Tissu musculaire: caractéristiques, fonctions, types, cellules musculaires, maladies
Le tissu musculaire est chargé d'orchestrer les mouvements et les contractions du corps. Il est formé de cellules capables de se contracter, appelées myocytes. C'est un tissu abondant et, chez l'homme, il compose un peu moins de la moitié de sa masse totale.
Il existe trois types de tissus musculaires, qui diffèrent principalement par les caractéristiques cellulaires et leur localisation. Ce sont le muscle squelettique, le muscle lisse et le muscle cardiaque.
La fonction principale du tissu musculaire est liée au mouvement, volontaire ou non.
Dirige à la fois les mouvements des extrémités et du tronc, ainsi que les mouvements des organes internes (vasodilatation, vasoconstriction, mouvements de l'intestin, de l'œsophage, de l'estomac, etc.). Il dirige également les mouvements des cellules cardiaques en battements rythmiques.
Caractéristiques
Les muscles sont des tissus capables de s'éveiller et de réagir à une série de stimuli, tels que des changements de pression, de chaleur, de lumière, entre autres. Ce tissu est responsable du mouvement des organismes. Les muscles sont caractérisés par leurs propriétés de contractilité, d'extensibilité et d'élasticité.
Les muscles sont composés à près de 80% d'eau, ce qui joue un rôle essentiel dans la contraction et fournit un milieu adéquat pour les ions inorganiques et les composés organiques présents dans les tissus. Les protéines qui le composent sont de type contractile: actine, myosine et tropomyosine.
Fonctions
Le mouvement est considéré comme une propriété des êtres vivants et peut se produire de différentes manières.
Toutes les cellules vivantes présentent un mouvement de leurs composants intracellulaires, les amibes (comme plusieurs organismes unicellulaires) peuvent explorer leur environnement par le mouvement et certains organismes ont des cils et des flagelles qui permettent leur mouvement.
Dans les organismes multicellulaires les plus complexes, le mouvement est orchestré par un tissu spécialisé: le tissu musculaire. Pour cette raison, la fonction principale associée au tissu musculaire est la locomotion et le mouvement, y compris les fonctions associées à la digestion, à la reproduction, à l'excrétion, entre autres.
Types
Chez les vertébrés, il existe trois types de cellules musculaires qui représentent 60 à 75% du poids total du corps. Il y a un muscle squelettique, un muscle lisse et un muscle cardiaque. Ensuite, nous allons décrire les détails de chacun:
Muscle squelettique
On l'appelle aussi muscle strié ou volontaire, car ces structures peuvent être mobilisées consciemment par l'animal. Les cellules sont multinucléées et disposées longitudinalement. Dans la section suivante, nous allons décrire cet arrangement en détail.
Le muscle squelettique participe aux mouvements du corps. Chaque muscle est directement attaché à deux os ou plus au moyen d’un tissu conjonctif. Lorsque le muscle se contracte, les os se déplacent autour de l'articulation qui les maintient ensemble.
Sur le poids total de l'animal, le muscle strié correspond à environ 40%. Chez l'homme, il a été constaté que chez le sexe féminin, la proportion de muscle strié est plus faible.
Les unités qui composent ce système sont constituées d'actine, de myosine et de tropomyosine. Parmi les trois, la protéine la plus abondante est la myosine et se trouve dans les filaments primaires. L'actine est présente dans les filaments secondaires et la tropomyosine dans les bandes I.
Muscle lisse
Le deuxième type de tissu musculaire est le muscle lisse, caractérisé par l'absence de vergetures et par son caractère involontaire. Ce type de muscle fait partie des parois des organes internes tels que le tube digestif, les voies respiratoires, la vessie, les veines, les artères, entre autres organes.
Comme nous pouvons le deviner, nous ne sommes pas en mesure de déplacer nos entrailles ou de contracter nos veines volontairement comme nous le faisons avec nos membres. Vous pouvez déplacer un bras, mais pas moduler les selles, ce muscle est donc involontaire.
Dans la lignée des invertébrés, il existe un type similaire de muscle lisse appelé filaments de paramiosine. Nous les trouvons dans les mollusques et autres groupes.
La contraction du muscle lisse se contracte beaucoup plus lentement que celle du squelette, mais ses contractions sont plus prolongées.
