le troisième type de filaments »). La myomésine,e localisation génique identique à la skélémine, s’en distinguear épissage alternatif (Steiner et al., 1999) ; c’est la principalerotéine d’ancrage de la titine dans la bande M. La protéine M,niquement présente dans les muscles à contraction rapide etans le muscle cardiaque, adopte dans la bande M une disposi-ion totalement différente de celle de la titine et de la myomésine.
n effet, elle se situe le long de la bande M, perpendiculairementl’axe de la myofibrille, permettant une plus grande résistancees bandes M dans les muscles qui se contractent rapidement etortement. La desmine enfin, au niveau de la bande M, permet

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’unir les myofibrilles au sarcolemme par l’intermédiaire de lakélémine.

.2. Constituants des espaces intermyofibrillaires

.2.1. Le réticulum endoplasmique et le système tubulaireransverse

Le réticulum sarcoplasmique (RS) est un réticulum endoplas-ique lisse hautement spécialisé au sein des cellules musculaires

Porter et Palade, 1957). Son volume varie entre 1,5 et 10 % deelui de la fibre musculaire en fonction de l’espèce animale etu type histochimique de la fibre (le volume des myofibrillesccupant environ 80 % du volume de la fibre musculaire).

Au sein de la cellule musculaire squelettique, le RS formen réseau intriqué de canalicules et de saccules anastomosésntre eux, interagissant étroitement avec les myofibrilles (Fig. 8).l est composé de citernes légèrement dilatées (citernes termi-ales) en continuité avec un réseau de tubules longitudinauxRS longitudinal). Dans le muscle squelettique mature, deuxiternes terminales sont placées de chaque coté d’un tubule
ransverse (tubule-T) issu de l’invagination du sarcolemme dea fibre musculaire et l’ensemble forme une unité fonctionnelle,éritable synapse intracellulaire : « la Triade », caractéristiquee la fibre musculaire squelettique (Franzini-Armstrong, 1980;
ig. 8. Le RS est composé de citernes légèrement dilatées (citernes terminales)n continuité avec un réseau de tubules T longitudinaux (RS longitudinal).arcoplasmic reticulum (SR) is composed of dilated cisterns (terminal cisterns)ontiguous with a longitudinal T-tubule network (longitudinal SR).

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ranzini-Armstrong et Jorgensen, 1994; Porter et Palade, 1957).a position des triades par rapport à la structure myofibril-

aire diffère d’une espèce à l’autre, elles sont retrouvées soit auiveau de la ligne Z chez la grenouille ou le poisson (Franzini-rmstrong et Porter, 1964; Peachey, 1965), soit à l’interface

ntre la bande I et la bande A sarcomériques, comme cela a étéécrit dans les muscles squelettiques de l’homme, de souris ete rat (Porter et Palade, 1957).

Le réticulum comprend deux domaines :

le réticulum sarcoplasmique lisse, occupé par des calcicum-ATPases qui pompent le calcium à partir de l’espacemyofibrillaire ; on y trouve également la calséquestrine quia une faible affinité pour le calcium mais une forte affinitépour les protéines liées au calcium, ce qui augmente encoresa capacité de stockage du calcium. Outre l’organisation sousforme de triades, d’autres jonctions peuvent être observéesen fonction du nombre et de la configuration des consti-tuants membranaires. Les diades (apposition d’un tubule T etd’une citerne terminale unique) et les couplages périphériques(interaction d’une citerne terminale et de la membrane plas-mique) sont présents au cours du développement du musclesquelettique (Takekura et al., 1994) ;La portion des sacs latéraux du RS entrant en appositiondirecte avec le système tubulaire transverse définit un sous-compartiment du RS appelé « RS jonctionnel » (RSj).

La continuité des sacs latéraux en périphérie de cette jonc-ion et les tubules longitudinaux forme le RS non jonctionnelu RS libre. Le RSj et la membrane du tubule T sont séparésar un espace jonctionnel de 12 nm à 15 nm (Peachey, 1965;ranzini-Armstrong, 1971; Flucher et al., 1994). Une interac-

ion entre ces deux systèmes membranaires indépendants maisrès étroitement apposés, est réalisée au niveau de structuresisibles en microscopie électronique appelées « pieds ». Ces élé-ents relativement denses, traversent périodiquement l’espace

onctionnel (Franzini-Armstrong, 1970; Franzini-Armstrong etunzi, 1983). Identifiés plus précisément par ombrage métal-

ique, les pieds sont formés de quatre sous-unités identiques enpparence (aspect en trèfle à quatre feuilles) et d’une dépres-ion centrale (Fig. 9). Ils sont disposés par rangées (deux ourois) le long du RSj. Ces pieds sont constitués par une par-ie du canal de libération de calcium du RS, le récepteur à layanodine (RyR). Ils ont une hauteur de 10 nm par rapport à laembrane du RSj et présentent un diamètre moyen d’environ

0 nm. L’espace de centre à centre entre chaque pied est de 28 nmnviron (Innui et al., 1987). Le fonctionnement du réticulum sar-oplasmique sera détaillé dans l’article suivant, après en avoirrésenté la microarchitecture et les interactions moléculaires dees différents canaux ioniques.

