Le système locomoteur .pdf
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L2-‐Pharmacie Endocrinologie
22/04/2014-‐Pr Fréret
Groupe 32 : Nina&Emma
N°6
SOMMAIRE
II. Le système articulaire
1) Nomenclature
2) Classification fonctionnelle (en fonction de
la mobilité)
III. Le système musculaire
1) Généralité
2) Tissu musculaire squelettique
1
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Groupe 32 : Nina&Emma
N°6
II. Le système articulaire
Organe d'union de 2 ou plusieurs pièces osseuses permettant la liaison et la mobilité entre
ces pièces.
1) Nomenclature
Articulations synoviales +++
• les plus présentes au niveau du système articulaire
• les os sont unis au travers d'une cavité dans laquelle baigne le liquide synovial
• elles permettent une grande liberté de mouvement
• elles se situent au niveau des membres supérieurs, des membres inférieurs (genou,
cheville), des vertèbres, de la cage thoracique.
Articulations cartilagineuses
La jonction se fait par du cartilage pouvant être classifié en 2 familles :
• Symphyses : recouverts de cartilage hyalin soudé à des coussinets ou disques
fibrocartilagineux qui permettent une mobilité réduite par rapport aux articulations
synoviales mais allient force et flexibilité. Retrouvés au niveau du sacrum et des os
iliaques
• Synchondroses : lame de cartilage hyalin qui met les os en contact, et cartilage de
conjugaison entre épiphyse et diaphyse. Ce sont des articulations temporaires
présentes au cours de l’adolescence, au cours du développement → pic de croissance
entre 10 et 14 ans. On ne les retrouve pas à l'âge adulte.
Articulations fibreuses
Liaison par un tissu fibreux (pas de cavité ni de cartilage), semi mobiles :
• Syndesmoses : la liaison se fait par un ligament ou une membrane interosseuse
• Gomphoses : ligament périodontique
• Sutures : os du crâne → mobilité quasi nulle
2) Classification fonctionnelle (en fonction de la mobilité) :
•
•
•
Synarthroses : aucune mobilité, articulation fibreuse type suture (crâne)
Amphiarthrose : mobilité restreinte → colonne vertébrale : vertèbres réunies par
disques vertébraux
Diarthroses +++ : grande mobilité au niveau des membres inférieur et supérieur,
articulations synoviales essentiellement
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III. Le système musculaire
1) Généralité
Trois types de tissu musculaire :
• Strié squelettique
• Strié cardiaque : syncitium en forme de y reliées les unes aux autres. Il fait la liaison
entre le muscle strié squelettique et le muscle lisse
• Lisse
Point commun entre ces 3 types de tissu musculaire : tous composés de cellules excitables,
contractiles, extensibles et élastiques.
→ cellules musculaires = myocytes = fibres musculaires (unité structurelle et fonctionnelle
du muscle)
Squelettique
Cardiaque
Lisse
Où ?
Recouvre
osseux
Cœur
Parois
des
organes
viscéraux et des organes
des voies respiratoires
Strié ?
Oui
Oui
Non
Volontaire/
involontaire ?
