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Excitation / Contraction - Ivanès
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- Physiologie
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- Tours - Université François-Rabelais
Cours rédigé "Excitation / Contraction " à Tours
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M1.1 : Physiologie IVANESCellule musculaire cardiaque : couplage
excitation contraction
Objectifs pédagogiques :
- Connaître l’organisation de l’appareil contractile du cardiomyocyte
- Connaître les différentes étapes de la transduction du signal
- Connaître l’anatomie du tissu conjonctif intracardiaque
I. Introduction
Le cœur est un organe qui fonctionne en permanence (60 à 70 battements par minutes) :
Il pompe environ 360 litres de sang par heure, 3 millions par an et près de 250 millions de litre au cours d’une
vie à travers un réseau de veines, d’artères et de capillaires d’environ 200 000km.
Il bat en moyenne 1,16 fois par seconde soit plus de 100 000 fois par jour et 36,8 millions de fois par an.
Le cœur aura battu 3 milliards de fois pour une personne de 80 ans. (que pour les conditions de
repos, ne prend pas en compte les émotions, les épreuves physiques …)
La contraction est quelque chose de très contrôlé.
Si je prends des cellules isolées, je vais quand même observer un phénomène de contraction spontanée mais
il ne sera pas structuré car elles sont désolidarisées des autres. Mais quand ces cellules sont synchronisées,
elles battent toutes en même temps.
A. Le cœur, structure et organisation
L’unité contractile du cœur est le cardiomyocyte : c’est la cellule musculaire striée cardiaque.
En pratique, ces cellules ne sont pas les plus nombreuses au niveau du cœur, les cellules les + nombreuses
sont les fibroblastes cardiaques qui effectue le travail de contraction cardiaque. Ces fibroblastes vont se
regrouper en fibres musculaires striées qui ont les caractéristiques suivantes :
- Courtes
- Epaisses
- Ramifiées et communicantes
- 1 ou 2 noyaux
- Séparées par du tissu conjonctif lâche (nerfs et capillaires qui alimente les cellules car elles sont très
consommatrices d’NRJ)
Les fibres sont organisées en 3 couches superposées, permettant lors de la contraction un raccourcissement
longitudinal, circonférentiel, associé à un mouvement de torsion base-apex.
Outre les cardiomyocytes, l’organisation cardiaque repose sur un squelette fibreux composé de fibres
élastiques et de collagènes qui :
- Assurent la cohésion du cœur et l’homogénéité de contraction
- Limitent l’étirement des vaisseaux et valves, et la propagation de la dépolarisation.
B. Organisation du cardiomyocyte
La membrane plasmique s’appelle le sarcolemme.
Elle représente des invaginations en doigts de gant, les tubules T, qui vont au contact de l’appareil
contractile (le sarcomère).
Beaucoup de mitochondries au niveau cardiaque, car elles permettent de produire de l’énergie.
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C. L’organisation du sarcomère
Ce sarcomère est composé de 2 types de
filaments :
- Filament épais de myosine, en
forme de cross de hockey, à la protéine
de structure et enzyme ATPase.
- Filament fin d’actine, organisées de
façon hélicoïdale le long de la
tropomyosine (protéine).
On trouve également des protéines régulatrices : les troponines C, T et I qui forment le système de
contrôle de la contraction et de la relaxation le long du filament d’actine. Ces protéines sont assez utilisé
en situation clinique car on peut les doser dans le sang et elles servent à faire le diagnostic de l’infarctus
du myocarde.
Ce sarcomère est quelque chose de très petit qui va être visible uniquement par microscopie électronique.
Il a une organisation particulière qui fait que l’on a peu près 1 filament épais de myosine pour 6 filaments
d’actine.
En rouge, on voit les filaments de myosine, en bleu les filaments d’actine, on remarque que plusieurs parties
sont visibles :
- Bande A partie avec le filament de myosine et d’actine
- Bande H uniquement de la myosine et pas d’actine
- Bande I uniquement de l’actine
- Strie Z Zone de jonction des filaments d’actines, on va trouver la titine, qui est une protéine qui va
lier les filaments de myosine à la strie Z
II. Principe de la contraction
A. Pour un cardiomyocyte
A l’état basal, l’actine et la myosine n’interagissent pas du fait de la présence du complexe troponine-
tropomyosine qui bloquent le site d’interaction. Actine en vert et myosine en orange avec tête en cross de
hockey avec ADP et P (ATP hydrolyser).
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