Que se passe-t-il lorsqu'un muscle se contracte ?

La contraction musculaire est le processus par lequel les cellules musculaires se raccourcissent, générant ainsi force et mouvement. Cela implique une série complexe d’événements se produisant aux niveaux moléculaire et cellulaire. Voici un aperçu général de ce qui se passe lorsqu’un muscle se contracte :

1. Potentiel d'action :

- Lorsqu'un muscle reçoit un signal du système nerveux, une impulsion électrique appelée potentiel d'action est générée.

- Le potentiel d'action se propage le long de la membrane superficielle de la fibre musculaire, provoquant sa dépolarisation.

2. Libération de calcium :

- La dépolarisation de la membrane des fibres musculaires déclenche la libération d'ions calcium (Ca2+) du réticulum sarcoplasmique (SR), qui est la réserve interne de calcium de la cellule musculaire.

3. Interaction calcium-troponine :

- Les ions calcium se lient à la troponine, une protéine régulatrice située sur les fins filaments (filaments d'actine) de la fibre musculaire.

4. Interaction myosine-actine :

- La liaison du calcium à la troponine provoque un changement de conformation qui expose un site de liaison sur l'actine pour la tête de la myosine, une protéine motrice.

- Les têtes de myosine se lient au site de liaison exposé sur l'actine, formant des ponts croisés entre les filaments épais (filaments de myosine) et les filaments fins.

5. Coup de puissance :

- Les têtes de myosine subissent un changement de conformation, qui génère une force en tirant les minces filaments vers le centre du sarcomère (l'unité répétitive de la fibre musculaire).

- Ce glissement des filaments fins devant les filaments épais provoque une contraction musculaire.

6. Hydrolyse de l'ATP :

- L'énergie nécessaire à la course motrice provient de l'hydrolyse de l'adénosine triphosphate (ATP) par la myosine.

- Chaque tête de myosine contient une enzyme ATPase qui décompose l'ATP en adénosine diphosphate (ADP) et en phosphate inorganique (Pi), libérant ainsi de l'énergie.

7. Relaxation musculaire :

- Lorsque le stimulus électrique se termine, les ions calcium sont réinjectés dans le SR par des pompes à calcium.

- À mesure que les niveaux de calcium diminuent, le complexe troponine-tropomyosine revient à sa position initiale, bloquant le site de liaison de l'actine.

- Les têtes de myosine se détachent de l'actine et la fibre musculaire se détend.

La contraction et la relaxation coordonnées des fibres musculaires permettent le mouvement, y compris les contractions des muscles squelettiques pour les mouvements volontaires, les contractions du muscle cardiaque pour la fonction cardiaque et les contractions des muscles lisses pour les mouvements involontaires tels que la digestion et la régulation des vaisseaux sanguins.