Le Fonctionnement des Muscles : Produire le Mouvement

Les mouvements mobilisent les muscles. Les organismes pluricellulaires sont constitués de cellules ayant des particularités différentes selon l'organe auquel elles appartiennent. La cellule musculaire dispose d'une organisation structurale lui permettant de se raccourcir, ce qui entraîne la contraction du muscle.

I. La Contraction Musculaire aux Différentes Échelles

1.1 Le Muscle, un Organe Contractile

Le muscle strié squelettique est constitué d'une multitude de fibres reliées entre elles, disposées parallèlement et organisées en faisceaux. Chaque fibre est une cellule géante de plusieurs centimètres de long, née de la fusion de nombreuses cellules. Un mouvement est causé par la contraction synchrone des fibres composant le muscle strié. Le raccourcissement de l'ensemble du muscle exerce une traction sur les os auxquels il est attaché par l'intermédiaire de tendons. Ainsi, l'articulation est mobilisée.

1.2 Le Mécanisme de la Contraction Musculaire

Le glissement des filaments protéiques d'actine et de myosine constitue le mécanisme moléculaire à l'origine de la contraction musculaire. Un tel mouvement des myofilaments est couplé à l'hydrolyse de l'ATP, qui fournit l'énergie nécessaire.

Les filaments de myosine possèdent des extrémités globuleuses ("têtes") qui peuvent se fixer sur les filaments d'actine et se mouvoir le long de ces filaments selon des cycles qui se répètent. Chaque tête de myosine fixe une molécule d'ATP et catalyse son hydrolyse. Le clivage de l'ATP "arme" la tête de myosine. L'entrée de calcium dans la cellule provoque l'attachement de la tête de myosine sur le filament d'actine puis son basculement : ainsi, les filaments glissent l'un par rapport à l'autre. La myosine fixe une nouvelle molécule d'ATP et se détache alors de l'actine. Un nouveau cycle reprend, si la concentration en calcium dans la cellule reste suffisante.

1.3 Les Myopathies, une Dégénérescence des Cellules Musculaires

La myopathie de Duchenne (DMD) est une affection génétique qui touche toute la musculature. Elle se caractérise par un affaiblissement progressif des muscles des membres et du tronc, aboutissant à une grave incapacité motrice et cardio-respiratoire, en général après l'âge de 10-13 ans. Elle résulte de la mutation du gène de la dystrophine, localisé sur le chromosome X, et touche les garçons (1/3 500 naissances masculines). La dystrophine est une grosse protéine en forme de bâtonnet qui relie les filaments d'actine du cytoplasme à la matrice extracellulaire. En son absence, elle s'attache à un complexe de molécules transmembranaires et extracellulaires (membres de la cellule) et s'ancre dans la matrice. Cet ensemble assure une cohérence structurale nécessaire à des contractions répétées. En son absence, les cellules se dégradent, les fibres musculaires dégénèrent et sont remplacées par du tissu adipeux. Le traitement de cette maladie est aujourd'hui l'objet de recherches intensives.