Sarcomère

Définition

Le sarcomère est la plus petite unité contractile des fibres musculaires (myofibrilles) et donc des muscles striés et cardiaque. Il est constitué d'un maillage complexe de filaments épais, de filaments fins et d'une titine protéique géante.

Un sarcomère est l'unité récurrente d'une myofibrille dans une cellule musculaire, composée d'un réseau de filaments épais et fins qui se chevauchant entre deux disques Z adjacents.

Muscle avec sarcomère :

Les myofibrilles sont composées de deux types de myofilaments : des filaments d'actine minces et des filaments de myosine épais disposés en sarcomères répétitifs.

Explications

Un sarcomère désigne chacune des unités anatomiques et fonctionnelles d'une myofibrille, délimitées par les lignes Z. Chaque sarcomère, l'unité anatomique et fonctionnelle du muscle strié, contient des myofilaments de myosine et d'actine qui glissent entre eux ce qui permet la contraction musculaire.

La composition d'un sarcomère comprend trois protéines contractiles microscopiques : l'actine, la myosine et la titine. La contraction du muscle consiste en le glissement des fins myofilaments d'actine sur les myofilaments de myosine (myofilaments épais), tout ceci réglé par l'intervention nerveuse et la participation du calcium.

Le sarcomère a une structure stricte et régulière et est disposé dans la direction longitudinale de la myofibrille, qui à son tour est dirigée le long de la fibre musculaire, et est disposée en rangée. Au repos, elle mesure environ 2 à 2,5 microns de long.

Dans la bande I du sarcomère, on peut distinguer les filaments d'actine (filament fin) qui proviennent des disques Z, où il y a de l'alpha-actinine, qui est la protéine qui lie l'actine et la titine. Ce dernier est une protéine élastique (la plus grande dans le corps), et a deux fonctions :

• Il maintient la myosine dans sa position.
• Parce qu'il a une partie élastique, il agit comme un ressort récupérant la longueur de la myofibrille après la contraction musculaire.

Dans la bande A du sarcomère sont des filaments de myosine, responsables de la contraction musculaire.

Pendant la contraction du muscle, la bande H disparaît et la bande I est comprimée.

En cas de contraction musculaire, les filaments d'actine se déplacent avec les disques Z en direction du disque M et les filaments de myosine qui leur sont connectés. Bien que les filaments ne changent pas de leur propre longueur à l'exception de la titine pendant la contraction, la longueur du sarcomère change : avec une contraction le sarcomère devient plus court, avec l'extension il devient plus long.

Les processus de réparation des micro-blessures des rondelles en Z, qui résultent principalement du travail musculaire excentrique (c'est-à-dire du freinage), sont une explication possible des muscles endoloris.

✅ La strie A (ou bande A) distingue la partie médiane du sarcomère contenant les filaments épais de myosine et les filaments fins d'actine, apparaissant de ce fait sombre au microscope.

Fonctionnement

Le sarcomère, qui est l'unité de base des muscles striés, est un système biologique complexe à plusieurs composants transformant de manière contrôlée l'énergie chimique libérée lors de l'hydrolyse de l'ATP en travail mécanique.

Étant donné que le changement de longueur du sarcomère dans un muscle qui se contracte nécessite la présence de pièces mobiles bien coordonnées, de nombreuses protéines musculaires ont évolué pour s'adapter rapidement à l'environnement moléculaire et à la géométrie variables.

Par conséquent, les régions protéiques qui ne possèdent pas une structure tridimensionnelle rigide devraient jouer un rôle important dans les fonctions du sarcomère.

Les composants protéiques et l'architecture du sarcomère ont été largement revus. Les fonctionnalités des régions intrinsèquement désordonnées (IDR) dans deux groupes de protéines musculaires clés sont connus dans le contexte de la structure et du fonctionnement du sarcomère.

Un groupe de protéines, comprenant les isoformes squelettiques et cardiaques de la protéine C de liaison à la myosine (MyBP-C), est reconnu comme ayant un rôle régulateur dans la contraction du sarcomère.

Un autre groupe de protéines se compose de plusieurs isoformes de la famille d'homologie tropomoduline/léiomodine, et il est connu pour réguler la formation de filaments fins.

Les deux groupes représentent deux aspects différents mais fortement liés de la fonction du sarcomère, à savoir sa structure et la manière dont cette structure permet une performance musculaire normale (ou anormale, en cas de maladie) dans un environnement en constante évolution.

La contraction musculaire implique le glissement des filaments épais et minces les uns par rapport aux autres dans le sarcomère.

Les mesures des longueurs de sarcomère et de bandes A et I à partir de micrographies électroniques de muscles contractés et au repos ont fermement établi le mécanisme de contraction musculaire : le glissement des filaments minces d'actine et épais de myosine se sont croisés dans l'unité de sarcomère.

Ces mesures ont démontré que les longueurs des filaments individuels ne changent pas lorsqu'un muscle se contracte; pourtant, la distance entre deux disques Z adjacents se raccourcit dans le muscle contracté par rapport au muscle détendu.

Lorsque la longueur d'un sarcomère diminue dans un muscle contracté, la région de la bande I se raccourcit, tandis que la longueur de la bande A reste inchangée.

En rapport avec "sarcomère"

• fibre musculaire

  

  La fibre musculaire est une unité cellulaire du tissu musculaire, une cellule fusiforme, dont la propriété essentielle est la contractilité.

• fibre musculaire lisse

  

  Une fibre musculaire lisse est une cellule musculaire des parois des organes viscéraux, mononucléée et non striée.

• fibre musculaire striée cardiaque

  

  Une fibre musculaire striée cardiaque est une cellule musculaire du coeur, mono- nucléée, aie myofibrilles non régulières.

• fibre musculaire striée squelettique

  

  Une fibre musculaire striée squelettique distingue une cellule musculaire cylindrique, longue, résultant de la fusion de nombreux myoblastes et possédant...