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 Notes de cours

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David
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MessageSujet: Notes de cours   Mer 26 Avr à 0:19

PHYSIOLOGIE

III. Synapses

III.1 Synapses électriques et chimiques

On distingue 2 types de synapses :
-les synapses chimiques
-les synapses électriques

Lorsqu’on injecte un courant dans la cellule présynaptique, le courant passe à travers la synapse électrique vers la cellule postsynaptique, ce qui n’est pas le cas pour la synapse chimique qui fonctionne par libération et réception de neurotransmetteurs.
Dans une synapse électrique, le couplage électrique est permis car il y a peu de résistance grâce au jonctions GAP.

La synapse électrique
Elle est composée de jonctions communicantes appelées également GAP ou nexus.
Ces jonctions communicantes permettent le passage de petites molécules inférieures à 1000Da d’une cellule à une autres et donc un couplage métabolique et électrique.
Une jonction GAP est formée par deux connexons mis bout à bout, chacun étant composé de 6 connexines.
Molécules passant à travers les jonctions GAP : Glucose, nucléotides, ATP, cAMP, Ca2+…

Voltage imposé double
Le voltage imposé double permet de mesurer la conductance en fonction de la différence de potentiel entre 2 cellules reliées par des jonctions communicantes.
2 électrodes sont insérées dans chaque cellule (1 qui impose un voltage : V et l’autre qui mesure l’intensité du courant I)
La conductance transjonctionnelle gj dépend de la différence de potentiel (≠ conductance membranaire)
Ij = gj Vj
Vj = ΔV1-2

La première formule est comparable à la loi d'Ohm (I = U/R)
L’expérience du voltage imposé montre également que l’échange est bidirectionnel.
La conductance est maximale lorsque la différence de potentiel est nulle.
La conductance diminue fortement et de manière symétrique. On observe, aux alentours de +50mV ou de -50mV un minimum.

Il existe également des cas, comme chez l’écrevisse, où la synapse électrique est asymétrique: un potentiel d’action se transment de la fibre présynaptique vers la fibre postsynaptique, mais pas dans le sens opposé.
On appelle ce phénomène la rectification (diode en physique).
Ce phénomène est cependant assez rare, et, dans la grande majorité des cas, l’échange est bidirectionnel.

Localisation des jonctions communicantes:
SNC, cœur, foie, rétine, vaisseaux, muscle lisse, etc…

Contrôle de la conductance jonctionnelle (gj)
1) Acidification cytoplasmique: découplage électrique et métabolique (ex :ischémie myocardiaque)
Protons H+, CO2, acides: réversibilité partielle, dépend des tissus
- H+ agit directement sur la molécule
2) Ca++ cytoplasmique: une concentration élevée en Ca++ ferme les jonctions GAP
3) Voltage transjonctionnel: 1) symétrique 2) asymétrique (directionnalité-rectification)
4) Phosphorylation: une kinase dépendante de la cAMP diminue ou augmente gj
5) Formation et suppression de jonctions: cAMP et insuline: formation de GAP
Internalisation: dégradation ou dispersion des GAP
6) Pharmacologie: fermeture rapide et réversible: alcool (heptanol et octanol)


III. 2 Les neurotransmetteurs

Les neurotransmetteurs sont à la base de la transmission pour les synapses chimiques
On distingue 6 familles de neurotransmetteurs:
1) Acéthylcholine
2) Amines biogènes (monoamines)
-catécholamines: 1) dopamine 2) adrénaline 3) noradrénaline
-sérotonine (5-hydroxytryptamine: 5-HT) (indolamine)
-histamine (imidazole)
3) Acides aminés
-glutamate: principal excitateur
-aspartate
-GABA (ac. gamma-amino-butyrique): principal inhibiteur
4) Purines: adénosine/ATP
5) Neuropeptides: peptide neuroactifs
6) Gaz
-monoxyde d’azote NO (messager intercellulaire)
-monoxyde de carbone CO



III.3 Transmission synaptique

Les différents types de synapses chimique

1) Cholinergique ACh: nicotinique (N1: muscle, N2: neurone) / Muscarinique (métabotrope) (M1,M2,M3,M4: SNC, cœur, glandes)
2) Adrénergique Noradrénaline: α1, α2, β1, β2, β3
3) Dopaminergique Dopamine: D1, D2
4) Sérotoninergique Sérotonine: 5-HT1, 5-HT2, 5-HT3
5) Glutamatergique
Glutamate: 1) Q (quisqualate) 2) K (kainate) 3) NMDA(N méthyl D aspartate) 4) mGlur (1-8) (m pour "métabotrope")
6) GABAergique GABA (A et B)
7) Peptidergique Neuropeptides (μ, κ, δ, etc…)
8) Purinergique Adénosine/ATP (A1, A2)

Les principaux mécanismes ayant lieu au niveau de la synapse:

1) La dépolarisation se propage jusqu’à l’extrémité présynaptique
2) Cela provoque une entrée de Ca2+ vers le cytoplasme
3) Une kinase dépendant de Ca2+/calmoduline est activée
4) Cela provoque ‘l’étiquetage’ (coat protéine: clathrin) de vésicule contenant les neurotransmetteurs
5) Puis provoque donc la fusion de la vésicule avec la membrane
6) Suivi de la libération des neurotransmetteurs dans la fente synaptique
7) Les neurotransmetteurs diffuse dans la fente synaptique
8) Une partie des neurotransmetteur se fixe sur des récepteurs ionotrope de la membrane postsynaptique.
9) Cela provoque un changement de conductance qui provoque un potentiel isotonique ou un potentiel d’action et sa propagation le long de la membrane


En plus de cela, il y a différents modes de régulation:
1) Le neurotransmetteur peut également se fixer sur un récepteur de la membrane présynaptique (mécanisme d’autorégulation)
2) Des neurotransmetteurs sont hydrolysés dans la fente synaptique
3) Il y a recaptage des transmetteurs dans la terminaison présynaptique
4) Il y a recyclage de la membrane présynaptique
5) Des neurotransmetteurs se fixent sur des récepteurs métabotropes qui libèrent des messagers secondaires et phosphorylent les récepteurs ionotropes ou peuvent avoir d’autres effets.

Synthèse des neurotransmetteurs:

A) Acide aminés
- Glycine: NH2-CH2-COOH
- le GABA (ac. γ aminobutyrique) est formé à partir ac. glutamique qui est décarboxylé par la GAD (glutamic acid decarboxylase)
B) Monoamines
L’acétylcholine est formée à partir de Acétyl-Coenzyme-A et de Choline. Une transférase déplace le groupe acétyl du AcCoA sur la Choline pour former de l’ACh.
La choline est l’ACh ont la caractéristique d’avoir une amine chargée positivement.
La sérotonine est formée à partir de tryptophane qui est d’abord hydroxylé par une hydroxylase pour former du 5-hydroxytryptophane. Le 5-hydroxytryptophane est ensuite décarboxylé par une décarboxylase pour former la 5-hydroxytryptamine (autre nom de la sérotonine)
L’histamine est formée à partir d’histidine qui est décarboxylée par une décarboxylase
C) Catécholamines
La DOPA (Dihydroxyphénylalanine) est le produit d’une hydroxylation par une hydroxylase de la tyrosine
La dopamine est formée par décarboxylation de la DOPA par une décarboxylase.
La noradrénaline (norépinephrine) est produite par hydroxylation de la dopamine par une hydroxylase.
L’adrénaline (anglais: epinephrin) est formée par une N-méthylation de la noradrénaline par une N-méthyltransférase, une enzyme qui se trouve uniquement dans la medulla adrénale.

Structures de différents transmetteurs:

1) L’oxytocine et l’AVP (arginine vasopressine) sont produit au niveau de la neurohypophyse postérieure. Ce sont des chaines de 9 ac.aminés avec un pont disulfure entre 2 cystéine. On trouve un groupe amide en C-terminal.
2) La VIP (vasoactive intestinal peptide) est une chaine de 28 ac.aminés
3) La β-endorphine est un analgésique naturel composé de 31 ac.aminés
4) La Gonadolibérine ou GnRH (Gonadotrophine releasing hormone) est synthétisé au niveau de l’hypothalamus et agit sur l’hypophyse. C’est une chaine de 10 ac.aminés avec un groupe amide en C-terminal et un phosphate sur le Glu en N-terminal.
5) La substance P est transmetteur de la douleur. C’est une chaine de 11 ac.aminé avec un amide en C-terminal.


La jonction neuromusculaire

La jonction neuromusculaire est formée d’un motoneurone α avec une transmission saltatoire (100m/s). Dans sa partie terminale, l’axone se divise au niveau pour former plusieurs boutons présynaptiques recouverts par la cellule de Schwann. On appelle cette zone la plaque motrice.
La jonction neuromusculaire a la particularité d’avoir des replis au niveau de la membrane musculaire, formant des fentes synaptiques secondaires, augmentant ainsi la surface de la fente au niveau postsynaptique.
Un axone peut innerver plusieurs fibres musculaires à la fois.
Au niveau de la membrane présynaptique, les vésicules contenant l’ACh fusionnent à des endroits précis appelés zone active.
La membrane postsynaptique possède des récepteurs à l’ACh, ce sont des récepteurs-canaux ionotrope nicotinique.

Dans une coupe montrant une jonction neuromusculaire, on peut observer un nombre très important de vésicule proche de la membrane au niveau présynaptique (boutons terminaux de l’axone). On remarque aussi les replis membranaires au niveau postsynaptique (cellule musculaire) qui sont caractéristiques.

Une stimulation du neurone induit une réponse contractile.

Le potentiel miniature de plaque MEPP
Le potentiel miniature de plaque est très faible (1mV) et apparaît de manière aléatoire. Il est dû à une libération quantique d’ACh (libération d’une quantité très bien définie d’ACh)
La libération quantique d’ACh est directement reliée à la [Ca++] et inversément reliée à la [Mg++]
Lorsqu’un influx arrive à la fin de la terminaison nerveuse, le nombre de quanta augmente radicalement et le potentiel de plaque est suffisant pour atteindre le potentiel seuil de la fibre musculaire.
La fréquence des MEPP augmente avec une dépolarisation présynaptique et diminue avec une hyperpolarisation présynaptique.