.2.2. Les enclaves énergétiques (gouttelettes lipidiques etlycogène)
.2.2.1. La matrice sarcoplasmique. La matrice extracellulairearcoplasmique est un réseau dynamique entourant les fibresusculaires et assurant la cohésion cellulaire. Elle est constituée
e :

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Fig. 9. Organisation sous la forme de tétrades des récepteurs à la dihydropyridine(DHPR), dont une boucle interagit avec les récepteurs à la Ryanodine (RyR),présentant leurs pieds aux premiers. (*) Protéines « pieds » des RyRs, en blanc.SaD

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pecific organization of the dihydropyridine receptors (DHPR) in tetrads withloop interacting with Ryanodin receptors (RyR), with their “feet” facing theHPR. (*) In white, « feet » proteins.

protéines structurelles comme les collagènes, l’élastine, inter-agissant avec les intégrines (mécanorécepteurs transmettantles changements de structure au cytosquelette et modulantle signal des canaux ioniques, de récepteurs hormonaux, defacteurs de croissance, etc.) ainsi que de glycoprotéines destructure ;protéines adhésives comme la laminine, la fibronectine, lescollagènes de type IV et VI ;protéines anti-adhésives comme la ténascine, la thrombos-pondine, l’ostéopontine ;protéoglycans, impliqués dans le remodelage et les échangesintercellulaires ;métalloprotéases, contrôlant l’organisation et la compositionde la matrice extracellulaire.

.2.2.2. Les mitochondries. Les mitochondries, abondantesans le tissu musculaire, occupent une place centrale dans leétabolisme intermédiaire et dans le fonctionnement de la cel-

ule musculaire. Elles apportent l’énergie nécessaire dans lesspaces intermyofibrillaires en regard des bandes I. Elles sont,’une part, le siège de nombreuses réactions du catabolismeellulaire, telles que celles qui conduisent à l’oxydation descides gras (�-oxydation), des acides carboxyliques dérivant desucres (cycle de Krebs) ou des acides aminés. D’autre part, ellesontrôlent les réactions de synthèse de la cellule en lui fournis-ant de l’énergie sous forme d’ATP. Ces réactions d’oxydationt de fourniture d’ATP sont d’ailleurs étroitement couplées àravers les processus de la phosphorylation oxydative.

.2.2.3. Le cytosquelette exosarcomérique. Le cytosquelettexosarcomérique, au sein duquel on isolera des filaments, essen-iellement la desmine, un filament intermédiaire localisé enegard de la strie Z (cf. supra), de la plectine et de la synémine.

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On retrouve des protéines intégrales (sarcoglycanes mem-ranaires et dextroglycanes) en relation avec le sarcomère et laatrice extracellulaire via la desmine. La dystrophine se situe

u niveau de la membrane cytoplasmique, où elle interagit aveca laminine pour faire le lien avec le collagène de la matricextracellulaire. Elle est colocalisée avec la spectrine, la vin-uline, la syntrophine, protéine signal cytosolique ainsi que laystrobrévine. L’�-actinine, la taline, la vinculine et la méta-inculine sont reliées à des intégrines en regard des stries Z.’��-crystalline permet l’arrimage entre les filaments d’actinet la matrice extracellulaire, la NO synthétase fixe les canauxoniques et les récepteurs. On retrouve aussi la cavéoline (liée àa NO synthétase), la dysferline et diverses autres intégrines, lesrois derniers types de protéines étant des constituants membra-aires. Les anomalies de certaines de ces protéines conduisent àne altération fonctionnelle de la desmine et sont responsablese tableaux cliniques myopathiques, où l’on retrouve une accu-ulation de matériel granulofilamentaire dans le sarcomère enicroscopie électronique, caractéristique des desminopathies

Fardeau et al., 1978).

.3. Composants non contractiles du muscle

.3.1. Transmission de la force activeLes fibres musculaires contiennent plusieurs éléments struc-

uraux que leurs propriétés mécaniques spécifiques rendentesponsables d’une production et d’une transmission stable etfficace de la force active générée par l’appareil contractile deslaments fins et épais de la fibre musculaire. Se superposantux myofilaments contractiles décrits ci-dessus, un ensemble delaments peu ou très élastiques, anciennement appelés filamentsonnecteurs ou connexines, s’étendent pour relier chacune desxtrémités des filaments épais et s’attacher pour la plupart auxtries Z.