Muscle cardiaque
Le muscle cardiaque se trouve exclusivement dans le cœur. Il est composé de fibres striées multinucléées rappelant le muscle squelettique à plusieurs égards. Les fibres sont en mode syncytium, mais elles ne fusionnent pas.
Contrairement aux muscles squelettiques, le cardiaque génère de l'ATP en aérobie et utilise des acides gras pour sa génération (et non du glucose).
Ces muscles sont spécialisés dans la réponse rythmique aux stimuli, pour faire battre le cœur. Comme le muscle lisse, il est innervé par le système autonome, raison pour laquelle il s’agit d’un muscle involontaire.
Comparativement, le muscle cardiaque ressemble à celui du muscle lisse et est involontaire comme la musculature striée.
Muscles phasiques et toniques
Dans le corps des vertébrés, les muscles ont deux types d'arrangements dans les muscles phasiques et toniques. Les premiers ont des insertions dans les structures et travaillent par paires antagonistes.
Les muscles toniques se trouvent dans les organes mous, tels que le cœur, la vessie, le tube digestif et les parois du corps. Celles-ci n’ont pas d’origine ou d’insertion comparables à la musculature phasique.
Cellules musculaires
Chaque muscle est formé par un ensemble de cellules appelées fibres musculaires ou myocytes organisées parallèlement à leurs voisins. Cette structuration permet à toutes les fibres de travailler en parallèle.
Pour parler des cellules des muscles, nous utilisons le terme "fibre", car elles sont beaucoup plus longues que larges. Cependant, nous devons éviter de nous confondre avec d’autres types de fibres, telles que les fibres de collagène, par exemple.
Les cellules des tissus musculaires ont leur propre nomenclature: le cytoplasme est appelé sarcoplasme, la membrane cellulaire comme sarcolemme, le réticulum endoplasmique lisse est le réticulum saccharcoplasmique lisse et l'unité fonctionnelle est le sarcomère.
Selon le type de muscle, les cellules varient en forme et en nombre de noyaux. Les différences les plus notoires sont:
Cellules musculaires striées
Les cellules faisant partie du muscle strié ont un diamètre compris entre 5 et 10 um, alors que leur longueur peut atteindre plusieurs centimètres.
Cette taille incroyable peut s'expliquer par le fait que chaque cellule provient de nombreuses cellules embryonnaires appelées myoblastes qui fusionnent pour donner lieu à une structure volumineuse et multinucléée. De plus, ces cellules sont riches en mitochondries.
Structure et organisation
Ces unités multinucléées sont appelées myotubes. Comme son nom l'indique, la structure contient plusieurs tubes au sein d'une même membrane plasmatique et se différencie en une fibre musculaire mature ou myofibre.
Chaque fibre musculaire est formée de multiples sous-unités regroupées en parallèle, appelées myofibrilles, qui sont à leur tour formées par une série d’éléments répétés longitudinalement, appelés sarcomères.
Les sarcomères sont les unités fonctionnelles du muscle strié et chacune est délimitée par ses extrémités par la ligne dite Z.
L'apparence "striée" du muscle apparaît car les myofibrilles d'une fibre musculaire sont formées par des sarcomères alignés de manière très précise, acquérant une apparence en bandes à la lumière du microscope optique.
Les bandes sont formées par les protéines contractiles. Les plus sombres sont formés principalement par la myosine (principalement) et les plus clairs par l'actine.
Cellules musculaires lisses
Sur le plan anatomique, le muscle lisse est composé de cellules en forme de fuseau avec de longues cellules à arêtes vives et d'un noyau situé dans la région centrale.
Bien qu'elles soient également formées par les protéines d'actine et de myosine, elles n'ont ni stries ni tubules ni branches.
Cellules du muscle cardiaque
Comme les cellules musculaires lisses, les cellules du muscle cardiaque ont plusieurs noyaux, bien qu'il existe des cellules qui n'en possèdent qu'un. Ils sont plus courts que ceux du muscle squelettique.
En ce qui concerne leur morphologie, ils sont allongés et ont de multiples ramifications. Les extrémités de la cellule sont émoussées. Ils sont riches en mitochondries, en granules de glycogène et en lipofuscine. Au microscope, nous observerons un motif de vergetures semblable à celui du muscle squelettique.