Le potentiel d’action au niveau de la fibre musculaire
Le potentiel d’action au niveau de la fibre musculaire a une durée nettement plus longue que celle du potentiel d’action au niveau neuronal. Il dure en effet 20ms (2ms au niveau neuronal)

Le potentiel excitateur postsynaptique EPSP
L’EPSP est produit par l’ouverture des canaux ACh dépendant. Il provoque une dépolarisation pouvant atteindre le seuil et déclencher le potentiel d’action.
Le curare (D-Tubocurarine) est un bloqueur compétitif des récepteurs à ACh. L’amplitude de l’EPSP peut être diminué par le curare et empêche le déclenchement du potentiel d’action!

La synapse cholinergique nicotinique

1) La synthèse d’ACh se fait à partir de Choline et d’Acétyl-Coenzyme-A, le groupe acétyl est transféré sur la choline par une choline acétyltransférase (CAT)
L’Acétyl-CoA provient des mitochondries où elle participe au cycle de Krebs (métabolisme)
2) L’ACh est transporté dans des vésicules grâce à un antiport ACh/H+ (vesicular cholinergique transporter)
Le gradient de protons est maintenu grâce à une pompe à protons de type V (V ATPase)
Il y a environ 106 vésicules dans la terminaison synaptique
3) Une synapsine I est associée au cytosquelette des vésicules et empêche leur fusion avec la membrane.
L’arrivée du potentiel d’action au niveau présynaptique provoque l’ouverture des canaux calciques ce qui fait entrer du Ca++ dans la cellule et augmente de 20% la [Ca++]i
Une kinase I dépendant de Ca2+/Calmoduline est activée et phosphoryle la synapsine, ce qui provoque la fusion de la vésicule avec la membrane
Il y a donc exocytose de l’ACh vers la fente synaptique.
Le Ca++ est rapidement repris par des protéines (calmoduline), séquestré dans des vésicule ou RE, ou dans les mitochondries, ou encore pompé à l’extérieur grâce à des Ca++ ATPases.
4) L’ACh diffuse dans la fente synaptique et se lie au récepteur-canal ionotrope nicotinique (AChR) présent au niveau postsynaptique.
Il faut 2 ACh pour activer le canal qui permet la sortie de K+ et l’entrée de Na+.
Cela provoque une dépolarisation provoquant un potentiel d’action ou un EPSP si le seuil n’est pas atteint.
Le AChR est un LOC qui peut permettre par son ouverture l’activation des canaux sodiques qui sont des VOC (si le seuil pour déclancher le potentiel est atteint)
5) L’ACh est dégradé par une acétylcholine estérase (AChE) au niveau de la fente synaptique. Cette réaction forme de l’acétate et de la choline.
Il y a 2 sortes d’AChE:
-AChE A: asymétrique: qui est présente dans la fente et associé au collagène
-AChE G: la forme globulaire, associée aux membranes pré- et postsynaptique.
6) La choline produite par l’estérification de l’ACh est recaptée par la membrane présynaptique grâce à un cotransport Na+/Choline+

Si le potentiel seuil est atteint, le potentiel d’action se propage le long de la membrane cellulaire musculaire et entraîne la contraction.


Dernière édition par le Ven 5 Mai à 14:21, édité 1 fois
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David
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MessageSujet: Re: Notes de cours   Ven 5 Mai à 14:20

III.4 Récepteurs ionotropiques et métabotropiques

Les récepteurs canaux ionotropes ont une ouverture rapide, les récepteurs métabotropes provoquent grâce à des messagers secondaires tel que l’AMP cyclique, des ouvertures ou fermetures lentes de canaux ioniques.

Récepteurs ionotropes

Synapse excitatrice :
L’exocytose de vésicules contenant de l’ACh provoque la diffusion de ce neurotransmetteur dans la fente synaptique et permet sa fixation sur les AChR.
La fixation de 2 ACh provoque l’ouverture de canaux récepteurs ionotropes qui provoque une augmentation de la conductance du Na+ et du K+. Le gradient électrochimique du Na+ étant plus élevé, on observe un courant entrant dépolarisant.
L’EPSP (excitatory postsynaptic potential ou PPSE en français) est un courant entrant dépolarisant correspondant à la somme des microcourants dus à chaque récepteur.

Synapse inhibitrice :
L’exocytose de vésicules contenant du GABA provoque la diffusion de ce neurotransmetteur dans la fente synaptique et sa fixation sur les récepteurs canaux ionotropes GABA A. La fixation de GABA va provoquer l’ouverture des récepteurs canaux avec une augmentation de la conductance du Chlorure qui entre dans la cellule postsynaptique.
On observe donc un courant sortant qui hyperpolarise.
La somme des courants dus à chaque récepteur est appelé IPSP (inhibitory postsynaptic potential ou PPSI en français)

Simulation en changeant le potentiel de membrane

ACh :
à -60mV, l’ouverture des canaux provoque un courant entrant (du à l’entrée de Na+)
à -30mV : courant entrant d’amplitude plus faible
à 0mV : pas de courant. C’est le potentiel d’inversion de ce canal.
à +20mV : courant sortant du au gradient électrochimique du K+ qui est + élevé

GABA A :
à -60mV : pas de courant, c’est le potentiel d’inversion du canal qui correspond au potentiel d’équilibre du Chlorure
à -30mV, courant sortant de faible amplitude (du à l’entrée de Cl-)
à 0mV, courant entrant d’amplitude plus élevée
à +20mV : courant entrant d’amplitude encore plus élevée

Dysfonctionnement des synapses avec récepteurs nitotiniques

Myasthénie gravis : pathogénie auto-immune contre les récepteurs nicotiniques
Traitement améliorant : substance anticholinestérasique

Botulisme : Due à une bactérie, le Clostridium botulinum qui produit une neurotoxine (botuline) qui inhibe la libération/exocytose de l’ACh
Dans les boites de conserves qui ont gonflé

Vennins :
Araignée veuve noire : provoque un épuisement des vésicules
Cobra : se lie très fortement au récepteur nicotinique et inhibe leur activité

Gaz de combat : Inhibiteur irreversible de L’ACh estérase


Les récepteurs GABA A et B

Le GABA A est un récepteur canal ionotrope inhibiteur. La fixation de GABA provoque l’ouverture du canal, laissant entrer les ions chlorures dans la cellule provoquant une hyperpolarisation.
Le GABA A est constitué d’au moins 3 sous-unités (α : récepteur au GABA, β : barbiturate, γ : benzo)
Des produits pharmacologiques peuvent agir sur ces sous-unités :
1) Des benzodiazépines comme le valium peuvent se fixer sur les γ et augmenter la probabilité d’ouverture
2) Des sédatifs comme le barbiturate peuvent se fixer sur les sous-unités β et provoquer une augmentation de la durée d’ouverture
 Dans les 2 cas, on observe une augmentation de la conductance au chlorure et donc une hyperpolarisation.

Le GABA B est un récepteur métabotrope. C’est un GPRP (G-protein-coupled-receptor). La fixation de GABA provoque un changement de conformation des sous-unités α, β et γ de la protéine Gi (i car inhibitrice) ce qui entraine une ouverture de canaux potassique entrainant une hyperpolarisation.
Le changement de conformation des sous-unités α, β et γ entraine également une inhibition de l’adényl cyclase (AD) qui est responsable de la production de cAMP (messager secondaire). La cAMP étant nécessaire à l’activation de la protéine kinase A (PKA), la concentration de la forme active de la PKA est diminué.
La PKA est elle-même nécessaire pour l’ouverture des canaux calcique par phosphorylation. La fixation de GABA sur le GABA B entraîne donc une fermeture des canaux calciques !

Résumé : Fixation de GABA sur le GABA B
 changement de conformation des ss-unités α, β et γ ce qui cause
1) ouverture des canaux K+  hyperpolarisation
2) diminution de l’Adényl cyclase AC
 diminution de la concentration de cAMP
 diminution de l’activité de la PKA
 fermeture des canaux Ca++

L’action excitatrice synaptique :

L’action excitatrice synaptique peut être initiée de 2 manières :

1) Par l’ouverture d’un récepteur-canal ionotrope par un transmetteur comme l’ACh ou le glutamate.
Cela provoque une augmentation de la conductance au Na+ et K+ causant une dépolarisation puisque le gradient électrochimique du Na+ est plus élevé.
La dépolarisation est rapide

2) Par un transmetteur comme la sérotonine qui se fixe sur un récepteur métabotrope, provocant l’activation de l’adényl cyclase (AC) par changement de conformation des protéines G, ce qui augmente la production de cAMP qui va activer la protéine kinase A (PKA) qui phosphoryle et ferme les canaux potassiques et diminue donc la conductance au K+, ce qui cause une dépolarisation.
La dépolarisation est lente car elle est indirecte est nécessite un messager secondaire (la cAMP)


Neurotransmetteurs des GPCR (G-protein-coupled-receptor)

Neurotransmetteur --> Récepteur

Acéthylcholine --> Récepteurs muscarinique M1,M2,M3,M4,M5
≠ nicotinique !!!