Volontaire
Involontaire
Involontaire
Contraction
Contraction rapide mais
fatigable (moins riche en
mitochondries que les
fibres cardiaques ou lisses)
Contraction à rythme
relativement constant
Contraction lente et
continue (ne se fatigue
pas)
le
squelette
3
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N°6
l. musculaires
2) Tissu musculaire squelettique
arges)
tre du
II. Le système musculaire
2) Tissu musculaire squelettique :
Mouvements volontaires
• Mouvement volontaire
muscle
• Plus de 620 muscles squelettiques → 250 millions de cellules musculaires
Plus de 620 muscles squelettiques 250 millions de Cell. musculaires
• environ 40% du poids corporel (soit environ 30 Kg chez l'adulte), un peu moins de
~ 40%
du poids (soit ~30 kg chez adulte)
40% chez
la femme
• Souvent pairs et symétriques
Souvent pairs & symétriques
• Relié au squelette par des tendons (étroits) ou aponévroses (larges)
• Particularité par rapport au muscle strié cardiaque (syncitium) : les fibres musculaires
Relié
au squelette par tendons (étroits) ou aponévroses (larges)
partent d'une extrémité pour aller à l'autre extrémité, elles font toutes la longueur
du muscle
• Partie charnue du muscle située entre les 2 tendons = ventre du muscle
Partie charnue du muscle située entre les 2 tendons = ventre du muscle
• En général, 2 points d’attaches :
o l’un à l’os immobile =
origine
En général,
2 points d’attaches :
o l’autre à l’os mobile =
l’uninsertion
à l’os immobile = origine
l’autre à l’os mobile = insertion
→ permet, lorsque les fibres musculaires se contractent, de réduire les deux extrémités et
de faire basculer la partie mobile sur la partie immobile
Rôles fonctionnels multiples
1. Mouvements / locomotion
2. Maintien postural ou le changement de posture
3. Stabilisation des articulations
4. Thermorégulation : frissons = contractions à haute fréquence des muscles striés
squelettiques → réchauffement de la température corporelle
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II. Le système musculaire
Formes
multiples:
Formes multiples
Fusiforme
Penné
Segmenté
Plat
Circulaire
Fusiforme : classique, le long des os long
Circulaire : pour la formation de sphincters striés squelettiques (cf système tégumentaire : le
contrôle anal)
Organisation anatomique
Muscle (organe)
• chaque muscle est indépendant en terme de vascularisation et d'innervation desservi
par une artère et une ou plusieurs veines
Faisceau (groupe de cellules)
• regroupement de myocites
Fibre musculaire (cellule)
→ Chaque fibre musculaire squelettique est dotée d’une seule terminaison nerveuse ou
jonction neuromusculaire placée à peu près en son milieu.
→ Un motoneurone établit un contact avec plusieurs fibres musculaires (= unité motrice)
mais toutes les fibres d’une même unité motrice sont simultanément au repos ou en activité
(différence avec muscle strié cardiaque)
• cellules musculaires allongées
• multinuclées (contrairement aux fibres musculaires lisses) noyau central
• de très grande taille (diamètre entre 10 et 100 micromètres et longueur de qqs mm à
qqs cm → dépend essentiellement de la taille du muscle)
• s’étendent en général sur toute la longueur du muscle d’un tendon à l’autre
Myofibrille (organite)
• composée de plusieurs sarcomères entreposés de façon successives l'une à côté de
l'autre
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II. Le système musculaire
Sarcomère (section d'organite)
• composé de myofilaments permettant les délimitations de zones sombres et de
zones claires qui donnent l'aspect strié en microscopie optique
Myofilament (molécule protéique)
les)
anite)
rotéique)
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Anatomie microscopique de la fibre musculaire :
Le sarcolemne :
• Membrane plasmique de la fibre musculaire
• Fusionne en périphérie avec le tendon à chaque extrémité
• Riche en glycoprotéine et en réticuline
Le sarcoplasme :
• Cytoplasme de la fibre musculaire
• Plus riche en mitochondries qu'un type cellulaire classique car les fibres musculaires
sont les cellules qui consomment le plus d'énergie avec les neurones au sein de
l'organisme. A la différence des neurones, ces fibres peuvent faire des réserves
d'énergie : glycogène et myoglobine
• Contient des protéines, des minéraux, de nombreux noyaux et des mitochondries
• Présence de glycogène et de myoglobine → myofibrille
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Les tubules transverses (système T) :
• Invagination de la membrane plasmique à l’intérieur du sarcoplasme
• 2 tubules transverses par sarcomère
• Voie de communication interne pour l’oxygène, le glucose et les ions
• Rôle : apporter du Ca2 intracellulaire pour permettre un contraction plus rapide de
II. Le système musculaire
l’ensemble des fibre (++ celles situées au cœur)
ème T)
smique
mère
erne pour
II. Le système musculaire
me T)
mique
re
ne pour
Tubule T
Le réticulum sarcoplasmique :
• Réseau de tubules longitudinaux : c’est ce maillage qui permet la libération du Ca2+
intracellulaire
• Tubule
Est parallèle
T aux myofibrilles
• S’accole aux tubules transverses
• Lieu de stockage du Ca2+
Organisation en triade : 1 tubule transverse est associé à 2 citernes.