Maladies des tissus musculaires
Plusieurs conditions affectent les muscles de l'être humain. Toutes ces conditions ont des conséquences sur la locomotion - puisque la fonction principale des muscles est de servir le mouvement.
Le terme myopathie est utilisé pour décrire l'ensemble des symptômes résultant d'une altération primaire du tissu musculaire strié. On l'appelle aussi syndrome myopathique. Autrement dit, le terme s’applique à toute affection primaire et, dans un sens plus large, à toute lésion musculaire.
Les principales maladies et conditions médicales qui affectent les tissus musculaires sont:
Distrophie musculaire
La dystrophie musculaire de Duchenne est une affection provoquée par un trouble génétique de nature récessive liée au chromosome sexuel X. La cause en est une mutation du gène qui code pour la dystrophine, ce qui entraîne son absence dans le muscle. La dystrophie musculaire affecte un enfant sur 3500.
Fait intéressant, en termes de taille, le gène de la dystrophine est l’un des plus grands connus, avec 2, 4 Mo et un ARN messager de 14 kB. Selon la mutation, la dystrophie peut être plus ou moins grave.
La fonction principale de la dystrophine saine dans le muscle est structurelle, car elle relie les filaments d’actine à l’intérieur des cellules aux protéines situées dans la membrane cellulaire. Le mouvement et la force des myofibrilles sont transmis par cette protéine aux protéines de la membrane, puis à l'espace extracellulaire.
La maladie se caractérise par l’atteinte de tous les muscles, entraînant une faiblesse et une atrophie musculaire. Les premiers symptômes apparaissent généralement aux extrémités du corps. Au fur et à mesure que la maladie progresse, les patients doivent être transportés en fauteuil roulant.
Rhabdomyolyse
La rhabdomyolyse est une pathologie provoquée par la nécrose (mort cellulaire pathologique) des muscles. Plus précisément, il ne s’agit pas d’une maladie mais d’un syndrome qui peut être associé à plusieurs causes: excès d’activité physique, infections, intoxication par la drogue et l’alcool, entre autres.
Lorsque les cellules meurent, diverses substances qui, dans des conditions normales, seraient présentes dans les cellules musculaires sont libérées dans la circulation sanguine. Les substances les plus courantes à libérer sont la créatine phosphokinase et la myoglobine.
L'élimination de ces composés atypiques du sang peut se faire par dialyse ou filtration du sang.
Myasthénie
Le terme myasthenia gravis provient du latin et du grec et signifie "faiblesse musculaire grave". C'est une pathologie auto-immune chronique qui affecte le muscle squelettique du corps, entraînant une perte de force.
Au fur et à mesure que la maladie progresse, la faiblesse devient plus évidente. Il affecte les muscles qui participent aux activités quotidiennes de base telles que les mouvements oculaires, la mastication, la parole, la déglutition d'aliments, entre autres.
Myosite
L'inflation musculaire est désignée comme une myosite. Les causes de cette inflammation varient grandement, des blessures aux maladies auto-immunes. Il existe deux catégories principales de cette maladie inflammatoire: la polymyosite et la dermatomyosite.
Le premier d'entre eux provoque une faiblesse musculaire importante chez le patient et affecte les muscles situés près de l'abdomen et du tronc. En revanche, la deuxième pathologie, en plus de provoquer une faiblesse musculaire, affecte la peau.
Sclérose latérale amyotrophique
La sclérose latérale amyotrophique, la maladie de Lou Gehrig ou la maladie de Charcot est une affection de type neuromusculaire qui apparaît lorsque les cellules du système nerveux meurent progressivement, provoquant une paralysie des muscles. À long terme, cette maladie provoque la mort du patient.
La maladie est plus fréquente chez les hommes âgés. Stephen Hawking était un physicien éminent et est peut-être le plus célèbre patient atteint de sclérose latérale amyotrophique.
Blessures et tendinites
Une utilisation excessive des muscles peut entraîner des problèmes médicaux qui affectent les capacités locomotrices du patient. La tendinite est une affection qui affecte généralement les articulations et se produit en raison d'une utilisation excessive et forcée des articulations, comme les poignets.