Glutamate --> Récepteurs métabotrope au glutamate (mGluR 1 à 7)

GABA --> Récepteur GABA B ! ≠ GABA A

Sérotonine (5-HT) --> 5-HT1 (A,B,C,Dα,Dβ,E,F) 5-HT2, 5H-HT2F, 5-HT4, 5-HT5 (α, β)

Dopamine (DA) --> D1, D2S, D2I, D3, D4, D5

Noradrénaline (NE) --> α1, α2, β1, β2, β3

Encéphaline --> μ, δ, κ



Responses biochimiques primaires régulées par des récepteurs muscariniques à l’ACh

1) Inhibition de l’Adényl cyclase (AC) : M2, M4
2) Stimulation de la phospholipase C : M1, M3, M5
3) Régulation de canaux K+ : M2, M4

Inhibition de l’Adényl cyclase (AC)
De l’Ach se fixe sur les mAChR M2 ou M4
Cela provoque un changement de conformation de la sous-unité αi de la protéine G couplée, ce qui inhibe l’AC.
Moins de cAMP est donc produit. (l’Adényl cyclase produit de la cAMP à partir d’ATP)

Stimulation de la phospholipase C
De l’ACh se fixe sur le mAChR M1, M3 ou M5.
Cela provoque un changement de conformation de la sous-unité αq/11 de la protéine G couplée, ce qui stimule la phospholipase C qui forme 2 produits de dégradation :
1) L’inositol-triphosphate (IP3) qui agit sur des récepteurs dans le RE, ce qui provoque la libération de Ca2+ depuis le RE vers le cytoplasme
2) Le diacylglycérol (DAG) qui active la protéine kinase C (PKC)

Régulation de canaux K+
La fixation d’ACh sur le mAChR M2 ou M4 provoque un changement de conformation des sous-unités β et γ de la protéine G couplée. Elles interagissent et active un canal K+ inward rectifier. Le Kir est un canal potassique qui a la particularité de s’ouvrir lorsque la membrane a été hyperpolarisée. Il provoque un courant entrant (dépolarisant) contrairement au Kdr !
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David
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MessageSujet: Re: Notes de cours   Mar 9 Mai à 20:56

III.5 Intégration synaptique

On peut résumé le processus de transmission par 3 phases :
1) Réception du signal
2) Intégration
3) Transmission

Les dendrites et le corps cellulaire d’un neurone sont recouverts de plusieurs milliers de terminaisons nerveuses.
La partie du corps cellulaire se prolongeant pour devenir axone est appelée éminence axonique. On y trouve le segment initial de l’axone. Cette partie est aussi appelée la zone gachette.
La zone gachette est l’endroit permettant de déclancher ou non un potentiel d’action et une dépolarisation de l’axone.
Il y a donc sommation des EPSP et IPSP au niveau du corps cellulaire. Les EPSP et IPSP sont atténués jusqu’à la zone gachette de manière exponentielle de 37% par unité.
(voir constante d’espace dans le cours du module 3)
Le seuil pour déclancher un potentiel d’action est plus bas au niveau de la zone gachette grâce à la densité beaucoup plus élevée de canaux sodiques sensibles au voltage.
Le seuil est donc atteint dans l’éminence axonique !

L’intégration correspond à la sommation des EPSP et IPSP. L’amplitude des EPSP est donc diminuée par les IPSP. Pour une inhibition adéquate, il faut que les EPSP et IPSP soient simultanés.




III.6 Adaptation et potentiation


Délai synaptique
Il y a un délai synaptique du à :
1) Temps de libération du NT (neurotransmetteur)
2) Diffusion dans la fente synaptique
3) Temps d’action sur le récepteur post-synaptique

Pour une même longueur et un même diamètre, le temps de propagation d’un signal le long d’un axone unique sera plus court que s’il y a une synapse.
Le délai synaptique est de l’ordre de 0,5msec.

Effets de rapprochement des stimuli
En rapprochant deux stimuli, on augmente l’amplitude du PSP (potentiel post-synaptique)
Une augmentation de la fréquence des EPSP peut donc permettre de déclancher un potentiel d’action car un EPSP vient s’additionner sur un autre EPSP qui ne s’est pas encore totalement atténué, et ainsi de suite.

Effets de changement du potentiel de membrane au niveau présynaptique
(synapse excitatrice)

Au potentiel de repos, l’arrivée d’un potentiel d’action au niveau présynaptique causera un EPSP de 8mV.

Une hyperpolarisation va causer une diminution de la probabilité d’ouverture des canaux calciques et donc une diminution de la [Ca++]i, ce qui va diminuer le nombre d’exocytoses de vésicules de NT (neurotransmetteur)
Avec une hyperpolarisation de 10mV de la membrane présynaptique, l’arrivée d’un potentiel d’action dans la terminaison présynaptique cause EPSP de 5mV. L’amplitude de l’EPSP est diminuée.

Une dépolarisation va au contraire augmenter la [Ca++]i et favoriser l’exocytose de NT.
Avec une dépolarisation de 10mV de la membrane présynaptique, l’arrivée d’un potentiel d’action dans la terminaison présynaptique cause un EPSP de 15mV qui est suffisant pour atteindre le seuil et déclancher un potentiel d’action !

Adaptation à un stimulus constant
Lors de stimulation constante, la fréquence des potentiels d’action générés diminue.
Ceci est du au fait que la [Ca++]i augmente et donc, le nombre de canaux K+ dépendant du Ca++ ouverts augmente, ce qui hyperpolarise et diminue l’excitabilité postsynaptique.
Donc, lors d’une stimulation prolongée, la cellule stimulée réduit la force de sa réponse en diminuant la fréquence des potentiels d’action générés.
Ce phénomène est appelé adaptation

Facilitation et LTP Long-term-potentiation (mémoire)
Tétanos : stimulation de 500-1000Hz
La réponse post-tétanique a une amplitude plus élevée et ceci pendant plusieurs minutes. Ce phénomène est appelé facilitation.

En effet lors de stimulations répétées, la [Ca++]i présynaptique augmente.
 La libération de NT augmente et donc l’amplitude de l’EPSP augmente également.
La réactivité post-synaptique est aussi augmentée par la [Ca++]i due à l’ouverture de canaux NMDA et Quisqualate (synapse glutamatergique).
Cette hausse de [Ca++]i augmente l’activité d’enzymes qui augmente la réactivité postsynaptique pendant plusieurs minutes (LTP)
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David
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MessageSujet: Re: Notes de cours   Mar 9 Mai à 22:57

IV Contractilité

Types de cellules musculaires

Striées :

Cellules musculaires squelettiques :
-forme cylindrique
-fixés aux os et responsables des mvts du squelette
-plusieurs noyaux : syncitium
-diamètre 100μm, longueur :  50cm !

Cellules musculaires cardiaques :
-forme plate
-tissu musculaire spécialisé (pacemaker, conduction)
-mononuclées
-largeur : 15-20μm, longueur : 100μm


Non striées (lisses)

Cellules musculaires lisses :
-monoclées
-fonctions très diversifiées (p.ex : estomac, tube dige., vessie, utérus, vaisseaux, voies aériennes)
-larg. 2-10μm, long. 50-400μm
-forme fusiforme

Cellules myoépithéliales :
-dans les epithélia (p.ex : muscle dilatateur de l’iris, muscle responsable de l’expulsion de la salive, de la sueur, du lait)
-forme étoilée

Les cellules musculaires squelettiques sont contrôlées volontairement, les autres par le SNV (contrôle autonome)


IV.1 Muscle squelettique

Fibre musculaire = cellule musculaire
L’unité fonctionnelle : le sarcomère : 1myofibrille
Le sarcomère est délimité par les lignes Z, ce qui fait environ 2 μm
Il y a plusieurs centaines de myofibrilles par cellule musculaire.

La structure du sarcomère est inhomogène, il y a une hétérogénéité spatiale.

En effet, on distingue 2 types de filaments :
1) Les filaments mince (actine)
2) Les filaments épais (myosine)

Dans la structure du sarcomère, on peut observer des bandes A et I.
-Bande A : Anisotrope (inhomogène, n’a pas les même propriétés optiques selon les directions) Couleur foncée due aux filaments épais et les ponts transverses.
-Bande I : Isotrope (+ homogène), de part et d’autre des les Z. Couleur claire

Il y a des ponts transverses entre les filaments d’actine et de myosine. C’est là qu’on lieur les mécanismes de la contraction musculaire. Ce sont les sites producteurs de forces.
Ils sont aussi appelés ‘cross bridge’
Le pont transverse correspond à la tête de myosine qui forme un pont avec le filament d’actine.


Les protéines :
Le sarcomère : z-I-A-HMH-A-I-z

Les filaments épais se trouvent au centre du sarcomère et constituent la bande A
Ils sont constitués de 200-400 molécules de myosine associées dont les queues se rassemblent au centre du sarcomère, sur la ligne M (ligne médiane)

Sur cette ligne M, on trouve 2 protéines qui associent les myosines :
1) Myomésine
2) M-protéine
Il y a également de la M-CK (myosine créatine kinase) qui est essentielle à la fonction du muscle.

La titine (titanesque) est une énorme protéine 2500kDa. Elle est également très longue (1μm)
Cette protéine part de la ligne Z, puis s’associe aux filaments épais et se termine sur la ligne M.
Elle est très élastique et flexible et explique l’élasticité de la cellule.
Elle est présente dans le muscle squelettique et TRES présente dans le muscle cardiaque.

La MyBP-C (myosin-binding-protein-C) associe la titine et la myosine au niveau des bandes A.
Elle a un rôle important dans la contraction musculaire.

L’ α-actinine attache les filaments minces d’actine au niveau de la ligne Z
La tropomoduline stabilise les filaments minces d’actines à leur extrémité.

La tropomyosine et la troponine sont associés à l’actine pour constituer le filament mince. Ils permettent la contraction.


Le filament mince

La G-actine (42kDa) correspond à l’unité du d’actine du filament.
Associées ensemble, les G-actines forme une double hélice appelée F-actine.

La tropomyosine est un filament très fin d’une longueur correspondant à 7 G-actines. Il s’associe à la F-actine suivant l’hélice et couvrant les sites d’interaction de l’actine.