.3.2. Le troisième groupe de myofilamentsCes filaments, associés à l’actine et à la myosine, organisent

a disposition tridimensionnelle des filaments fins et épais etont responsables de l’élasticité inhérente au tissu musculaireFig. 10). Ils permettent le maintien de la disposition des fila-ents d’actine et de myosine lors de la contraction et de la

elaxation musculaire, ainsi que sa réorganisation lorsque desorces supérieures au fonctionnement physiologique du musclent été appliquées. La plus importante protéine de ce groupe deyofilaments est la titine, protéine fibreuse géante (3000 kDa,

e qui correspond à 10 % de la masse myofibrillaire), qui estncrée, en outre, dans la strie Z, pour parcourir ensuite la bandepuis se prolonger jusqu’au centre de la bande M, en longeant

es filaments de myosine. Le long de la bande A, la protéine Cnit la titine à la portion en hélice � de la myosine. L’extrémité-terminale de chaque molécule de titine est connectée à laande M par l’intermédiaire de protéines associées tandis queon extrémité N-terminale est accrochée à la strie Z où d’autres
rotéines interviennent également. Par ailleurs, tout au long deon trajet, la titine peut s’associer latéralement aux filamentsoisins : filaments fins dans la bande I, filaments épais dansa bande A (Labeit et Kolmerer, 1995). Une nouvelle protéine

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dpdIrvgceÀctdàtropomyosine (Fig. 7A). Lors de la contraction musculaire, les

ig. 10. Les filaments non contractiles.oncontractile filaments.

usculaire dénommée téléthonine a été mise en évidence danse muscle squelettique et dans le myocarde (Valle et al., 1997).lle interagit avec la titine et jouerait un rôle dans la régulatione sa phosphorylation au cours de la myogenèse (Mues et al.,998). Durant la contraction musculaire, la titine s’oppose auxorces contractiles produites par les filaments de myosine leurermettant ainsi de rester centrés sur le sarcomère. Au cours de’étirement passif du sarcomère, la titine s’oppose, là aussi, àa force développée, afin de rendre cet étirement réversible etermet de distinguer deux phases dans l’étirement de la fibre,n fonction de l’intensité de la force appliquée : une premièreorrespond aux tensions de faible intensité, une deuxième phaseurvient pour les tensions extrêmes. Lors de telles tensions, habi-uellement non physiologiques, la titine se dissocie des filamentse myosine. Le muscle est alors incapable de se contracter pen-ant une période réfractaire au cours de laquelle la conformatione repos devra être restaurée.

La nébuline est une autre protéine de grande taille retrou-ée de facon abondante dans le muscle squelettique. Elle a laême longueur que les filaments fins, s’étendant de part et

’autres des stries Z. Il semble qu’elle contrôle la longueur
u filament d’actine au moment de sa formation mais sonôle fonctionnel dans les interactions d’actine et de myosineeste flou aujourd’hui. D’autres protéines spécifiques du muscle
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nterviennent pour assurer la connexion des myofibrilles au sar-olemme ou pour participer à l’organisation des myofilaments.insi, la desmine intervient dans l’accrochage du sarcomère à

a membrane plasmique.Elle forme un véritable réseau autour du sarcomère constitué :

d’une bande de filaments qui entoure latéralement la strie Zla connectant à la membrane plasmique et aux stries Z desfibrilles avoisinantes via différentes protéines en particulierla synémine ;d’autres filaments qui suivent longitudinalement la mêmemyofibrille. Ces deux réseaux permettent la formation de fais-ceaux dans le muscle. Le treillis ainsi formé est étroitement lié,d’une part au sarcolemme et d’autre part au sarcomère grâceà ses interactions avec les filaments de myosine, médiés auniveau de la bande M par la skélémine (Dalakas et al., 2000)(Fig. 4).

Ces connexines constituent une structure élastique continueout au long de la fibre musculaire et sont responsables d’uneorce capacitive qui peut être mise en évidence et mesuréeorsque le muscle inactif est étiré passivement (cf. infra). Leupport de cette force passive est fourni par le tissu conjonctifndomysial, une matrice de collagène lâche qui englobe chaquebre musculaire et favorise la distribution des tensions au seinu sarcomère. Les forces actives générées par les mécanismese la contraction musculaire sont indépendantes de la forceassive générée par ces éléments élastiques en parallèle. Les ten-ons et aponévroses permettent de stocker l’énergie mécaniqueendant la contraction musculaire, en particulier lorsque ces élé-ents élastiques sont relativement longs comparés à la fibre.ne défaillance des composants non contractiles du muscle estarfois incriminée dans certaines pathologies en particulier cer-aines formes de myopathies.