à 2 citernes
Reticulum sarcoplasmique (riche en Ca++)
2 citernes
Reticulum sarcoplasmique (riche en Ca++)
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II. Le système musculaire
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Chaque fibre musculaire comporte un grand nombre de myofibrilles ...
Les myofibrilles :
• Elément contractile
• 80% du volume de la fibre musculaire = élément constitutif majeur de la fibre
musculaire
• Sont composées de myofilaments
de la fibre musculaire :
orte un grand nombre de myofibrilles…
a fibre
aments
La myofibrille est une juxtaposition de sarcomère dont on distingue différentes stries :
• Strie A : filaments épais de myosine + des parties des filaments fins d’actine
• Strie I : uniquement des filaments fins d’actine
• Strie H : uniquement des filaments épais de myosine (partie centrale du sarcomère)
• Strie M : molécules protéiques reliant les filaments épais adjacents
• Strie Z : molécules protéiques reliant les filaments fins adjacents
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II. Le système musculaire
H
Z
M
Bande A
Bande I
Sarcomère = zone comprise II.
entre
stries Z
Le2 système
Myofibrille : juxtaposition de sarcomère
La myosine :
Strie A :dfilaments
myosine + des parties des filaments fins d’actine
• myosine
1500 filaments
e myosine épais
par mde
yofibrille
La
• Environ Strie
200 m
de myosine
par filaments
I :olécules
uniquement
des filaments
fins d’actine
• Composée
d
e
2
f
ilaments
p
rotéiques
e
ntrelacés
Strie H : uniquement des filaments épais de myosine
filaments de myosine
/ myofibrille
• 1500
2 têtes globuleuses à l’extrémité
(1 tête par filament protéique) qui s’accrochent sur
Strie M : molécules protéiques reliant les filaments épais adjacents
les filaments épais d’actine
~ 200 molécules
de myosine
/reliant
filament
Z : molécules
protéiques
les filaments fins adjacents
• Queues Strie
pointent
vers la strie
M
musc
Composée
deux
filaments
protéiques
entrelacés
Tête ou pont dde
’union
s’étendent
vers les
filaments d’actine
2 têtes globuleuses à l’extrémité (1 tête par filament protéique)
Les têtes des molécules de myosines :
pointent
la strie
M
• Queues
comportent
des sites dvers
e liaison
aux filaments
d’actine et de l’ATP
• Têtes
contiennent
des
enzymes
ATPases
qui
dissocient
l’ATP
ce qui permet
de faire
ou ponts d’union s’étendent vers les
filaments
d’actine
•
avancer le filament fin sur le filament épais et de réduire la taille sur sarcomère
Les têtes des molécules de myosine:
Comportent des sites de liaison de
l’actine & de l’ATP
Contiennent des enzymes ATPases
dissocient l’ATP
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L’actine :
• 1 extrémité attachée sur la strie Z, l’autre s’étend entre les filaments de myosine au
centre du sarcomère architecture de base pour pouvoir faire avancer les filaments
fins
• Chaque filament est composé de 2 protéines régulatrices :
o tropomyosine
o troponine
• Le filament a une forme d’ossature
• Molécules globuleuses torsadées
• Chaque molécule porte des sites de liaison sur lesquels les têtes de myosine se fixent
II. Le système musculaire
l’autre s’étend
au centre du
de 2 protéines
ponine
es
es de liaison
ne se fixent
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Les protéines régulatrices
Tropomyosine :
Troponine :
• protéine fibrillaire
• protéine plus complexe
• 2 chaines identiques torsadées
• attachée à l’actine et à la
• entoure les filaments d’actine :
tropomyosine
c’est une hélice située à l’intérieur
• composée de 3 sous-‐unités :
de la double hélice d’actine
o TnC : peut lier le Ca2+
• au repos, elle empêche la fixation
o TNI : inhibitrice de l’activité
des filaments fins sur l’actine
ATPasique
o TnT : se fixe à la
tropomyosine
Rappel : La troponine est la protéine que l’on dose en cas d’infarctus du myocarde (=lésion
d’une fibre musculaire cardiaque) car en cas de lésion, elle se retrouve en forte
concentration.