La troponine est associée à la tropomyosine et est composée de 3 sous-unités :
1) TnC : fixe le Ca++
2) TnT : associé à la troponine
3) TnI : inhibe et régule l’actine

Le filament épais
Les filaments épais sont constitués de 200 à 400 molécules de myosine associées.
La myosine est constituée de 2 hélices-α enroulé en ‘coiled-coil’ suivie d’une tête globulaire pour chacune des hélices.
Les hélices-α constituent une chaine lourde (2x 230kDa) et la tête (95kDa) 2 chaines légères.
L’ensemble de la molécule est beaucoup plus lourd que l’actine.
Le C-terminal se trouve au bout de la queue, le N-terminal se trouve au niveau de la tête.

On peut aussi diviser la myosine en 3 partie : la tête, le cou et la queue.
Un traitement à la chymotrypsine coupe la queue (laissant la tête et le cou). On appelle l’ensemble la tête, fragment S1 et le cou, fragment S2. Ces deux fragments forme la HMM (Heavy MeroMyosin) et la queue forme la LMM (light MeroMyosin)
Un second traitement à la papaine coupe le cou ne laissant que la tête (fragments S1)

Les 200 à 400 molécules de myosine formant un filament épais sont associées au niveau de leur queue. Le filament épais a les têtes de myosine à l’extérieur, disposées en spirales, mais uniquement aux 2 extrémités du filament. Il n’y a pas de tête dans la partie centrale du filament, sur une longueur de 160nm. Au niveau du sarcomère, on appelle cette partie la bande H.
La longueur totale du filament épais est de 325nm.
Le filament épais fait 10,7nm de diamètre alors que le filament mince (actine) en fait 7nm (microfilament).

Rappel pour les filaments :
On distingue différents types de filaments :
-les microfilaments (actine)  7nm
-les filaments intermédiaires 11nm
-les filaments épais  15nm
-les microtubules  25cm

La contraction :
Lors de la contraction, les filaments épais avances sur les filaments minces, ce qui diminue et réduit à zéro la longueur des bandes I.
Les bandes A ne changent pas en taille.
Les bandent H sont également réduites à 0.

La contraction est possible grâce au complexe de troponine.
Au repos, la tropomyosine recouvre les 7 sites d’interaction (1 par G-actine)
Une augmentation de la [Ca++]i permet la fixation de Ca++ sur la sous-unité TnC. Cela provoque un changement de conformation et puisque la troponine est fixée sur la tropomyosine par sa sous-unité TnT, la troponine tire en arrière la tropomyosine et découvre les sites d’interaction de l’actine. Ce processus est inhibé et modulé par la sous-unité TnI de la troponine.
Une fois les sites d’interactions de l’actine découverts, la tête de myosine peut s’y fixer. La tête de myosine change de conformation et d’incline par un angle α, ce qui cause un déplacement ΔL du filament épais sur le filament mince.
Puisque le filament épais a des têtes de myosine à chacune de ses extrémité, une contraction provoquera une diminution de 2ΔL par sarcomère.

Variation de longueur du muscle : 2nΔL où n = nbre de sarcomère

Cycle de glissement des filaments
1) Association de l’ATP avec la myosine, la tête se détache de l’actine (myosine chargée d’énergie)
2) Hydrolyse de l’ATP par l’activité ATPasique de la myosine, la tête de myosine pivote d’un angle de 90 degrés
3) Le Ca++ est libéré dans le cytosol, les sites d’interactions de l’actine sont donc libres, ce qui permet l’interaction actine/myosine
Le phosphate de l’hydrolyse de l’ATP est libéré
4) ADP est libéré par la myosine, il y a un mouvement angulaire du pont transverse de 45 degrés, ce qui fait glisser l’actine sur la myosine et provoque une contraction du sarcomère.
 puis retour à l’étape 1

N.B La fixation d’ATP est nécessaire pour libérer la tête de myosine de l’actine. Dans la rigidité cadavérique (rigor post mortem), il n’y a plus d’ATP. Les filaments mince et épais sont donc soudés.

Il y a 10 à 100 cycles par seconde


Relations entre potentiel de membrane, [Ca++]i et la tension de la cellule
Des mesures calculant simultanément le potentiel de membrane, la [Ca++]i et la tension (force) en fonction du temps lors d’une stimulation montrent qu’il y a une relation directe et casi simultanée entre ces 3 paramètres.

L’arrivée d’un potentiel d’action provoque instantanément une hausse massive de la [Ca++]i et une augmentation progressive de la tension.

A une fréquence de 5Hz, on observe des pics simulatanés de la [Ca++]i et de la tension
A 10Hz, des pics de la [Ca++]i et de la tension, cependant la tension s’accumule.
A 20Hz, des pics et une accumulation de la [Ca++]i et de la tension, qui elle atteint un seuil maximum
A 50Hz, la [Ca++]i s’accumule, puis atteint un maximum et décroit. La tension est constante au maximum, on appelle cela ‘tétanos’

Comportements différents pour les muscles squelettiques, cardiaques et lisses : la latence
L’arrivé d’un potentiel d’action provoque un contraction après une latence de 10msec dans le muscle cardiaque et le muscle squelettique.
Dans le muscle lisse, la latence est de 200msec

Caractéristique du muscle squelettique
Il y a des tubules transverses, qui sont des invaginations de la membrane qui rentrent dans la cellule de part et d’autres des lignes Z des sarcomères.
Ces tubules T sont en contact avec 2 citernes terminales du réticulum sarcoplasique, formant des triades.
Dans le réticulum sarcoplasmique, la calséquestrine fixe 40Ca++ et maintient la [Ca++]i basse.

Couplage excitation/contraction
1) Le potentiel d’action musculaire est propagé depuis le long de la membrane
2) Il se propage à l’intérieur de la cellule grâce le long des tubules T
3) Au niveau des triades, le potentiel d’action agit sur des canaux calciques sensibles au voltage : les DHPR (di-hydro-pyrimidin-receptor).
Ces DHPR agissent sur les RyR (Récepteur à la ryanodine) qui sont couplés à des canaux calciques de type L sur le réticulum sarcoplasmique
4) Les canaux calciques de type L du réticulum sarcoplasmique sont donc activés et libèrent du Ca++ dans le cytosol ce qui augmente la [Ca]i
5) La fixation de Ca++ sur la troponine lève le bloquage exercé par la tropomyosine
6) Il y a déplacement du pont transverse et contraction
7) La [Ca]i est diminuée par les pompe SERCA du réticulum sarcoplasmique qui repompe la Ca++ dans celui-ci.
La parvalbumine, protéine présente dans le cytosol, fixe 2 calcium et réduit aussi la concentration de calcium libre ce qui aide le processus de relaxation
8) L’élimination de Ca++ de la troponine restaure l’effet bloquant de la tropomyosine.


Dans le muscle squelettique et le muscle cardiaque, les DHPR, RyR sont le même, cependant dans le muscle squelettique, les DHPR (qui sont des canaux calcique sensibles au voltage) sont directement associés physiquement.

Dans le muscle squelettique on parle de VDCR (voltage-dependant-calcium-release) :
Le potentiel d’action stimule les DHPR qui transmettent physiquement le stimuli aux RyR (récepteurs à la ryanodine).
Les récepteurs à la ryanodine changent de conformation et provoque l’ouverture des canaux calcique de type L du réticulum sarcoplasmique.

Dans le muscle cardiaque : CICR (calcim-induced-calcium-release)
Les DHPR et RyR ne sont pas lies physiquement.
Le potentiel d’action stimule les DHPR qui s’ouvre et provoque une entrée de Ca++ dans la cellule.
Les récepteurs à la ryanodine possèdent des sites d’activation par fixation de calcium : les CICR.
La fixation de calcium sur les CICR des récepteurs à la ryanodine provoque un changement de conformation qui active les canaux calcique de type L du réticulum sarcoplasmique.
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David
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MessageSujet: Re: Notes de cours   Mer 17 Mai à 0:09

Contraction isotonique et isométrique

On distingue 2 types de contraction :
-isotonique
-isométrique

La contraction isotonique
Lors de la contraction isotonique, le muscle se contracte et produit un déplacement ΔL en fonction du temps.
Il y a donc un travail qui est effectué : W = F ΔL
Pour effectuer des mesures de la contraction isotonique, on fixe le muscle par un tendon et on dispose une charge sur le tendon de l’autre extrémité du muscle. Lors de la contraction, le raccourcissement est marqué à l’aide d’une plume reliée au tendon inférieur.
On mesure donc le raccourcissement en fonction du temps.

La contraction isométrique
Lors de la contraction isométrique, le muscle se contracte mais ne produit pas de déplacement. ΔL = 0 donc W = F ΔL = 0
Aucun travail n’est effectué ! C’est le cas par exemple si on porte un piano :-)
Pour effectuer une mesure de la contraction isométrique, le muscle est fixé par ses 2 tendons et un appareil enregistre la tension au cours du temps.
On mesure donc le développement de la force au cours du temps.

Les deux types de contraction se combinent généralement. Il y a d’abord une contraction isométrique, puis une contraction isotonique.
Exemple : quand on soulève une valise, il y a d’abord une augmentation de la force (isométrique) puis lorsque la force est suffisante, la valise se soulève (isotonique)


Secousse (twitch)

La secousse correspond à une contraction musculaire.
(voir graphs sur le polycopié de Raddatz)

Lors de la contraction isométrique, on mesure la tension au cours du temps.
La tension, lors d’une secousse augmente rapidement puis atteint une force maximale (Fmax) et diminue un petit peu moins rapidement.
On observe donc 2 temps : un temps de contraction et un temps de relaxation
Le temps de contraction est un petit peu plus court que le temps de relaxation.

Lors de la contraction isotonique, on mesure le raccourcissement au cours du temps.
On observe 3 caractéristiques :
1) Il y a un temps de latence. Une augmentation de la charge provoque une augmentation du temps de latence. Ce temps de latence est du au temps de contraction isométrique jusqu’à la force suffisante pour effectuer un raccourcissement.
2) Le raccourcissement n’est pas le même selon la charge. Plus la charge est importante, plus le raccourcissement est faible. Cela s’explique par le fait que la contraction isométrique est plus longue.
3) La vitesse dépend aussi de la charge. Plus la charge est lourde, moins la vitesse est rapide. Cela est du au fait qu’il y a moins de réserve, car on est plus proche de Fmax

Vitesse de raccourcissement et puissance

La vitesse de raccourcissement diminue exponentiellement en fonction de la masse. La vitesse de raccourcissement est égale à zéro lorsque la charge maximale est dépassée.

