Réticulum sarcoplasmique

le réticulum sarcoplasmique est un système membranaire constitué de tubes qui se trouve dans le sarcoplasme des fibres musculaires. Il soutient le transport des substances au sein de la cellule et stocke les ions calcium dont la libération entraîne une contraction musculaire. L'exécution de cette tâche est altérée dans diverses maladies musculaires, par exemple dans l'hyperthermie maligne ou le syndrome de douleur myofasciale.

Qu'est-ce que le réticulum sarcoplasmique?

Le réticulum sarcoplasmique est un système de membrane tubulaire à l'intérieur des fibres musculaires. Une fibre musculaire correspond à une cellule musculaire, mais possède plusieurs noyaux cellulaires qui sont créés par division cellulaire (mitose) et permettent à la fibre de grossir au fur et à mesure qu'elle se développe.

Chaque fibre musculaire est divisée en d'autres fibres, appelées myofibrilles. Ils peuvent être divisés en sections transversales (sarcomères), qui donnent leur nom aux muscles squelettiques striés. Le motif est créé par des filaments de myosine et d'actine / tropomyosine: des fils très fins qui se glissent alternativement les uns dans les autres selon le principe de la fermeture à glissière. Les muscles lisses ont également un réticulum sarcoplasmique; il fonctionne de la même manière, mais sa structure n'est pas clairement divisée en unités individuelles. Au lieu de cela, les muscles lisses forment une surface plane.

Le réticulum sarcoplasmique est similaire au réticulum endoplasmique (RE), qui est le système de membrane interne dans d'autres types de cellules. La biologie fait la différence entre ER lisse et ER rugueux; Ce dernier possède de nombreux ribosomes en surface. Ces macromolécules synthétisent des protéines selon le schéma fourni par le génome. Le réticulum sarcoplasmique est un ER lisse. Non seulement les muscles ont un ER lisse, mais aussi des organes tels que le foie ou les reins.

Anatomie et structure

Dans son intégralité, le réticulum sarcoplasmique forme un système tubulaire complexe composé de membranes. Il est situé dans la fibre musculaire ou dans la cellule musculaire du sarcoplasme. Le réticulum sarcoplasmique se propage le long des myofibrilles et les entoure, puisque la contraction musculaire réelle a lieu dans leurs sarcomères. Les mitochondries, qui fournissent de l'énergie à la cellule sous forme d'ATP, sont souvent très proches et, comme le réticulum sarcoplasmique, se trouvent dans le tissu entre les myofibrilles individuelles.

Les membranes du RE lisse forment principalement des structures tubulaires, mais aussi des sacs ou des citernes et des vésicules. Ils ont tous un espace intérieur à l'intérieur de la membrane, que la biologie appelle également lumen. Le système de tubes peut s'adapter aux besoins du tissu en modifiant sa structure et en l'élargissant davantage dans certaines zones, en créant de nouvelles branches ou en joignant plusieurs canaux.

Fonction et tâches

Dans le cadre de la contraction musculaire, le réticulum sarcoplasmique aide à distribuer les signaux nerveux entrants dans la fibre musculaire et à provoquer la contraction du muscle à l'aide d'ions calcium. La raison en est le signal d'une fibre nerveuse qui se termine au niveau du muscle. Les informations neuronales peuvent provenir du cerveau ainsi que de la moelle épinière, via laquelle de nombreux réflexes sont connectés.

À l'extrémité de la fibre nerveuse se trouve la plaque d'extrémité motrice qui, comme le bouton terminal de la synapse interneuronale, contient des vésicules remplies de substances messagères (neurotransmetteurs). Les neurotransmetteurs sont libérés lorsque l'impulsion électrique stimule le plateau moteur. Les molécules biochimiques transmettent ensuite le signal à la membrane musculaire, où elles ouvrent des canaux ioniques et déclenchent ainsi une modification de la charge de la cellule. Le changement de charge se propage à travers le sarcolemme et les tubules en T.

Les tubules en T sont des tubes perpendiculaires aux myofibrilles; ils reposent sur les disques Z des sarcomères et sont connectés au réticulum sarcoplasmique. Lorsque la tension atteint le réticulum sarcoplasmique, elle libère des ions calcium stockés. Ceux-ci se fixent au filament d'actine-tropomyosine et modifient temporairement sa structure; en conséquence, les extrémités des filaments de myosine peuvent glisser davantage entre les fibres d'actine-tropomyosine. De cette façon, le muscle se raccourcit.

Les ions calcium ne se lient pas de manière permanente au complexe actine-tropomyosine, mais se dissolvent à nouveau. Le réticulum sarcoplasmique ramène ensuite les particules chargées dans ses citernes afin que le processus puisse être répété la prochaine fois qu'il est stimulé. Les pompes dans la membrane du système de tubes ramènent les ions calcium. De plus, comme le réticulum endoplasmique dans d'autres cellules, le réticulum sarcoplasmique soutient la distribution des substances dans le sarcoplasme, ce qui lui sert de route pour les molécules de transport.

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Maladies

Une fonctionnalité insuffisante du réticulum sarcoplasmique a été liée à divers troubles et complications musculaires. L'hyperthermie maligne, qui peut survenir à la suite d'une anesthésie médicale, en est un exemple.

Elle se caractérise par une rigidité musculaire (rigidité), une hyperacidité (acidose métabolique), une tachycardie, une augmentation de la teneur en dioxyde de carbone dans le sang ou dans l'air que vous respirez, une carence en oxygène et des spasmes musculaires masticateurs (sur le muscle masséter, spasme masséter). Les symptômes sont dus à une libération incontrôlée d'ions calcium dans la fibre musculaire, après quoi le tissu se contracte comme une irritation arbitraire, la cellule souffre rapidement d'un manque d'énergie et produit de grandes quantités de chaleur et de dioxyde de carbone.

Il en résulte divers symptômes cliniques, notamment une dégradation des fibres musculaires (rhabdomyolyse). La cause de l'hyperthermie maligne est une prédisposition génétique qui entraîne des modifications des récepteurs. L'administration de certains anesthésiques déclenche une fausse réaction, c'est pourquoi la médecine parle également de substances déclenchantes dans ce contexte.

Dans le syndrome de la douleur myofasciale, le durcissement se produit dans le tissu musculaire, également connu sous le nom de points de déclenchement. Le durcissement est causé par une contraction musculaire prolongée: en raison d'un apport insuffisant de la zone touchée, le réticulum endoplasmique est incapable de pomper les ions calcium libérés vers son intérieur. Les ions sont toujours disponibles et assurent la poursuite de la contraction musculaire.