Tissu musculaire

Tissu musculaire UE2-Bis Histologie Anne-Valérie CCM Lyon Est

Pour le concours, tout est à savoir par cœur. Les notions qui tombent plus souvent au concours sont marquées par un snoopy. Les illustrations du Pr. Nataf ont été intégrées à ce poly, de sorte qu’il n’y ait qu’un seul support d’apprentissage.

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I.

Généralités

Les cellules musculaires ne sont pas les seules cellules contractiles de l'organisme. Les cellules myoépithéliales (dont la contraction favorise la fonction d'excrétion des glandes exocrine), les myofibroblastes (uniquement observés en situations pathologique) et les péricytes (qui assurent la contractilité des capillaires). Les cellules musculaires forment 3 catégories de tissus musculaires.

Tissu musculaire strié Tissu musculaire lisse Tissu musculaire myocardique

= composante musculaire des muscles striés squelettiques et des muscles striés viscéraux permet les mouvements volontaires sous contrôle du système nerveux dit cérébro-spinal. Permet les mouvements non volontaires sous contrôle du système nerveux dit autonome ou végétatif. Qui est un sous-type de tissu musculaire strié permettant la contraction non volontaire du muscle strié cardiaque sous contrôle du système nerveux autonome.

Nota : Il faut aussi retenir que les cellules à activité contractile ne se limitent pas aux cellules musculaires. Quel que soit leur tissu d'appartenance, les myocytes, c'est- à-dire les cellules musculaires, possèdent les caractéristiques communes suivantes : Cytoplasme La membrane plasmique Une basale La dystrophine Les filaments intermédiaires (FI)

- Les myocytes contiennent deux types de protéines filamentaires contractiles : o Des myofilaments d'actine constitués d’isoformes musculaires de l’actine o Des myofilaments de myosine Contient de nombreux récepteurs et transporteurs, notamment des transporteurs du glucose Elle recouvre les myocytes Participe à un complexe protéique transmembranaire permettant l’ancrage des myofilaments d’actine à la laminine de la basale Sont formés de molécule de desmine

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II.

Le tissu musculaire strié Structure générale

Généralités

Composante musculaire

Cellule musculaire striée

On distingue : - Le muscle strié squelettique : il comprend 4 composantes : musculaire, conjonctive, vasculaire et nerveuse - Le tissu musculaire strié viscéral : il est observé au niveau du 1/3 inférieur de l’œsophage, du sphincter anal et du sphincter vésical. Il est intégré à la paroi du tube digestif ou de la vessie sans être individualité sous forme de muscle. - Le corps du muscle strié est relié au squelette par les tendons. - Il est formé de faisceaux de fibres musculaires - 1 fibre musculaire = 1 cellule musculaire

- La cellule musculaire striée est appelée rhabdomyocyte - Elle a la forme d'un fuseau d'environ 50 microns de diamètre et pouvant atteindre 50 cm de long - Les rhabdomyocytes possèdent plusieurs centaines de noyaux situés en périphérie de la cellule, contre la membrane plasmique encore appelée sarcolemme - Elle contient dans son cytoplasme plusieurs dizaines de myofibrilles qui sont formées par l'alignement d'unités contractiles élémentaires nommées sarcomères. - A l’échelle de chaque myofibrille, on observe une multitude de myofilaments dont l’agencement spatial est ordonné dans l’axe longitudinal et dans l’axe transversal. - Cet alignement donne un aspect strié caractéristique des muscles squelettiques : en coupe longitudinale après coloration standard, cette striation est observable en MO et correspond à l’alternance de bandes sombres et de bandes claires : o La bande sombre est nommée disque A car elle est anisotrope en microscopie à lumière polarisée, càd d’aspect inhomogène o La bande claire est nommée bande I car elle est isotrope, càd homogène Chaque bande claire est traversée d’une ligne transversale qu’on nomme strie Z. 2