Le travail = W = F ΔL
La Puissance = P = W/Δt donc = F ΔL/Δt donc P = Force x Vitesse
Il est intéressant de remarquer que la puissance correspond à la Force multipliée par la vitesse.
La puissance est maximale lorsque la charge correspond à 30% de la charge maximale.
L’unité motrice

L’unité motrice correspond à l’ensemble que forme un motoneurone et les fibres qu’il innerve.
Plus le nombre de fibres innervées est important, plus le mouvement est grossier.
Plus le nombre de fibres est faible, plus le mouvement est fin.
Le nombre varie selon les parties du corps :
1 motoneurone innerve :
-600 fibres pour les fléchisseurs de la cheville
-100 fibres au niveau de la main
-10 fibres au niveau extra-oculaire
-1 fibre au niveau du marteau et de l’étrier


Facteurs déterminant la tension musculaire totale

I. Le nombre de fibres musculaires en contraction
donc :
A. Recrutement des unités motrices
B. Nombre de fibres musculaires par unité motrice

II. La tension produite par chaque fibre musculaire en contraction
A. Fréquence des potentiels d’action. Donc fréquence de stimulation
(relation fréquence-force : augmentation->sommation)
B. Changement de longueur des fibres (relation longueur-tension)
C. Durée d’activité
D. Type de fibre (rapide/lente)


Sommation mécanique

La sommation mécanique est liée à la sommation temporelle. C’est une augmentation de la force générée due à un raccourcissement de l’intervalle de temps.
La force croît à cause de l’accumulation de calcium dans le cytosol ce qui fait que les sites d’interaction de l’actine sont libres de manière optimale.
La contraction a une amplitude plus importante durant plus longtemps.
Le temps de relaxation augmente également.

Sommation mécanique en fonction de la fréquence des stimulations.

A 3Hz, il n’a pas ou peu de sommation mécanique.
A 9Hz, on observe un tétanos incomplet. C'est-à-dire qu’on observe une augmentation de la force avec une relaxation incomplète après chaque stimulation.
A 28Hz, c’est le tétanos parfait. La force de contraction est maximale, il n’y a plus de relaxation ( pas d’oscillation, graphique avec courbe lisse).
Après arrêt des stimulations, la relaxation est + lente qu’à des fréquences moins élevées.

Composantes de la longueur d’une fibre musculaire

Si on représente schématiquement les composantes, on en distingue 3 :
1) Composante élastique en série : 1) tendon 2) aponévrose 3) cross-bridge
2) Composante élastique en parallèle : 1) tissu conjonctif 2) membrane 3) titine (rôle principale
3) Composante de viscosité : résistance au déplacement augmentant avec la fréquence


Relation entre la force de contraction et la longueur

Il y a une relation claire entre la force de contraction et la longueur !

On prend la longueur de repos comme valeur de 100% de longueur.
Le domaine physiologique se situe entre 80% et 120% de longueur.
A 80%, la force de contraction est casi nulle.
Entre100% et 110%, elle est maximale
A partir de 110%, une force passive (force de rappel) commence à se développer. Elle augmente ensuite exponentiellement. Cette force passive est due aux composantes élastiques.
A partir de 110%, la force active diminue progressivement.
La force active correspond à la différence Ftot-Fpassive


Relation longueur-tension par rapport aux filaments mince et épais :

Lorsque la sarcomère est distendu est que les filaments épais ne recouvrent pas du tout les filaments d’actine, la force active générée est nulle.
Lorsque le recouvrement des filaments mince et épais permet que toutes les têtes de myosine puissent interagir, la force active générée est maximale.
Entre ces 2 situations, la force active générée croit de manière constante.

Lorsque les filaments minces commencent à se chevaucher au niveau de la ligne M, la force générée diminue progressivement jusqu’à 80% lorsque les têtes de myosine atteignent la ligne Z.
Après cela, la tension générée diminue de manière radicale.


Sources d’énergie du muscle

Des sources d’énergie sont apportées par le sang :
-le glucose
-l’oxygène
-les acides gras

Ces 3 sources sont employées pour fabriquer de l’ATP
L’ATP est produit soit par la Glycolyse (à partir du glucose) dans le cytosol, soit par la phosphorylation oxydative dans les mitochondries.

Cet ATP est employé (transformé en ADP + Pi) pour :
1) La contraction : ATPase de la myosine
2) La relaxation (les pompes SERCA pour repomper le calcium dans le réticulum sarcoplasmique
3) La formation de créatine phosphate (source d’énergie rapide)
Une créatine kinase phosphoryle la créatine disponible dans le cytosol pour former de la créatine phosphate.

Rappel :
L’O2 sert à la phosphorylation oxydative dans les mitochondries
Les Acides gras peuvent être dégradé et entrer dans les mitochondries pour la phosphorylation oxydative.
Les protéines peuvent aussi servir de source d’énergie. Une fois dégradée en acides aminés, elles peuvent entrer dans les mitochondries et participer à la phosphorylation oxydative.
Le glucose entre dans la glycolyse (dans le cytosol) pour produire de l’ATP. Puis il peut soit continuer la voie anaérobique pour produire de l’ATP et du lactate qui devra être éliminer par le sang ou suivre la voie aérobique et entrer dans les mitochondries pour suivre la phosphorylation oxydative.


Métabolisme énergétique

La demande en ATP pendant la contraction est 20 à 200 fois plus importante qu’au repos.
L’ATP dans le cytosol est suffisant pour 0,5 seconde !

Dans les fibres rapides, l’ATP est plutôt issu d’un métabolisme glycolytique (cytosolique)
Dans les fibres lentes, l’ATP est plutôt issu d’un métabolisme oxydatif (mitochondrial)

La concentration de Créatine phosphate (CrP) est 5 fois plus élevée que celle de l’ATP dans le cytosol d’une cellule musculaire squelettique au repos.
La créatine se trouve dans des endroits précis de la cellules musculaire : dans la mitochondries, la ligne M, et aux environ de la membrane cellulaire

Muscle au repos :
[CrP] = 25mM
[ATP] = 5mM

La Créatine Phosphate produit plus d’énergie que l’ATP :
CrP -> Cr + Pi +10,3Kcal/mol
ATP -> ADP + Pi + 7,3Kcal/mol

La Créatine Phosphate est produite grâce à la créatine kinase qui phosphoryle la créatine en employant de l’ATP
Cr + ATP -> CrP + ADP

L’ATP peut être produit à partir de 2 ADP grâce à l’adényl kinase (myokinase) !
ADP + ADP -> ATP + AMP

Remarques : l’ATP, la créatine phosphate et l’ArP sont phosphagène
Chez les invertébrés (uniquement), on trouve l’arginine phosphate qui n’est PAS phosphagène !

La fatigue musculaire (au niveau d’une cellule)

Une stimulation répétée peut provoquer la fatigue musculaire.
Lors d’un enregistrement isotonique à 1Hz, on observe qu’après un certain laps de temps, la relaxation est incomplète.
Ce phénomène est appelé la contracture.
On remarque également que l’amplitude des impulsion mécanique diminue.

Les causes de la fatigue :
1) L’amplitude diminue car la [ATP]i diminue et donc le glissement actine-myosine également
2) La contracture est due à la [Ca]i qui augmente à cause de l’activité en baisse des pompes qui sont ATPasique
3) Le pH diminue (lactate). Une acidification est souvent liée à une augmentation de [Ca]i
4) La viscosité augmente parce que la pression osmotique qui augmente également (lactate)


Les sources d’énergie

Durant un exercice, les sources d’énergie varient en fonction de la durée de celui-ci

1e minute : Principalement de l’ATP et la Créatine phosphate intracellulaire
2e- 4e minute : Voie anaérobique (glycolyse, glycogène dans le muscle)

Après 5 à 10 minutes, la voie d’oxydation aérobique et brûle le glycogène musculaire, la glucose du plasma et le glycogène du foie.
Cette voie continue à fournir de l’énergie de manière constante jusqu’à 3h d’effort puis diminue.
Cependant, après 45 minutes, l’oxydation aérobique à comme source principale les acides gras libres et les triglycérides du tissu adipeux.

Les types de cellules musculaires squelettiques

Dans un muscle, il y a toujours 3 types de cellules :
-oxydatives
-glycolytique
-intermédiaire

Les cellules entourées de beaucoup de capillaires sanguins reçoivent beaucoup d’O2
 ce sont des fibre oxydatives

Les fibres oxydatives sont plus foncées car elles ont beaucoup de mitochondries.
Les fibres glycolytiques sont plus claires et n’ont que peu de mitochondries.

