Le liquide cytoplasmique à l'intérieur des cellules musculaires est en grande partie occupé par les myofibrilles, qui constituent son composant contractile.
Chaque fibre musculaire est composée d'environ 1000 myofibrilles, enveloppées par le réticulum sarcoplasmique; les myofibrilles s'étendent sur toute la longueur de la fibre et sont organisées en longs faisceaux longitudinaux.
Chaque myofibrille a une épaisseur comprise entre 0, 5 et 2 µm, pour une longueur allant de 10 à 100 µm (1 micron = 1/1000 mm).
Comme prévu, les myofibrilles sont entourées par le réticulum sarcoplasmique, un système complexe de vésicules et de tubules qui donne naissance au système sarcotubulaire. Le but de cette structure est d’accumuler le calcium nécessaire à la contraction.
En entrant de plus en plus dans le microscopique, nous découvrons que les myofibrilles sont à leur tour constituées de myofilaments parallèles, de deux types: épais et mince. Une traînée caractéristique le long du grand axe de la myofibrille peut également être observée, en raison de l'alternance régulière des bandes claires et sombres.
- Les bandes sombres sont appelées bandes ou disques A
- Les bandes lumineuses sont appelées bandes I
- Chaque bande I est divisée en deux par une ligne Z
- Chaque bande A est divisée en deux par une strie, appelée H, placée dans sa partie centrale.
Le tractus myofibrille entre deux lignes Z adjacentes
(1/2 bande I + bande A + 1/2 bande I)
il prend le nom de SARCOMERO
Le sarcomère est l’unité structurelle et fonctionnelle de la myofibrille, c’est-à-dire la plus petite unité musculaire capable de se contracter.
Au sein de la myofibrille unique, les divers sarcomères se succèdent, comme s'ils formaient une pile de cylindres. De plus, dans le muscle, les fibres sont disposées parallèlement, de sorte que les sarcomères respectifs sont alignés. En d'autres termes, à côté d'une ligne Z d'une myofibrille, il y a toujours une ligne Z de la myofibrille adjacente; cette symétrie fait apparaître la totalité de la fibre musculaire striée transversalement.
Myofilaments
Observé au microscope électronique, chaque sarcomère apparaît formé par un faisceau de filaments, disposés longitudinalement et parallèlement les uns aux autres. Les composants de ces myofilaments sont deux protéines, appelées actine et myosine.
Au centre de chaque sarcomère, il y a environ mille brins épais, constitués de myosine. À leurs extrémités, ces molécules de protéines établissent des relations avec des brins minces, constitués d’une autre protéine, l’actine.
Dans une fibrocellule de muscle squelettique, ces éléments contractiles (filaments épais et minces) sont placés dans le registre et sont partiellement interdigités (superposés).
- Le faisceau de filaments épais (myosine) se situe au centre du sarcomère et constitue la bande A;
- Le faisceau de filaments minces, constitué d'actine, est situé aux pôles du sarcomère et forme les deux demi-bandes I, qui atteignent les disques en Z.
Cette structure complexe est à la base de la contraction musculaire, rendue possible par le glissement de minces filaments sur des épais.
Lors de la contraction, le sarcomère est raccourci en approchant les deux filaments Z:
tandis que la longueur des filaments et de la bande A reste inchangée, il y a une réduction de la bande I et de la bande H.
La généralisation du phénomène détermine le raccourcissement des myofibrilles, des fibres musculaires, des fascicules et du muscle entier. Il est intéressant de noter que chaque sarcomère peut réduire jusqu’à 50% de sa longueur au repos.
Pendant la contraction musculaire, des ponts d'actomyosine sont continuellement formés et dissous, à condition que des quantités suffisantes d'ions calcium et d'ATP soient disponibles; nous nous en occuperons mieux dans le prochain article.
LA TENSION DÉVELOPPÉE PAR UNE FIBRE MUSCULAIRE EST DIRECTEMENT PROPORTIONNELLE AU NOMBRE DE PONTS TRANSVERSAUX FORMÉS PAR DES FILAMENTS ÉPAIS ET MINCES.
En conséquence, un muscle trop étiré ou trop contracté développe une force mineure d'un muscle qui se contracte à partir d'un degré d'allongement optimal.
- A) Il n'y a pas de force active puisqu'il n'y a pas de contact entre les têtes de myosine et l'actine
- Entre A) et B): il existe une augmentation linéaire de la force active en raison de l'augmentation du nombre de sites de liaison à l'actine pour les têtes de myosine.
- Entre B) et C): la force active atteint le pic maximum et reste relativement stable; dans cette phase, en fait, toutes les têtes de myosine sont liées à l'actine
- Entre C) et D): la force active commence à diminuer car le chevauchement des chaînes d'actine réduit les sites de liaison disponibles pour les têtes de myosine.
- E): une fois que la myosine entre en collision avec le disque Z, il n’ya plus de force active puisque toutes les têtes de la myosine sont accrochées à l’actine; de plus, la myosine est comprimée sur les disques en Z et agit comme un ressort s'opposant à la contraction avec une force proportionnelle au degré de compression (donc du raccourcissement musculaire)