II. Le système musculaire
Contraction musculaire
Elle est déclenchée par le système nerveux
Déclenchement de la contraction musculaire par le
système nerveux
Plaque motrice = jonction neuro-musculaire
Arrivée du potentiel d’action nerveux
Transmission à la fibre musculaire
Libération du calcium déclenchée par le potentiel de plaque
motrice
1) Arrivée d’un PA sur la terminaison du motoneurone (au niveau de la jonction neuro
musculaire = plaque motrice)
2) Ouverture des canaux Ca2+ voltage dépendants libération accrue de Ca2+
libération d’Ach (transmission à la fibre musculaire sous forme d’un potentiel de
plaque motrice : PPM)
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3) Genèse d’un PA musculaire libération du Ca2 intracellulaire (stocké dans le
réticulum sarcoplasmique) par les systèmes transverses
4) Le Ca2+ (dans le cytoplasme de la membrane de la cellule musculaire) se fixe à la
troponine changement de la configuration ce qui repousse la tropomyosine et
libère le site de fixation de l’actine – myosine
5) Utilisation d’ATP déformation des têtes globuleuses de myosine ce qui permet la
fixation à l’actine
6) Glissement des myofilaments de myosine par rapport aux myofilaments d’actine
II. Le système musculaire
raccourcissement du sarcomère donc de la fibre musculaire
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II. Le système musculaire
Quand le muscle se contracte :
• La longueur du sarcomère diminue
• La longueur de la bande claire (I) diminue mais la bande sombre (A) ne change pas
• La longueur des filaments fins (en bleu) et épais ne change pas
Glissement des filaments fins sur les filaments épais
II. Le système musculaire
Contraction
musculaire
sarcomere
muscle
au repos
muscle
contracté
Quand le muscle se contracte :
- longueur du sarcomère diminue
- longueur de la bande claire (I) diminue, mais bande sombre (A) ne change pas
- longueur des filaments fins (en bleu) et épais (en orange) ne change pas
glissement des filaments fins entre les filaments épais
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Contraction musculaire
Mouvement de la myosine déclenché par l’augmentation de
la concentration en calcium
Utilisation d’ATP
Glissement des myofilaments de myosine par rapport aux
myofilements d’actine
=> raccourcissement des sarcomères
Composition des myofibrilles
3 types de fibres musculaires :
• Fibres oxydatives à contraction lente (type I)
• Fibres oxydatives à contraction rapide (type IIa)
Métabolisme aérobie : fibres rouges, riche en mitochondrie
• Fibres glycolytiques à contraction lente (type IIb)
Métabolisme anaérobie : fibres blanches, pauvres en mitochondrie
Composition déterminée génétiquement et modifiée par l’exercice.
Aspect énergétique de la contraction musculaire :
Au repos, le stock d’ATP est formé à :
• 50% par la dégradation des glucides (glycogène glucose)
• 50% par la dégradation des lipides (acides gras libres circulant)
Au cours de l’exercice, les besoins métaboliques augmentent : il y a des ajustements et
régulations des systèmes respiratoire, cardiovasculaire et endocrinien qui permettent une
production de l’ATP plus importante.