Caractéristiques structurales et fonctionnelles des 3 types de fibres musculaire squelettique

Fibres oxydatives à contraction lente : Type S (slow)
Contraction lente
Activité ATPase de la myosine lente
Synthèse de l’ATP aérobique
Nombreuses mitochondries
Capillaires nombreux
[myoglobine]i élevée
Couleur rouge
Petit diamètre
Réserve de glycogène faible
Vitesse de fatigue lente (résistance à la fatigue)


Fibres oxydatives à contraction rapide : Type FR (fatigue resistant)
Contraction rapide
Activité ATPase de la myosine rapide
Synthèse de l’ATP aérobique
Nombreuses mitochondries
Capillaires nombreux
[myoglobine]i élevée
Couleur rose à rouge
Diamètre intermédiaire
Réserve de glycogène intermédiaires
Vitesse de fatigue intermédiaire (résistance modérée à la fatigue)

Fibres glycolytiques à contraction rapide : Type FF (fast fatiguable)
Contraction rapide
Activité ATPase de la myosine rapide
Synthèse de l’ATP glycolytique
Peu de mitochondries
Peu de capillaires
[myoglobine]i faible
Couleur blanchâtre
Grand diamètre
Réserve de glycogène élevées
Vitesse de fatigue rapide (fast fatiguable)



Activités pour lesquelles chaque catégorie de fibres est le mieux adapté :

Type S :
-Activités d’endurance
-Marathon
-Maintien de la posture

Type FR :
-Sprint
-Marche

Type FF :
-Mouvements puissants ou intenses de courtes durées
-frapper une balle
-lever des altères
-100m sprint

Expériences sur une cellule de chaque type

Secousse :Les forces générées sont différentes (amplitude):
-Type S : 2g
-Type FR : 10g
-Type FF: 50g

Tétanos incomplet: (stimulations répétées avec relaxation incomplète)
-Type S: L’amplitude double progressivement et est maintenue constante à 4g par la suite
-Type FR : L’amplitude double rapidement puis diminue très légèrement
-Type FF : L’amplitude augmente de 50% et diminue un peu par la suite

Fatigue par tétanos complet (avec stimulation identique à chaque répétition)
-Type S : Réponse identiques
-Type FR : Diminution de l’amplitude et augmentation du temps de relaxation après 2min / Diminution nette de l’amplitude et augmentation de la relaxation après 5min
-Type FF : Diminution de l’amplitude après 30 secondes, très nette après 1minutes avec un prolongement significatif du temps de relaxation après 30 secondes

Force tétanique-Type S :
La force est toujours constante après 60minute
-Type FR : Diminution progressive de la force : plus que 10% après 50minutes
-Type FF : Très rapidement fatigué (diminution déjà après 25-30secondes et force casi nulle après 2 minutes)
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David
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MessageSujet: Re: Notes de cours   Lun 22 Mai à 12:33

IV.2 Muscle cardiaque

Repos : 70 battements / minute
Exercice : jusqu’à 220 battements par minutes

Chaque jour, au repos, il y a environ 100'000 battements.

Le cœur travaille tout le temps.

Dans le muscle cardiaque, on distingue 2 types de cellules :
-les cellules musculaires
-les cellules spécilisées (pacemaker, conduction)

Il n’y a pas d’axone dans le cœur, la transmission de l’influx se fait par des jonctions communicantes
Le contrôle se fait par le SNA

Les cellules musculaires cardiaques ont la particularité d’être plates (les cellules musculaires squelettiques sont cylindriques)
Il y a des disques intercalaires qui relient les cellules musculaires.
Ils contiennent les jonctions communicantes (GAP) qui permettent un couplage électrique et mécanique. On y trouve également des desmosomes qui permettent la cohésion du muscle cardiaque.

Il y a également un tubule T qui forme la diade avec une citerne terminale du réticulum sarcoplasmique.

Le muscle cardiaque contient beaucoup de mitonchondries.
Le muscle cardiaque a une grande dépendance à l’oxygène

Lors de la contraction (glissement actine-myosine), le couplage est identique à celui du muscle squelettique à quelques différences isoformes près.
Par contre, la régulation de la contraction est différente !


Jonctions communicantes

A l’intérieur du cœur, le stimulus est transmis d’une cellule à l’autre grâce à des jonctions communicantes (GAP). Il n’y a PAS DE NERFS !!!
Ces jonctions communicantes sont sensibles comme on l’a vu précédemment au :
-voltage
-calcium/calmoduline
-phosphorylation
-pH


Structure du cœur

Le cœur est formé de 2 parties.
Une partie droite qui reçoit le sang pauvre en oxygène provenant du corps et le propulse vers les poumons
Une partie gauche qui reçoit le sang riche en oxygène provenant des poumons et le propulse dans l’aorte.

Ces deux parties sont chacune composée de 2 chambres
-l’oreillette qui receptionne le sang et le transfère dans le ventricule
-le ventricule (chambre d’exulsion)

N.B. La partie gauche du cœur est bien entendu à droite sur un schéma !

Au niveau de l’oreillette droite se trouve le nœud sinu-atrial (SA).
C’est là que se trouvent les cellules du pacemaker qui sont à l’origine du potentiel d’action qui est propagé grâce à des jonctions GAP jusqu’au nœud atrioventriculaire.
Depuis le nœud atrioventriculaire, le potentiel d’action se propage le long du faisceau de His.
Le faisceau de His se divise en 2 : une branche se dirige vers le ventricule droit, l’autre se dirige vers la partie gauche du cœur. Cette dernière se divise à nouveau donnant une branche antérieure, et une branche postérieure.
Les terminaisons des faisceaux de His se font par des fibres de Purkinje à la manière d’une terminaison nerveuse.

Le potentiel d’action est différent selon les cellules.
Dans les cellules du pacemaker (nœud sinu-atrial : SA) et du nœud atrioventriculaire (AV), il n’y a pas de potentiel de repos, mais un prépotentiel.
Dans les branches du faisceau de His, le potentiel d’action dure plus longtemps.
Le potentiel d’action a une durée nettement plus courte au niveau du muscle de l’oreillette.

Vitesse de propagation du potentiel d’action
La vitesse de conduction varie également selon les cellules :
-0,05m/s au niveau du nœud sinu-atrial
-1m/s dans le chemin internodal
-0,05m/s au niveau du nœud atrio-ventriculaire
-1m/s au niveau des faisceaux de His
-4m/s dans le system de Purkinje

Le calcium au niveau du myocyte cardiaque
Le calcium est à l’origine de la contraction car il se fixe sur la troponine et permet le glissement actine-myosine de la même manière que dans le muscle squelettique.
Cependant sa régulation est tout à fait différente !

L’arrivée du potentiel d’action le long du tubule T agit sur des canaux calciques sensibles au voltage et provoque une CICR (calcium induced calcium release).
L’ouverture du canal calcique sensible au voltage provoque une entrée de calcium dans la cellule au niveau de la diade. Ce calcium se fixe sur les récepteurs à la ryanodine qui sont couplés à un canal calcique du réticulum sarcoplasmique. La fixation de Ca++ sur ces récepteurs provoque l’activation des canaux qui libèrent le calcium du réticulum sarcoplasmique dans le cytosol.
Cela provoque une augmentation de la [Ca]i qui peut se fixer sur la troponine et provoque la contraction.

Après la contraction, le myocyte doit rapidement faire diminuer la [Ca]i !
Pour cela, il emploie des échangeurs et des pompes :

2 échangeurs au niveau du sarcolemme :
-3Na+/Ca++
-Na+/proton

Et 3 pompes ATPase :
-PMCA
-Na+/K+ ATPase
-SERCA 2 (au niveau de la membrane du réticulum)

La mitochondrie joue également un petit rôle dans la régulation calcique en faisant entrer du calcium par des canaux calciques uniports.

Le repompage du Ca++ :
68% : SERCA 2
20% : échangeur 3Na+/Ca++
2% : PMCA et mitochondries

Les canaux calciques :
Les canaux calciques important au niveau du cœur sont :
-Type-L
-HCN (augmentation de l’activité par la cAMP)

On trouve aussi des canaux calcique de type-T

Type-T :
Tiny conductance : il est plus sensible au voltage que le Type-L et a une inactivation rapide

Type-L :
Long conductance : moins sensible au voltage (nécessite une plus grande dépolarisation pour être activé)
Inactivation lente

Le canal calcique de type-L est un complexe composé de 5 sous-unités : α1, α2, β, δ et γ
La sous-unité α1 est la sous-unité principale qui agit comme canal calcique.
Le canal calcique de type-L est associée à une AKAP (anchoring-kinase-A-protein) qui nécessaire pour l’ancrage de la kinase A qui module le canal par phosphorylation.
La sous-unité α1 a :
-4 segments sensibles au voltage
-un site d’activation
-un site d’inactivation
-des zones sensibles à la phosphorylation par la kinase A
-des sites spécifiques, chacun pour un antagonistes : 1) DHP (dihydropyridine) : nifédipine 2) BTZ (benzothiazépine) :diltiazen 3) PAA (phénylalkyline) :vérapamyl



Les différents effets qui peuvent agir sur le cœur :-effet chronotrope (+/-) : ↑↓ de la fréquence cardiaque
-effet dromotrope (+/-) : ↑↓ de la vitesse de conduction
-effet inotrope (+/-) : ↑↓ de la force de contraction
-effet lusitrope (+/-) : ↑↓ de la vitesse de relaxation

Les cellules du pacemaker et du nœud sinu-atrial :

Caractéristiques :
1) automatisme et rythmicité
2) potentiel de membrane instable

Au niveau du pacemaker et du nœud sinu-atrial, il n’y a pas de potentiel de repos, mais un prépotentiel.
Autre caractéristique, le potentiel d’action est du à une entrée de calcium et PAS de sodium comme dans le système nerveux !

Le potentiel d’action est du à l’ouverture des canaux calcique de type-L (courant entrant)
Le potentiel d’action dure environ 100 millisecondes

Une dérive du potentiel (légère dépolarisation) précède le potentiel d’action. Cette phase est appelée prépotentiel et dure environ 250 millisecondes.
Le prépotentiel est du à :

1) L’ouverture des canaux if (funny current) Ce sont des HCN qui sont canaux Na+/K+.
Ils se ferment lors d’une dépolarisation (potentiel d’action) et s’ouvrent lors d’une hyperpolarisation (après le potentiel d’action)
Ils sont les principaux responsables du prépotentiel

2) L’ouverture des canaux calcique de type-T

3) La fermeture de canaux potassiques delayed rectifier (courant sortant diminué effet dépolarisant)

Il y a également un canal potassique dépendant de l’Acétylcholine qui ne joue pas un grand rôle et bien sûr des pompes Na+/K+ ATPase qui permettent de rétablir les gradients.

Le contrôle de la fréquence se fait essentiellement par le contrôle de la pente du prépotentiel.
Si la pente est augmentée, on observe un effet chronotrope positif.


