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Nous avons trois types de muscles différents, dont le muscle squelettique, le muscle lisse et le muscle cardiaque. Cependant, tous les muscles sont constitués de fibres qui se contractent à partir d'un mécanisme similaire: le glissement de fins filaments d'actine sur d'épais filaments de myosine.
Caractéristiques
La fibre musculaire est une cellule unique qui contient un faisceau de myofibrilles. Ceux-ci sont constitués de filaments épais et minces, formant des sarcomères. Les filaments minces sont constitués d'une protéine appelée actine, qui est entourée d'une autre protéine appelée tropomyosine, tandis que les filaments épais sont formés par la protéine myosine.
Contraction
Dans une fibre musculaire au repos, les filaments fins et épais ne se chevauchent que partiellement sur chaque sarcomère, le centre du sarcomère ne contenant que des filaments épais, tandis que la partie externe ne contient que des filaments minces. La longueur de ces filaments ne change pas. La contraction musculaire se produit lorsque les filaments glissent les uns sur les autres, augmentant ainsi le nombre de chevauchements entre eux, raccourcissant le sarcomère. Tous les sarcomères contenus dans la fibre musculaire se contractent immédiatement, raccourcissant la fibre dans son ensemble.
Mécanisme moléculaire
Les filaments glissent à travers la partie supérieure de la myosine (tête) et les filaments épais sont responsables de la traction des filaments minces le long de la fibre. Alimentées par l'adénosine triphosphate (ATP), les têtes de myosine s'accrochent plusieurs fois à l'actine, se plient, se séparent de l'actine, reviennent à leur état naturel puis s'accrochent à nouveau. Toutes les têtes de myosine du filament épais, lorsqu'elles sont pliées, tirent l'actine dans la même direction, faisant glisser les filaments les uns sur les autres.
Régulation
Lorsqu'une fibre musculaire est détendue, la tropomyosine des filaments minces recouvre l'actine, empêchant la tête de myosine de se lier. Les ions calcium sont responsables du changement de cette position de la tropomyosine, permettant aux sites de liaison de l'actine d'être exposés, entraînant une contraction musculaire. Les neurones qui contrôlent la contraction musculaire, ainsi que la relaxation, fonctionnent en fonction de la concentration d'ions calcium dans le corps.
Les types
Différents types de fibres musculaires ont été adaptés pour des fonctions spécifiques. Les fibres musculaires à contraction rapide sont utilisées pour des contractions courtes et puissantes, tandis que les fibres à contraction lente peuvent contenir des contractions pendant de longues périodes. La plupart des muscles contiennent une combinaison de fibres à contraction rapide et lente. Certains animaux ont des fibres musculaires capables de se contracter beaucoup plus rapidement que les fibres à contraction rapide des humains. Par exemple, le hochet d'un serpent à sonnette est contrôlé par des fibres musculaires ultra-rapides. Les fibres musculaires peuvent également être classées en fibres oxydantes et glycolytiques. Les fibres oxydantes obtiennent de l'énergie (ATP) par respiration aérobie, tandis que les fibres glycolytiques dépendent de la glycolyse. Lorsque vous mangez du poulet, vous pouvez facilement distinguer ces deux types. La partie sombre de la viande est constituée de fibres oxydantes, tandis que la viande blanche est constituée de fibres glycolytiques.