• Classification fonctionnelle des différents types de muscles
• particularités de l’organisation fonctionnelle des différents types musculaires
• structure de l’appareil contractile:exemple du muscle strié
• rôle du calcium et de l’ATP dans la contraction musculaire
• cycle de formation des ponts actomyosiques
• mécanismes d'actiondu calcium et de l’ATP dans le muscle strié
• relation longueur-tension
• relation tension-vitesse de raccourcissement
• organisation de l’appareil contractile du muscle lisse
• fonctionnement de l’appareil contractile du muscle lisse
• cycle de contraction  du muscle lisse
• relation [Ca²⁺]_i-tension et vitesse de raccourcissement dans le muscle lisse
• quelques questions de biophysique du muscle

Comment peut-on classer les différents types de muscles ?

• muscle strié
• muscle lisse
• muscle volontaire
• muscle involontaire
• muscle squelettique
• muscle cardiaque
• muscle dans la paroi d'un organe creux

 schéma de l'organisation des principaux types de muscle
 
 

muscle squelettique	muscle cardiaque	muscle lisse

Quelles sont les caractéristiques communes aux muscles squelettique et cardiaque ?

Quelles sont les caractéristiques communes aux muscles lisse et cardiaque ?

Que représente le schéma ci-dessus?

Représentez le même schéma, mais lorsque le muscle est à son état de contraction maximum.
 
 

composition et structure des filaments

De quoi sont constitués et comment sont organisés les filaments fins ?

De quoi sont constitués et comment sont organisés les filaments épais ?

Effet de l’ATP et du calcium sur la contraction musculaire (muscle strié)

expérience n° 1:

Que peut-on déduire des deux expériences précédentes du rôle du calcium et de l'ATP dans la contraction du muscle strié?

Expliquer les différentes phases de l’expérience présentée ci-dessus, en fonction du cyle de contraction du muscle strié.

Pourquoi, en présence de calcium, la contraction se maintient-elle en absence d’ATP?
Pourquoi, en absence de calcium, l’ajout d’ATP provoque une relaxation ? Qu’observerait-on en présence de calcium?

Mécanisme d’action du calcium sur l’appareil contractile du muscle strié

En absence de calcium, la tropomyosine masque la fixation de la myosine sur l'actine. En présence de calcium, qui se fixe sur la sous-unité C de la troponine et entraîne un changement conformationnel de celle-ci, le site de fixation de la myosine sur l'actine est déplacé, ce qui permet la constitution du complexe acto-myosique.

Force contractile développée par une fibre musculaire striée perméabilisée en fonction de la concentration du milieu en calcium

Comment peut-on expliquer l'aspect de la courbe reliant la force développée par une fibre musculaire et la concentration intracellulaire en calcium?
 

Organisation des filaments d'actine et de myosine dans une cellule musculaire lisse

Caractéristiques d'une cellules musculaire lisse par rapport à une cellule musculaire striée

• Cellules musculaires lisses en fuseau (" spindle-shaped cells ")
• Cellules mononucléées
• Pas de tubules T
• Nombreux filaments intermédiaires reliant les corps denses
• Myofilaments constitués d’actine et de myosine, mais non organisés en sarcomères, reliés à des corps denses
• Pas de troponine
• L’activité ATPasique de la myosine nécessite la phophorylation de la chaîne légère de 20 kDa de la myosine
• Deux protéines, la caldesmone (CD) et la calponine (CP), sont associées au filament fin

Force contractile développée par lambeau musculaire perméabilisé en fonction de la concentration du milieu en calcium

Comment peut-on expliquer l'aspect de la courbe reliant la force développée par un lambeau musculaire lisse et la concentration intracellulaire en calcium? Quelles sont les différences avec un faisceau musculaire strié?

À quels niveaux intervient le calcium dans le cycle de contraction ?
À quels niveaux s’effectue la consommation d’ATP ?

Lorsque la chaîne légère de la myosine est phosphorylée, le cycle s’effectue à une vitesse plus faible que lorsqu’elle est phosphorylée.

Quel va être la conséquence d’une diminution de la proportion de phosphorylation :
– sur la vitesse de raccourcissement ?
– sur la consommation d’ATP ?

Comment ce système permet-il de maintenir une force importante avec une faible consommation d’énergie ? Est-ce compatible avec une vitesse de raccourcissement élevée ?
 

Courbe tension-vitesse de raccourcissement d'un muscle squelettique rapide, d'un muscle squelettique lent et d'un muscle lisse.

Comparez les différentes courbes. Comment s'explique la faible vitesse de raccourcissement du mucle lisse par rapport au muscles squelettiques?

Dans le muscle lisse, de quoi dépend V₀ ?

différents types de contraction

Donnez la définition de ces différents types de contraction :
contraction isométrique
contraction isotonique
contraction auxotonique

Quel(s) type(s) de contraction corresponde(ent) à un fonctionnement physiologique ?

relation longueur-tension

On exprime souvent la tension par rapport à la surface de section transversale du muscle. Pourquoi?

Si on réalise un courbe longueur-tension sur un muscle lisse, on s'aperçoit que l'aspect de la courbe est similaire à celui de la courbe longueur-tension d'un muscle strié. Que peut-on en conclure ?

vitesse de raccourcissement

On exprime la vitesse de raccourcissement en µm/sec par longueur de 1/2 sarcomère. Quel est l'intérêt de cette normalisation ? On l'exprime souvent également en L0/sec. Pourquoi ?
 

force, travail, puissance

Si on met bout à bout deux muscles identiques, quelle sera la force développée par ces deux muscles ensemble par rapport à la force développée par chacun d’eux séparément ? Quel sera le travail fourni ?

La force développée par un muscle dépend-elle de sa longueur, de son épaisseur, de son volume ?

Qu’est-ce que la puissance d’un muscle ?

À force identique, un muscle lisse sera-t-il plus ou moins puissant qu’un muscle strié ?

À longueur et épaisseur identique, un muscle de souris est-il plus ou moins puissant qu’un muscle d’éléphant ?