Tissu musculaire CCM Lyon Est o Les disques A, disques I et stries Z sont observables à l’échelle de chaque myofibrille et sont alignées d’une myofibrille à l’autre. - Entre les myofibrilles, le cytoplasme restant est nommé sarcoplasme et contient les organites et molécules suivantes : o Des mitochondries volumineuses alignées le long des myofibrilles et qui leur fournissent l'ATP nécessaire à la fonction contractile o Des grains de glycogène pour le stockage du glucose o Des molécules de myoglobine : donnent leur coloration rouge aux muscles. Leur fonction est de fixer l’oxygène et de le transmettre aux mitochondries. o Des protéines du cytosquelette (FI de desmine et microtubules) assurant la cohésion des faisceaux de myofibrilles o D’autres protéines telles que la créatine et la créatine phospho- kinase (CPK) qui permet le catabolisme de la créatine en créatinine : la créatininémie est corrélée à la masse musculaire, et la clairance de la créatinine est le reflet de la fonction rénale. o Des poches de RE lisse encore appelé réticulum sarcoplasmique qui forment un réseau participant au système dit sarcotubulaire ou système T Résumé :

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Tissu musculaire CCM Lyon Est Fibres de La richesse relative en glycogène, mitochondries et myoglobine permet de distinguer les fibres de type I (dites rouges) des fibres de type II (dites blanches). type I et II Selon la localisation du muscle strié, on peut observer une prédominance d’un type de fibre par rapport à l’autre mais aucun muscle n’est composé exclusivement d’un seul type de fibres. Les fibres rouges : Les fibres blanches : - Riches en mitochondries - Pauvres en mitochondries - Riches en myoglobine - Pauvres en myoglobine - Pauvres en glycogène - Riches en glycogène - Fonctionnement aérobie - Fonctionnement anaérobie - Abondantes dans les muscles posturaux, càd dans les muscles impliqués - Abondantes dans les muscles phasiques, càd dans les muscles dont l’activité dans le maintien des postures : abdominaux, intercostaux repose sur l’alternance de phase contractiles et de phase non contractiles : - Fatigabilité faible biceps, triceps...). - Contraction lente - Fatigabilité élevée - Contraction rapide Composante Les fibres musculaires striées (càd les cellules musculaires) sont groupées conjonctive en faisceaux et sont réunies et entourées par un TC formant plusieurs tuniques : - L'épimysium : revêt le muscle dans son entier - le périmysium : entoure chaque faisceau de fibres et comble les espaces entre faisceaux On y trouve des amas d’adipocytes - l'endomysium : entourant chaque fibre musculaire

Par ailleurs, les cellules musculaires et le tissu conjonctif de soutien sont reliés au squelette par les tendons : formations de tissu conjonctif dense dont les fibres de collagène adhérent à l’épimysium mais aussi, pour certaines d’entre elles, à la basale des cellules musculaires les plus longues. On observe à ce niveau des replis de la membrane plasmique des rhabdomyocytes. Ces replis permettent d’augmenter la surface d’interaction entre le TC (tendon) et l’extrémité des fibres musculaires. On observe à ce niveau des jonctions myotendineuses : ponts moléculaires reliant les myofilaments d’actine et les fibrilles de collagène.

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Tissu musculaire CCM Lyon Est Composante vasculaire

Des vaisseaux sanguins (artérioles et veinules) : - circulent dans les cloisons conjonctives du périmysium - et forment un réseau capillaire artérioveineux au niveau de l'endomysium. Ce réseau entoure chaque fibre musculaire. Par ailleurs, le muscle strié squelettique présente une riche vascularisation lymphatique.

Composante nerveuse

Innervation motrice : Chaque cellule musculaire est innervée par une fibre nerveuse motrice issue d'un motoneurone alpha. - Le corps cellulaire de chaque motoneurone alpha est localisé dans la corne antérieure de la moelle épinière - Il envoie un axone dont chacune des terminaisons fait synapse au niveau d'une jonction neuromusculaire, encore appelée plaque motrice. - Chaque motoneurone commande ainsi plusieurs fibres musculaires via l'arborisation axonale terminale. - Le neurotransmetteur des jonctions neuromusculaires est l’acétylcholine (ACh) o Les récepteurs de l’ACh sont localisés sur la membrane plasmique des fibres musculaires o Dans la fente synaptique, l’ACh en excès est dégradée par l’acétylcholine estérase - L'ensemble des fibres musculaires sous contrôle d'un motoneurone constitue une unité motrice.