Effet du système sympathique et parasympathique sur la fréquence cardiaque :

La noradrénaline du système sympathique se fixe sur le récepteur adrénergique β1, ce qui active une protéine G et conduit à une augmentation de la [cAMP]
La cAMP a un effet stimulateur sur les HCN qui sont les principaux responsables du prépotentiel. La durée du prépotentiel diminue.
La Noradrénaline a donc un effet chronotrope positif !

A l’inverse, l’ACh du système parasympathique agit sur les récepteurs muscariniques M2, qui agit sur une protéine G et conduit à une diminution de la [cAMP]
Les canaux HCN sont donc moins activés étant donné qu’il y a moins de cAMP et la durée du prépotentiel augmente.
L’ACh a donc un effet chronotrope négatif !
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David
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MessageSujet: Re: Notes de cours   Jeu 25 Mai à 18:26

L’effet chronotrope négatif
L’effet chronotrope peut être causé de 3 manière :
1) Par une diminution de la pente du prépotentiel (par ex. avec un courent hyperpolarisant (KACh, GIRK) ralentissant la dépolarisation progressive)
2) Par un hyperpolarisation diastolique (hyperpolarisation plus prononcée après le potentiel d’action, donc avant le prépotentiel)
3) Une augmentation du seuil déclanchant le potentiel d’action

La stimulation vagale (parasympathique)
-De l’acétylcholine se fixe sur un récepteur muscarinique M2.
-La fixation d’ACh provoque un changement des protéines G (α,β,γ) couplées au récepteur.
- γ active un canal potassique qu’on appelle KACh ou GIRK (G.protein-Inward-Rectifier K+)
 l’ouverture du canal GIRK (KACh) tend à hyperpolariser, ce qui diminue la pente du prépotentiel
 effet chronotrope négatif !

Influences du SNV sympathique et parasympathique sur le cœur et les vaisseaux sanguins

Parasympathique :
La terminaison nerveuse libère de l’ACh

1a) Cet ACh se fixe sur les récepteurs M2 au niveau du cœur, et provoque un effet chronotrope négatif, dromotrope négatif et probablement aussi inotrope négatif

1b) L’ACh peut également se fixer sur des récepteurs M2 au niveau de la terminaison nerveuse sympathique et avoir un effet inhibiteur provoquant également ces effets chronotrope négatif, dromotrope négatif et inotrope négatif

2) Au niveau des vaisseaux sanguins, l’ACh se fixe également sur des récepeurs M2 et a un effet vasodilatateur.

Sympathique :
La terminaison nerveuse libère de la Noradrénaline (NE)

1a) La NE se fixe sur les récepteur α1, β1 et β2 (essentiellement β) et provoque un effet chronotrope positif, dromotrope positif et inotrope positif

1b) La NE peut aussi se fixer sur des recepteurs α2 sur la terminaison même et provoquer un effet inhibiteur sur la sécrétion de NE (effet autorégulateur)

2a) Au niveau des vaisseaux sanguins, la NE se fixe sur des récepteurs α1 et α2 provoquant un effet vasoconstricteur mais peut aussi se fixer sur des récepteurs β2 et provoquer un effet vasodilatateur

2b) La NE a un effet autorégulateur sur la terminaison en se fixant sur des recepteur α2 elle l’inhibe et sur des récepteurs β2, elle la stimule


Le potentiel d’action au niveau des cellules musculaires
Contrairement aux des cellules du pacemaker (nœud sinu-atrial SA) et du nœud atrio-ventriculaire (AV), le potentiel de repos est STABLE.
Le potentiel d’action suit une courbe particulière avec une dépolarisation très rapide, puis une repolarisation rapide mais faible, suivie d’un plateau très long (250ms) et d’un repolarisation permettant le retour au repos.

On distingue donc 5 phases :
-Phase 0 : dépolarisation rapide
-Phase 1 : repolarisation rapide, mais partielle (forme une pointe au début de la courbe)
-Phase 2 : plateau de 250miliseconde (très long)
-Phase 3 : repolarisation
-Phase 4 : retour au potentiel de repos

Les canaux ionique impliqués

Il y a 4 canaux avec un courent entrant dépolarisant :
1) Canal Na+ : responsable de la dépolarisation rapide
2) Canal Ca2+ type-L : maintient la dépolarisation lors de la phase de plateau
3) Canal Ca2+ type-T : s’ouvre lors de la dépolarisation rapide (influence mineure)
4) if : Funny (Na+/K+) : se ferme lors de la dépolarisation rapide, puis s’ouvre progressivement jusqu’au prochain potentiel d’action (influence mineure)

L’échangeur 3Na+/Ca2+ a également un effet dépolarisant lors du potentiel d’action. Lors du potentiel de repos, il fonctionne dans le sens inverse et a un effet hyperpolarisant.

Il y a 4 canaux avec un courent sortant hyperpolarisant :
1) Canal potassique Transient Outward (ito) : Il s’ouvre durant un court laps de temps directement après la dépolarisation rapide.
 responsable de la repolarisation rapide et donc de la pointe avec le iKr
2) Canal potassique Outward Rectifier rapide (iKr) : Il s’ouvre directement après la dépolarisation rapide.
Il a une conductance plus faible durant le plateau puis une augmentation de la conductance qui cause la repolarisation et le retour au potentiel de repos
 responsable de la repolarisation rapide et donc de la pointe avec le ito.
 responsable de la repolarisation et du retour au potentiel de repos avec le canal Outward Rectifier Slow (iKs)
3) Canal potassique Outward Rectifier Slow (iKs) : il s’ouvre progressivement après la dépolarisation rapide pour atteindre sa conductance à la fin de la phase de plateau
 responsable de la repolarisation et du retour au potentiel de repos avec le canal Outward Rectifier rapide
4) Canal potassique Inward Rectifier (iKir ou iK1) : Ouvert lors du potentiel de repos et fermé durant le potentiel d’action
 maintient la polarisation de la membrane lors du potentiel de repos

La pompe Na/K ATPase est active tout le temps et permet de maintenir les gradients mais n’a pas d’influence au niveau des courants ioniques


Activité des canaux en fonction des phases :

Phase 0 : dépolarisation rapide :
1) Canal Na+ (responsable principal)
2) Canal Ca++ type-T (rôle mineur)

Phase 1 : repolarisation rapide (pointe)
1) K+ Transient Outward : ito
2) K+ Outward Rectifier : iKr

Phase 2 : plateau :
1) K+ Outward Rectifier : iKr
2) K+ Outward Rectifier slow : iKs
3) Ca++ type-L (dépol)

Phase 3 : repolarisation :
1) K+ Outward Rectifier : iKr
2) K+ Outward Rectifier slow : iKs

Phase 4 : potentiel de repos:
1) K+ Inward Rectifier : iKir

Comme pour les neurones, il y a une période réfractaire absolue et une période réfractaire relative.
La période réfractaire absolue est très longue : 250msec ! (depuis le déclanchement du potentiel d’action jusqu’au début de la 3e phase (repolarisation)
La période réfractaire relative suit la période réfractaire absolue et dure 50msec (jusqu’au retour au potentiel de repos


La réponse mécanique au potentiel d’action

La contraction est progressive et symétrique. Elle atteint son max après 150msec.
La contraction maximale a lieu pendant la phase de plateau et donc pendant la période réfractaire absolue.
Le muscle cardiaque n’est donc PAS tétanisable !
La période réfractaire est une période vulnérable. Un potentiel d’action durant cette période cause en effet une arythmie cardiaque


Régulation de la Ca++ ATPase (SERCA2)

Le phospholamban (PL : 22kDa) , selon son état de phosphorylation, régule l’activité de la SERCA2 (100kDa)

Au repos, le PL n’est pas phosphorylé et est associé à la pompe SERCA 2. La pompe a une affinité plus faible pour le Ca++.
La pompe SERCA 2 a un Km élevé et une Vmax faible.

A une fréquence cardiaque rapide, le phospholamban est phosphorylé par une protéine kinase, et augmente l’activité au Ca++ de la pompe SERCA 2.
La protéine kinase est activée par la cAMP qui est produite par l’adényl cyclase (AC)
La pompe SERCA 2 a un Km faible et une Vmax élevée ce qui permet d’éviter une accumulation de calcium lors d’une accélération de la fréquence.

L’activation β-adrénergique
L’activation β a un effet inotrope, lusitrope et chronotrope positif !
La fixation d’adrénaline ou de noradrénaline (du SNV sympathique) sur un récepteur β provoque un changement de conformation des protéines G. La protéine G α stimule l’AD (adényl cyclase), ce qui provoque une augmentation de la production de cAMP.
La cAMP active la PKA (protein kinase A) qui a 3 effets :
1) Phosphoryle le PL (phospholamban) , ce qui augmente l’efficacité de la SERCA 2 et diminue la [Ca]i et diminue la durée de la systole (effet lusitrope et chronotrope positif : accélère la relaxation et le rythme cardiaque)
2) Phosphoryle la cTnI (troponine) et diminue son affinité au calcium (lusitrope +)
3) S’ancre sur l’AKAP (anchoring-kinase-A-protein) des canaux calciques de tpye-L et les phosphoryle, ce qui les maintient ouvert plus longtemps (inotrope +)

L’ACh du SNV parasympathique a exactement l’effet inverse en se fixant sur les récepteurs muscariniques M2, car cela inhibe l’adényl cyclase, ce qui diminue la [cAMP] et donc diminue l’activité de la PKA

La régulation α-adrénergique
La stimulation α a un effet inotrope positif ! (force de contraction)
La noradrénaline se fixe sur le récepteur α1. Cela provoque un changement de conformation des protéines G couplées. Elles stimulent la phospholipase C (PLC) qui forme 2 produits de dégradation :

1) L’inositol-triphosphate (IP3) qui agit sur des récepteurs dans le RE, ce qui provoque la libération de Ca2+ depuis le RE vers le cytoplasme.
Le calcium s’associe à la calmoduline (CaM) qui active une kinase dépendante de la calmoduline (CaMK)
Cette CaMK a un rôle régulateur dans le noyau pour la transcription et l’hypertrophie

2) Le diacylglycérol (DAG) qui active la protéine kinase C (PKC)
La PKC active les échangeurs Na+/H+ et Ca++/3Na++ (calcium entrant)
 Le Na+/H+ provoque une augmentation du pH, ce qui provoque un effet important sur les myofibrilles en augmentant leur sensibilité au Ca++.
Cela augmente la force de contraction


Comparaison de l’effet inotrope α et β
En utilisant du bupranolol (antagoniste du récepteur β adrénergique) on peut mesurer l’effet inotrope α.

