Sarcomère

le Sarcomère est une petite unité fonctionnelle au sein du muscle: alignées les unes derrière les autres, elles forment les myofibrilles filiformes qui sont regroupées pour former des fibres musculaires. La stimulation électrique des cellules nerveuses fait que les filaments d'un sarcomère se poussent les uns dans les autres, provoquant la contraction du muscle.

Qu'est-ce que le sarcomère?

Le corps humain compte 656 muscles qui effectuent des mouvements actifs. Les muscles squelettiques sont principalement responsables des mouvements volontaires, mais réagissent également au réflexe à l'aide de routines automatisées. Ces muscles sont généralement en forme de fuseau et se fixent directement à un os ou indirectement via un tendon.

Deux types de muscles peuvent être distingués: lisses et striés. Le tissu musculaire lisse enveloppe de nombreux organes et a une surface sans structure claire. Les muscles striés, en revanche, sont caractérisés par un motif rayé qui s'étend à travers les fibres du tissu et se répète à intervalles réguliers.

Chacune de ces sections est un sarcomère, qui forme une unité contractile: lorsque le muscle se contracte, les fines fibres d'un sarcomère glissent l'une dans l'autre, le raccourcissant et faisant se contracter le muscle dans son ensemble. La rangée longitudinale de sarcomères donne les myofibrilles; de nombreuses myofibrilles forment la fibre musculaire avec ses nombreux noyaux cellulaires.

Les fibres musculaires sont combinées dans le faisceau de fibres musculaires et entourées d'une couche de tissu conjonctif. Il délimite les nombreux faisceaux de fibres musculaires qui composent un muscle entier les uns des autres et permet au tissu de se déplacer de manière flexible et fluide les uns contre les autres. Les muscles doivent leur aspect nerveux à cette structure.

Anatomie et structure

Macroscopiquement, le sarcomère forme une section dans la myofibrille. La bande sombre (bande A) est à l'état détendu au milieu du sarcomère et est délimitée par la bande claire (bande I) à droite et à gauche.

Au centre se trouve la ligne M, qui apparaît particulièrement sombre au microscope en raison de la superposition des fibres du sarcomère. Un disque Z ferme le sarcomère des deux côtés. Le motif de bande est créé par la densité différente du tissu dans une section: Dans les zones plus sombres, les filaments en forme de fil sont poussés les uns dans les autres et laissent donc moins de lumière passer.

Le sarcomère est composé de deux types de filaments: un complexe d'actine et de tropomyosine et des fils de myosine. L'actine se compose de molécules sphériques étroitement alignées les unes avec les autres, le brin se tordant légèrement. Une chaîne, à laquelle s'accrochent parfois d'autres molécules, est enlacée autour de ce cadre: la tropomyosine. Le deuxième type de filament dans un sarcomère est la myosine, qui dans son intégralité forme la bande A noire. Une molécule de myosine se compose de deux chaînes plus minces, chacune avec un épaississement à la fin, connu sous le nom de tête de myosine. Les deux chaînes de myosine s'enroulent l'une autour de l'autre en spirale pour former un filament de myosine.

Fonction et tâches

D'un point de vue fonctionnel, le sarcomère représente l'unité contractile au sein du muscle, le système nerveux coordonne le mouvement de sorte que tous les sarcomères d'une myofibrille (et donc d'une fibre musculaire) se contractent en même temps. Un motoneurone envoie un signal électrique via sa fibre nerveuse, à la fin de laquelle se trouve une connexion (synapse) au muscle.

Le côté neurone de la synapse consiste en une plaque d'extrémité motrice dans laquelle se trouvent des vésicules contenant des substances messagères (neurotransmetteurs). Le signal électrique de la fibre nerveuse déclenche la libération de neurotransmetteurs dans la fente synaptique, de l'autre côté de laquelle se trouvent des récepteurs postsynaptiques sur le muscle. Lorsqu'une substance messagère se fixe sur un récepteur, elle ouvre des canaux ioniques dans la membrane cellulaire à travers lesquels les particules chargées peuvent migrer; en conséquence, le rapport de tension électrique dans le tissu musculaire change et un potentiel de plaque d'extrémité apparaît.

Ce faible courant électrique se propage à travers la membrane externe de la cellule musculaire (sarcolemme) et pénètre à l'intérieur de la couche tissulaire à travers le système tubulaire des tubules en T. Là, le potentiel électrique est transféré au réticulum sarcoplasmique et lui permet de libérer des ions calcium. Les ions calcium se lient de manière réversible aux filaments du sarcomère. Le changement structurel permet aux têtes de myosine de se lier temporairement au brin d'actine / tropomyosine et de se rompre.

Cela pousse le filament entre les fils d'actine / tropomyosine: les bandes du sarcomère se chevauchent davantage dans cet état tendu que dans l'état relâché, de sorte que le sarcomère est globalement plus court. La même chose se produit dans les sarcomères adjacents, dans de nombreuses fibres musculaires groupées. Dans les muscles plus gros, un seul motoneurone innerve plusieurs centaines de fibres musculaires en même temps.

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Maladies

Les douleurs musculaires sont généralement l'une des plaintes les moins graves pouvant résulter de légers dommages au sarcomère. La douleur musculaire se manifeste par une douleur désagréable, tiraillante ou déchirante dans le muscle affecté et un durcissement notable du tissu. La cause est généralement due à une tension excessive ou à un échauffement insuffisant pendant le sport, ce qui endommage légèrement la corde d'actine.

Cependant, la cardiomyopathie hypertrophique a des effets plus graves.Dans cette maladie cardiaque, les sarcomères sont plus épais que d'habitude; Puisque les fibrilles et les fibres musculaires sont toujours présentes dans le même nombre que chez une personne en bonne santé, la couche musculaire est également plus épaisse dans l'ensemble. Cela conduit à des limitations fonctionnelles pouvant entraîner une syncope, une sensation de pression dans la poitrine, un essoufflement, des étourdissements et des crises d'angine de poitrine. Les causes les plus fréquentes de cardiomyopathie hypertrophique sont des mutations génétiques, qui conduisent à une synthèse incorrecte d'actine, de tropomyosine ou de myosine dans 40 à 60% des cas. Les mutations de la protéine C, qui se lie à la myosine, sont particulièrement fréquentes; ce défaut génétique représente un quart des causes.