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Tissu musculaire CCM Lyon Est Innervation sensitive : Le muscle strié est également innervé par des fibres nerveuses sensitives qui font synapse au niveau de deux structures équipées de mécanorécepteurs : les fuseaux neuromusculaires et les organes neurotendineux Les fuseaux neuromusculaires : - Ce sont des structures encapsulées localisées au sein de faisceaux de fibres formées de fibres musculaires spécialisées - les fibres intrafusales, et de fibres sensitives les fibres 1-a, qui sont sensibles à l’étirement des fibres musculaires intrafusales. - A l’état basal, le maintien d’un état d’étirement normal des fibres intrafusales est assuré par des fibres nerveuses motrices spécialisées, les fibres gamma. Ce sont des axones dérivés de motoneurones localisés dans la corne antérieure de la moelle épinière (zone de substance grise càd riche en corps cellulaires neuronaux), les motoneurones gamma, qui assurent l’innervation motrice des fibres musculaires intrafusales (via les fibres gamma) et extrafusales (via les fibres alpha), ce qui permet de stopper l’étirement. Ce circuit synaptique est nommé réflexe myotatique.

Le sarcomère Ultrastructure morphologique

- Chaque sarcomère est localisé entre 2 stries Z - Il est constitué de myofilaments parallèles à son grand axe et qui se répartissent en 2 contingents : o Les myofilaments épais o Les myofilaments fins - Le disque sombre ou disque A contient des myofilaments fins et des myofilaments épais, ce qui lui confère son aspect anisotrope (hétérogène au plan moléculaire et optique) - Le disque clair ou disque I ne contient que des myofilaments fins ce qui lui confère son caractère isotrope. (homogène au plan moléculaire et optique) - Les myofilaments fins s’arriment aux myofilaments fins des sarcomères voisins au niveau des stries Z, composées de molécules d’alpha-actinine. - Au sein du disque A, o La zone centrale appelée bande ou disque H ne contient que des myofilaments épais dont les extrémités se font vis à vis au niveau de la strie M. o Les parties latérales du disque A sont les zones ou les myofilaments fins et épais se chevauchent et établissent des contacts nommés ponts d’union. Nuances sémantiques à retenir : le terme de « strie » désigne les zones d’arrimage des myofilaments fins (strie Z) ou des myofilaments épais (strie M). Les termes de bande ou de disque (A, I, H) sont en revanche utilisés indifféremment (l’un ou l’autre) pour désigner les autres régions du sarcomère.

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Tissu musculaire CCM Lyon Est Ultrastructure moléculaire

Myofilaments fins : Ils sont constitués de trois éléments : - Des molécules d’actine filamenteuse (c’est-à-dire une forme polymérisée d’actine globulaire). - Des molécules de tropomyosine qui s’enroule autour de l’axe formé par les molécules d’actine. - Des molécules de troponine qui s’insèrent de manière périodique sur les molécules d’actine sous forme d’hétérotrimère. Ces hétérotrimères sont constitués de 3 sous-unités : o La troponine I (inhibitrice) qui masque au repos le site d’interaction de l’actine avec la myosine o La troponine C qui est capable de fixer le calcium o La troponine T qui se lie à la tropomyosine Myofilaments épais : - Chaque myofilament épais résulte de l’assemblage d’environ 300 molécules de myosine. - La molécule de myosine ressemble à une crosse de Hockey à double tête présentant au niveau de chaque tête 1 site de liaison à l’actine et 1 site à activité ATPase qui est actine dépendante. - Les têtes de molécule de myosine émergent régulièrement le long des myofilaments épais selon une disposition hélicoïdale.

