Comment les muscles squelettiques sont-ils stimulés à se contracter ?

Les muscles squelettiques sont stimulés à se contracter par un processus appelé couplage excitation-contraction, qui est une série d'événements qui relient l'arrivée d'un signal électrique à la jonction neuromusculaire à la génération de force dans la fibre musculaire. Voici un aperçu des étapes impliquées :

1. Potentiel d'action : Lorsqu’un motoneurone est stimulé, il génère un potentiel d’action, qui est une impulsion électrique qui se propage le long de son axone.

2. Jonction neuromusculaire : Le potentiel d’action atteint la jonction neuromusculaire, qui est la synapse entre le motoneurone et la fibre musculaire.

3. Libération de neurotransmetteur : À la jonction neuromusculaire, le motoneurone libère un neurotransmetteur appelé acétylcholine (ACh) dans la fente synaptique, l'espace entre le neurone et la fibre musculaire.

4. Liaison de l'ACh aux récepteurs : L'acétylcholine se lie à des récepteurs spécifiques de la membrane des cellules musculaires, appelés récepteurs nicotiniques de l'acétylcholine. Cette liaison provoque l’ouverture des récepteurs et permet aux ions sodium (Na+) de pénétrer dans la cellule musculaire.

5. Dépolarisation : L’afflux d’ions sodium entraîne une dépolarisation de la membrane des cellules musculaires, ce qui signifie que l’intérieur de la cellule devient plus positif par rapport à l’extérieur.

6. Couplage excitation-contraction : La dépolarisation de la membrane des cellules musculaires déclenche un couplage excitation-contraction. Ce processus implique la libération d'ions calcium (Ca2+) du réticulum sarcoplasmique, la réserve interne de calcium des cellules musculaires.

7. Liaison du calcium : Les ions calcium se lient aux récepteurs situés à la surface du réticulum sarcoplasmique, provoquant des changements de conformation qui entraînent la libération d'un plus grand nombre d'ions calcium dans le cytoplasme des cellules musculaires.

8. Libération de calcium induite par le calcium : La libération initiale d'ions calcium déclenche un processus appelé libération de calcium induite par le calcium, dans lequel les ions calcium se lient aux récepteurs situés à la surface du réticulum sarcoplasmique, conduisant à la libération d'encore plus d'ions calcium, amplifiant ainsi le signal calcique.

9. Calcium et troponine : L'augmentation des taux de calcium dans le cytoplasme se lie à une protéine appelée troponine, qui fait partie du complexe troponine-tropomyosine. Cette liaison provoque des changements conformationnels qui exposent les sites de liaison à la myosine sur les filaments d'actine.

10. Formation Cross-Bridge : Les sites de liaison à la myosine exposés sur les filaments d'actine permettent la formation de ponts croisés entre les filaments épais (myosine) et les filaments fins (actine) au sein de la cellule musculaire.

11. Contraction musculaire : La formation de ponts croisés déclenche le mouvement puissant du cycle de contraction musculaire, où les têtes de myosine se lient aux filaments d'actine, pivotent et tirent les minces filaments vers le centre du sarcomère, l'unité de base de la contraction musculaire. Ce glissement des filaments provoque le raccourcissement du muscle et génère de la force.

La stimulation continue du muscle par le motoneurone et la libération ultérieure d'ions calcium maintiennent la formation de ponts croisés et le glissement des filaments, entraînant une contraction musculaire soutenue. Lorsque le motoneurone cesse de fonctionner, les ions calcium sont renvoyés dans le réticulum sarcoplasmique, les ponts transversaux se détachent et le muscle se détend.

Cette séquence d'événements assure un contrôle et une coordination précis des contractions des muscles squelettiques, permettant divers mouvements et actions du corps humain.