On stimule avec de la phényléphrine qui agit seulement sur les récepteurs α
On remarque que la stimulation α provoque une augmentation de la force liée à une augmentation de la [Ca++]

En ajoutant une grande quantité d’isoprénol pour débloquer les récepteurs β, on constate que la stimulation β a une augmentation supplémentaire de la force et une augmentation de la vitesse de développement de la force.
Ceci est du à une augmentation considérable de la [Ca++]
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David
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MessageSujet: Re: Notes de cours   Jeu 25 Mai à 18:26

IV.1 Muscle lisse

Le muscle lisse n’est pas sous contrôle volontaire.
Il est innervé par le SNV sympathique et parasympathique
Sa contraction (2-4x) est nettement supérieure à celle du muscle strié (25-35%). Cela est du au fait que l’actine est liée à la membrane via l’α-actinine, elle-même attachée au corps denses présents dans la membrane

On distingue 2 type de musculature lisse :
1) La musculature lisse unitaire : p.ex : les viscères, l’intestin, l’utérus
2) La musculature lisse multi-unitaire : p.ex : l’iris

Le muscle lisse unitaire ou viscéral se présente sous forme de grand feuillets avec des jonctions communicantes reliant chaque cellule formant ainsi une forme de syncytium.
Le muscle lisse multiunitaire est composé d’unités individuelles non reliées par des ponts. On le trouve notamment dans l’iris ou une contraction finement graduée est nécessaire.

Caractéristique de la contraction
Au niveau du muscle lisse, la contraction est différente de celle du muscle strié.
Le réticulum sarcoplasmique est très peu développé.
La contraction se fait aussi par un glissement de l’actine sur la myosine, mais avec des isoformes différents. Il n’y a PAS de troponine
Le déclanchement et la régulation de la contraction sont différentes :

1) Par des ponts verrouillés qui consomment moins d’énergie que les ponts transverses
 coût énergétique de la contraction plus faible

2) Le potentiel d’action est calcique et pas sodique
Densité des canaux Ca++ sensible au voltage bcp plus importante que dans le muscle strié
Densité des canaux Na++ sensible au voltage bcp plus faible que dans le muscle strié.
 le potentiel d’action calcique est LENT car l’ouverture des canaux Cav est beaucoup plus lente que les Nav

3) La contraction est beaucoup plus lente : 100 à 1000 fois plus lente que dans le muscle strié.

4) La tension est fonction de la [Ca]i

5) La contraction est prolongée (contracture) : tonus du à une certaine [Ca++]i causant une contraction tétaniforme


La contraction est liée à [Ca]i. L’augmentation de Calcium est du à l’ouverture de canaux calciques type-L de la membrane cellulaire.
Le calcium peut aussi entrer par des canaux calcique liés à un récepteurs purinergique (ATP) ou par des canaux calciques sensibles à l’étirement.
Une faible proportion provient du réticulum sarcoplasmique qui est peu développé. Celui-ci contient :
1) Des canaux calciques avec récepteurs IP3
(90% de la conductance calcique depuis le réticulum)
L’IP3 est le un des produits de désintégration de la PLC (phospholipase C) qui est stimulée par la fixation d’ACh sur les récepteurs muscariniques M3 et M4 et de NE sur les récepteurs adrénergique α1 (aussi l’angiotensine2 : ATII)

2) Des canaux calcique avec des récepteurs ryanodine (RyR) comme dans le muscle cardiaque (seulement 10% de la conductance calcique depuis le réticulum)
La fixation d’ACh sur les récepteurs muscariniques M2 et de NE sur les adrénergiques α2 inhibe la production de cAMP par l’adényl cyclase (AC), ce inhibe l’activité de la protéine kinase A (PKA)
Au repos, la PKA phosphoryle la MLCK ce qui l’inactive, l’action des récepteurs M2 et α2 empêche cela.
Le calcium intracellulaire s’associe à la calmoduline qui peut activer la MLCK (myosine light chain kinase qui n’est donc pas phosphorylée)
La MLCK phosphoryle la chaine légère de la myosine, ce qui stimule l’activité ATPasique de la myosine et provoque la contraction.

Caractéristiques de la relaxation
Reprise du Ca++ par des Calcium ATPase situées dans la membrane cellulaire et la membrane sarcoplasmique
La pompe Ca++ ATPase du muscle lisse est plus lente que dans le muscle strié
Il est intéressant de remarquer que la cAMP joue un rôle dans la relaxation du muscle lisse alors qu’elle est à l’origine d’une augmentation de la force des contractions au niveau du muscle cardiaque,

1) La MLCP (myosin light chain phosphatase) déphosphoryle la myosine

2) Le calcium est dissocié de la calmoduline, puis repompé grâce à des Ca++ ATPase (stimulée par la cGMP) et des échangeurs 3Na+/Ca++ sur la membrane et la pompe SERCA du réticulum.

3) la fixation de NE sur les récepteurs β2, d’adénosine sur les récepteurs A2 et de VIP (vasoactif intestinal peptide) provoque une stimulation de l’adényl cyclase et une augmentation de la production de cAMP qui stimule la protéine kinase A (PKA)
La PKA phosphoryle la MLCK et empêche son association avec la calmoduline

4) Le NO (monoxyde d’azote) active une guanyl cyclase qui augmente la production de cGMP qui active la protéine kinase G (PKG) et stimule la Ca++ ATPase de la membrane cellulaire.
 La PKG active des canaux potassiques qui hyperpolarisent la membrane
 La PKG phosphoryle le phospholamban qui s’associe à la pompe SERCA et augmente son activité de repompage du calcium dans le réticulum.

5) La pompe Na+/K+ ATPase rétablit le gradient sodique et potassique.

Influx influençant l’activité contractile du muscle lisse
1) L’activité électrique spontanée dans la membrane plasmique du muscle lisse
 l’activité myogène

2) Les neurotransmetteurs libérés par les neurones autonomes
 activité neurogène

3) Des hormones

4) Des modifications produites localement de la composition chimique (paracrines, acidité, oxygène, osmolarité, concentration ioniques) du liquide extracellulaire qui entoure une fibre musculaire lisse.

5) L’étirement des fibres musculaires lisses (du à des canaux sensibles à l’étirement présent sur la membrane)


Le muscle lisse peut être activé de 3 manières
1) Avec un potentiel d’action
2) Sans potentiel d’action mais avec des variations du potentiel membranaire à cause de récepteurs canaux cationiques non-sélectifs provoquant une dépolarisation lente.
3) Sans potentiel d’action et sans variation du potentiel membranaire grâce à des récepteurs agonistes (couplage pharmacomécanique via IP3 et DAG libérés grâce à la fixation d’angiotensine sur un récepteur, d’ACh sur M2, M3 ou de NE sur α1.

Une libération d’ACh entraine une augmentation de la fréquence des potentiel excitateurs et donc une augmentation de la contraction qui est tétaniforme.
La NE a l'effet inverse et a plutôt tendance à relaxer le muscle lisse

Activité électrique et mécanique
On distingue 2 types de potentiel d’action :
1) en pointe (soit isolé ou soit en bouffée) 10-50msec
2) en plateau -> 300msec

Le muscle lisse a un potentiel de membrane instable et des contractions régulières constantes, indépendantes de l’innervation (l’activité myogène)
L’innervation des 2 SNV ne sert qu’à augmenter ou diminuer l’activité ! (activité neurogène)

Ondes lentes :
Dans l’antre gastrique, le potentiel de membrane suit une dépolarisation lente jusqu’à un certain seuil, puis un plateau avec une bouffée de potentiel d’action se succédant et enfin suit une repolarisation lente. Puis le cycle recommence. Une cycle dure 10 secondes !
La contraction se fait par ondes lentes suivant une courbe sinusoïdale. Par rapport au potentiel de membrane, la contraction est minimale au début de la bouffée de potentiel d’action et maximale lorsqu’il y a repolarisation.

Les ondes lentes sont aussi appelés ‘slow waves’ ou ‘pacemaker waves’
Elles sont différentes du potentiel d’action.
Il y a 2 hypothèses qui les expliqueraient :
1) La fluctuation des conductances ioniques qui cause des variations du potentiel de membrane
2) La fluctuation de la [ATP]i qui peut modifier l’activité des pompes Na+/K+ ATPases (ex : intestins, uretère, organes tubulaires)

Rythme myogène (exemple avec le Tenia coli)
Le rythme myogène est caractérisé par une succession de potentiel de d’action qu’on appelle une bouffée. Cette bouffée dure 1 minutes, puis suit un phase de repos de 30 sec.
La contraction qui est générée se fait par vague avec un plateau (contracture)

Plasticité : viscoélasticité
La plasticité est une particularité du muscle lisse. Elle n’existe pas dans le muscle squelettique.
Lorsqu’on étire une cellule musculaire lisse, cela cause une augmentation de la fréquence des potentiels d’action du à des canaux calciques sensibles à l’étirement et donc une augmentation de la force de contraction.
Cependant, si on garde le muscle étiré à cette longueur, la tension diminue graduellement et retrouve son activité normale.
Un exemple caractéristique est la vessie.
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MessageSujet: Re: Notes de cours   Jeu 25 Mai à 18:31

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