Fonctionnement

- Au repos : la troponine i masque le site de liaison de la myosine avec l’actine - L’influx nerveux induit une augmentation de la concentration intracytoplasmique de calcium et celui-ci se fixe à la troponine C. Cette fixation induit un changement de conformation de la troponine qui permet le démasquage du site de fixation de l’actine à la myosine. - La liaison actine-myosine déclenche l’activité ATPase de la myosine permettant l’hydrolyse de l’ATP en ADP. - L’energie fournie permet le basculement de la tête de myosine qui induit un déplacement des myofilament fins le long des myofilaments épais et donc la contraction musculaire.

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Le système sarcotubulaire (ou système T) - La cellule musculaire striée squelettique est un des rares types cellulaires qui est riche en réticulum endoplasmique lisse appelé dans ce cas réticulum sarcoplasmique - Le réticulum sarcoplasmique est constitué par un réseau de canalicules anastomosés qui entoure chaque myofibrille. - Ces canalicules se réunissent périodiquement pour former des citernes terminales à chaque jonction entre disque I et disque A - Ces citernes sont le siège de fortes concentrations en calcium - Par ailleurs, au niveau de chaque jonction entre disque I et disque A, on observe entre 2 citernes terminales adjacentes une invagination tubulaire de la membrane plasmique des rhabdomyocytes : le tubule T - Chaque tubule forme ainsi avec 2 citernes terminales adjacentes ce qu’on appelle une triade - C’est l’ensemble des triades que l’on nomme système sarcotubulaire ou système T - Le rôle du système T est de transmettre l’onde de dépolarisation induite par l’influx nerveux depuis la plaque motrice jusqu’au réticulum sarcoplasmique - Cette onde suit la membrane plasmique jusqu'aux invaginations tubulaires puis est transmise aux citernes terminales. Elle y provoque la libération de calcium en forte concentration et la contraction des myofibrilles.

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Les cellules satellites Origine

- Les cellules satellites sont des cellules souches musculaires permettant la croissance, le renouvellement et la régénérescence du tissu musculaire. - L’origine des cellules satellites se confond avec celle du tissu musculaire strié squelettique dans son ensemble : o Chez l’embryon humain âgé de 4 semaines, on observe, dans des zones génétiquement déterminées, une prolifération/différenciation de cellules souches mésenchymateuses conduisant à la formation de myoblastes. o Ces myoblastes ont acquis certaines caractéristiques moléculaires de myocytes tout en préservant un potentiel prolifératif de cellules souches. o Les myoblastes fusionnent les uns avec les autres et forment des structures nommées myotubes. o À partir de 5 semaines, les myotubes s’allongent par fusions successives et présentent un enrichissement progressif en myofilaments. o À partir de 20 semaines, les myofibrilles présentent un aspect strié et les noyaux jusqu’alors centraux migrent progressivement vers la périphérie. o Durant ce processus de développement embryologique qui s’étend de la 4ème semaine à la naissance, on observe la persistance de myoblastes non fusionnés qui vont cesser de proliférer, devenir quiescents et finalement se localiser à la périphérie des cellules musculaires, dans un dédoublement de la basale. Ce sont les cellules satellites quiescentes. o Chez l’adulte, le terme de myoblaste est réservé aux cellules satellites activées.

Cellules souches

Toutes les cellules souches présentent des caractéristiques communes : - des capacités de renouvellement par division asymétrique et d'expansion par division symétrique - un large potentiel de différenciation : on distingue : o les cellules souches totipotentes : capables de générer toutes les cellules de l'organisme et les cellules des annexes embryonnaires o les cellules souches pluripotentes : capables de générer toutes les cellules de l'organisme o les cellules multipotentes : capables de générer plusieurs types cellulaires dérivant du même feuillet embryonnaire - la localisation dans un micro-environnement spécifique : la niche des cellules souches. Celle-ci est souvent constituée d'une basale et de capillaires. Les tissus dans lesquels on peut observer des cellules souches (et éventuellement les recueillir pour analyses ou cultures cellulaire) sont les suivants : - la masse cellulaire interne du blastocyste (embryon de moins de 7 j) contient des cellules souches embryonnaires (cellules pluripotentes) - les tissus post-embryonnaires (foetaux, post-nataux et adultes) contiennent des cellules souches somatiques (cellules multipotentes)