. Synthèse : la contraction et la décontractionusculaire

La contraction musculaire s’explique par le glissementes myofilaments les uns sur les autres, de telle sorte que laénétration des filaments fins à l’intérieur de la bande A et enirection du centre du sarcomère, s’accentue et que les bandeset H se rétrécissent. Tandis que la longueur de la bande A

este constante, la bande H peut même être amenée à devenirirtuelle et à disparaître à l’observation microscopique. Celissement de myofilaments entre eux est lié à une interactionyclique qui s’établit entre les molécules d’actine et de myosinen impliquant l’intervention d’ions calcium et d’ATP (Fig. 7).

l’état de repos musculaire, les ions calcium se trouvent à desoncentrations peu élevées dans le sarcoplasme et à des concen-rations élevées dans le réticulum sarcoplasmique. En l’absencee calcium, les sites d’attachement des molécules d’actinela myosine sont partiellement cachés par les molécules de

odifications structurales sous jacentes impliquant la fixatione la myosine sur des sites spécifiques de l’actine, sont sous laépendance d’ions calcium. Sous l’influence de l’influx nerveux

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éhiculé par le motoneurone périphérique, la membrane plas-ique de la fibre musculaire est dépolarisée et cette excitation

st transmise le long des tubules transverses pour atteindre lesriades. Il s’ensuit une dépolarisation du réticulum sarcoplas-

ique, qui est à l’origine de la libération d’ions calcium dans’espace myofibrillaire par les récepteurs de la ryanodine (cf.rticle suivant). Le calcium se fixe alors sur les molécules deroponine (Fig. 7B), provoquant ainsi un déplacement des molé-ules de tropomyosine vers le fond de la gouttière formée entrees deux brins torsadés d’actine, déplacement qui démasque, sur’actine, les sites de fixation de la myosine. Dès lors, la tête de la

yosine, préalablement chargée en ATP, peut se fixer sur le sitee l’actine rendue accessible et cet attachement s’accompagne’une plicature de la molécule de myosine (Fig. 7C). Puis,’ATP est hydrolysé par l’activité ATPasique de la myosineour donner de l’ADP plus du phosphate inorganique (Fig. 7D),t fournir ainsi l’énergie nécessaire au pivotement de la tête deyosine, qui assure le glissement du filament fin vers le centre

u sarcomère. La fixation d’une nouvelle molécule d’ATP sura tête de myosine permettra la libération de l’actine et le début’un nouveau cycle (Fig. 7E). La répétition et la multiplicatione ces cycles en fonction du nombre des molécules d’actine ete myosine seront à la base de la contraction musculaire. En’absence de fixation d’une nouvelle molécule d’ATP sur la têtee myosine, les molécules de myosine et d’actine resteront liées’une à l’autre et la décontraction musculaire ne pourra se faire,’est notamment ce qui survient lors de la rigidité cadavérique.

Les filaments associés au sarcomère interviennent dans leaintien de sa stabilité. Ainsi, la titine s’oppose aux forces

ontractiles produites par les filaments de myosine, leur permet-ant de rester centrés sur le sarcomère ; la nébuline, qui ajustea longueur des filaments d’actine, maintiendrait leur cohésionendant la contraction musculaire ; les filaments de desmine, quintourent la strie Z, sont étroitement unis au sarcolemme par laynémine au niveau de la strie Z et par la skélémine au niveau dea bande M, ce qui permet au muscle de maintenir son architec-ure régulière et de son contracter comme une unité coordonnée.

Le relâchement musculaire est lié à l’arrêt de l’hydrolyse de’ATP et à la diminution de la concentration du calcium dans leytosol. Au cours de cette phase, les filaments fins glissent enens inverse, sortent de la bande A, si bien que la bande I s’élargitt que la bande H réapparaît. Le déplacement des filamentsns, purement passif, est lié à l’action des fibres musculairesntagonistes qui tirent sur les fibres préalablement contractées,rovoquant ainsi l’allongement des sarcomères raccourcis auours de la contraction et permet par voie de conséquence leurelaxation. Pour que la relaxation se maintienne, le taux dealcium cytosolique doit revenir à son niveau de base ; poure faire, il est réabsorbé grâce aux Ca2+-ATPases, pour être àouveau stocké dans le réticulum sarcoplasmique. Dès lors, lesons calcium quittent la troponine, ce qui induit le déplacemente la tropomyosine, masquant, à nouveau partiellement, le sitee fixation de la myosine à l’actine. Le libre déplacement des
laments fins et épais les uns par rapport aux autres est alorsermis.
Parallèlement, l’ATP doit être régénéré à partir de l’ADPt pour cela, trois voies sont possibles. Deux voies impliquent

O

gie 55S (2009) S69–S82 S81

ne réaction de transphophorylation catalysée, soit par la myo-inase soit par la créatinine kinase ; la troisième implique lahosphorylation oxydative qui a lieu dans les mitochondries.

emerciements

Conception des illustrations : P. Rigoard et J.-P. Giot.

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