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La production de l’ATP se fait grâce à 3 systèmes :
• le système créatine phosphate (réserve énergétique, stock intracellulaire)
La créatinine est utilisée dans le système urinaire pour doser le débit de filtration
glomérulaire
• le système glycolytique (anaérobie)
• le système oxydatif (aérobie)
Ils sont utilisés en fonction de la durée de l’exercice.
II. Le système musculaire
Exercice court & intense (ex. sprint)
Exercice court et intense (ex : sprint)
variations
musculaires
es de
taux
d’ATP et Phosphate
de créatinine phosphate
VariationsLes
musculaires
des
taux d’ATPdet
Créatinine
Compensation de l’utilisation de l’ATP intracellulaire par l’oxydation de la
Au départ, utilisation de la phospho créatine : production importante de créatinine.
Cr-P
Phospho créatine créatine créatinine
L’ATP se fait par la suite par un système anaérobique puis aérobique grâce à l’oxydation du
glycogène qui est réduit en glucose.
La compensation de l’utilisation de l’ATP intracellulaire se fait par l’oxydation de la
Créatinine phosphate.
Exercice prolongé (marathon)
Utilisation de :
• l’ATP présent dans le sarcoplasme (qqs sec)
• la régénération de l’ATP par la CPK qui utilise les réserves de créatinine phosphate
(qqs min)
Pendant ce temps :
• le muscle produit de l’AMPc glycogénolyse hépatique apport en glucose
• accélération du cœur (effet inotrope de l’adrénaline) des apports en O2 la
glycolyse se déroule en aérobiose ++ du rendement d’utilisation du glucose 6-‐
phosphate et du glucose plasmatique provenant de la glycogénolyse du foie
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Enfin, l’adrénaline active la lipolyse du tissu adipeux ce qui augmente l’apport des acides
II. Le système musculaire
gras.
lipolyse est utilisée essentiellement à 30 min d’activité sportive : avant 30 min on utilise la
marathon) La
réserve de glucose ou de phosphate.
sme (qqs sec)
la CPK qui
ine-phosphate
Contraction musculaire anormale :
• hépatique
Rigor = état de rigidité
complet de l’ATP et de la phosphocréatine)
MPc glycogénolyse
apport(épuisement
glucose
o crampes (à lapport
’état contracté)
(effet inotrope de l'adrénaline)
d'O2
o la
libération du
de glucose
globuline 6-sur l’actine se fait à partir du moment où il y a
aérobiose ++,
rendement
d'utilisation
arrivée d’ATP
asmatique provenant de la glycogénolyse
du foie.
• Dystrophie musculaire = faiblesse musculaire (métabolisation de l’ATP)
• Myopathies métaboliques = faible tolérance à l’effort (déficience en enzymes du
olyse du tissu adipeux
apport des Ac. Gras
cycle de Krebs)
56
• Myotonie = relaxation musculaire plus longue
• Myoclonie (ou clonie) = contraction musculaire rapide, involontaire, de faible
amplitude, d’un ou plusieurs muscules
Exercice musculaire et adaptation à l’effet
En aérobie :
• augmentation du nombre de capillaire par fibre musculaire et par surface de section
du muscle amélioration de la perfusion musculaire
• augmentation du nombre et de la taille des mitochondries améliore l’efficacité du
métabolisme oxydatif
• augmentation du contenu musculaire en myoglobine et stimulation de l’activité
d’enzymes oxydatices
• stimule l’utilisation des graisses
En anaérobie :
• stimulation de l’activité d’enzymes de la filière ATP PCr et glycolytique
• augmentation du pouvoir tampon des muscles (permettre de supporter des niveaux
plus élevés de lactates retarder la fatigue)
16
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