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Tissu musculaire Morphologie

Caractéristiqu es moléculaires

CCM Lyon Est - Les cellules satellites quiescentes : sont localisées dans un dédoublement de la lame basale et sont préférentiellement situées à proximité des capillaires et des plaques motrices. Elles ont un rapport nucléo-cytoplasmique élevé, peu d’organites cellulaires et une hétérochromatine riche (ADN faiblement accessible aux facteurs de transcription). Elles sont dépourvues de ramifications. - Les cellules satellites activées : ce sont des progéniteurs musculaires donc des myoblastes. Elles sont également localisées dans un dédoublement de la lame basale mais peuvent migrer à distance de leur localisation initiale et franchir la basale pour fusionner avec la fibre musculaire lésée ou avec d'autres cellules satellites activées. Ces cellules présentent une activité mitotique qui s’accompagne de l’enrichissement en organites cellulaires, une diminution du rapport nucléocytoplasmique, un appauvrissement en hétérochromatine et l’acquisition de ramifications du corps cellulaire. - Les cellules satellites quiescentes expriment un certain nombre de marqueurs qui sont présents sur d’autres types de cellules souches et en particulier les cellules souches hématopoïétiques. Il s'agit des molécules de surface CD34 et SCA ("stem cell antigen"). - Elles expriment également des marqueurs spécifiques du lignage musculaire quel que soit le stade de maturation de la cellule : o le facteur de transcription MNF (myocyte nuclear factor, qui joue un rôle important dans le maintien du phénotype musculaire) o la molécule d’adhésion M-cadhérine.

- L’activation, la prolifération et la différenciation des cellules satellites s’accompagnent de la perte des marqueurs membranaires les plus immatures (CD34, SCA). On observe, en parallèle, l’expression de gènes impliqués dans le phénomène de spécification musculaire. Il s’agit de gènes codant pour des facteurs de transcription contrôlant l’expression d’un ensemble de gènes spécifiques des cellules musculaires matures

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Tissu musculaire Fonctions

Contrôle moléculaire

CCM Lyon Est Lors de tout traumatisme musculaire ou lors de toute perte de fibres musculaires quelle que soit son origine, on observe la séquence suivante : - Etape N°1 : les cellules satellites quiescentes s'activent et prolifèrent. On parle de mobilisation des cellules souches. Cette activation/prolifération conduit au renouvellement des cellules satellites quiescentes et à la génération de cellules musculaires immatures : les myoblastes (progéniteurs musculaires) ; il s'agit d'un processus de division asymétrique, propre aux cellules souches dans leur ensemble, et qui permet la génération de cellules identiques à la cellule mère (permettant le renouvellement du pool de cellules souches) et de cellules qui sont engagées dans une voie de différenciation (ici, dans le lignage musculaire). - Etape N°2 : les myoblastes migrent jusqu’au site de lésion en restant sous la lame basale lorsque celle-ci est préservée par le processus pathologique - Etape N°3 : les myoblastes fusionnent avec une fibre musculaire pré-existante (on observe alors une hypertrophie des fibres musculaires) ou fusionnent entre eux pour former une nouvelle fibre musculaire (on observe alors une augmentation du nombre des fibres musculaires : c'est le phénomène d'hyperplasie). - Etape N°4 : la fibre musculaire nouvellement formée (néo-formée) ou régénérée aura la particularité, pour un temps, de présenter une localisation centrale des noyaux. La mobilisation des cellules satellites est soumise à une étroite régulation qui dépend de facteurs dérivés essentiellement de composants de la niche (cellules endothéliales et plaque motrice) des cellules satellites elles-mêmes et de cellules immunes infiltrant le tissu musculaire lésé. - Les motoneurones contrôlent également la mobilisation des cellules satellites en synthétisant notamment des neurotrophines. Ce rôle des motoneurones donne un sens à la localisation préférentielle des cellules satellites à proximité de la plaque motrice ; la jonction neuromusculaire est un des éléments de la niche des cellules satellites. - Les cellules endothéliales des capillaires, elles aussi localisés à proximité des cellules satellites, contrôlent la mobilisation des cellules satellites via la synthèse de facteurs de croissance (pour mémoire IGF et HGF) ; les capillaires participent à la niche des cellules satellites. - Les cellules satellites contrôlent elles-mêmes leur mobilisation sur un mode autocrine en synthétisant elles aussi des facteurs de croissance. - Les cellules immunes qui infiltrent le tissu musculaire lésé. On considère qu'un rôle majeur est joué par les macrophages qui synthétisent des cytokines induisant l'entrée en cycle cellulaire des cellules satellites (LIF et IL-6).

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Exemples de pathologies musculaires Myopathie (ou Maladie monogénique liée à l'X. Le gène muté ou partiellement délété code pour la dystrophine. Les dystrophie manifestations cliniques sont en rapport avec les fonctions exercées par la dystrophine dans l'ensemble des musculaire) de cellules musculaires. Duchenne

Les polymyosites

Pathologies musculaires au cours desquelles on observe une infiltration de cellules immunes (lymphocytes T CD4 et T CD8 notamment) au niveau de l'endomysium. Cette pathologie peut s'observer dans le contexte d'une maladie auto-immune ou d'une néoplasie (cancer).

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III.

Le Tissu Myocardique Généralités

- Le tissu myocardique est formé de cellules musculaires striées myocardiques, les cardiomyocytes - A la différence des cellules musculaires striées squelettiques, les cardiomyocytes présentent la caractéristique essentielle de se contracter spontanément de façon rythmique en l’absence de commande nerveuse - Au cours du développement embryonnaire, les contractions du tissu myocardique précèdent son innervation. - De même, in vitro, les cardiomyocytes présentent une activité contractile spontanée et rythmique. - Toutefois, l’activité contractile spontanée du tissu myocardique subit l’influence de : o L’innervation parasympathique qui ralentit le rythme cardiaque o Et de l’innervation sympathique qui accélère le rythme cardiaque. - Les cardiomyocytes sont regroupés au sein du myocarde ; celui-ci est bordé par l’endocarde (endothélium en contact avec le sang) et le péricarde - La vascularisation du myocarde est assurée par les artères coronaires. Contrairement à la vascularisation classiquement observée dans la plupart des organes, le lit artériel et capillaire de cette vascularisation ne présente pas de système de suppléance vasculaire par anastomose ; il s’agit d’une vascularisation terminale en chandelier.

Spécificités morphofonctionnelles Les cardiomyocytes sont des cellules musculaires striées qui présentent un certain nombre de spécificités morphofonctionnelles les distinguant des rhabdomyocytes : Morphologie - Cellules cylindriques et courtes (les cellules musculaires striées squelettiques sont fusiformes)

- Cellules à noyau unique (parfois binucléée), allongé, central - Les extrémités cellulaires présentent une bifurcation en queue de poisson - Elles établissent des contacts intercellulaires visualisables en microscopie optique sous forme de stries dites scalariformes. Les cardiomyocytes forment des travées cellulaires qui s'organisent de façon non-aléatoires en formant des structures en encorbellement. - Par ailleurs, on n’observe pas de cellules satellites dans le tissu myocardique et en corollaire, le tissu myocardique ne présente pas de potentiel d’autorenouvellement ou de réparation après lésion.

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Tissu musculaire

Sarcomère et sarcoplasme -

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Sarcolemme

CCM Lyon Est l’ultrastructure, la composition moléculaire et le fonctionnement des sarcomères sont similaires à ceux des muscles striés squelettiques Cependant, lorsque des molécules portent le même nom dans les deux types de myocytes striés, il s'agit souvent d'isoformes différentes. Par ailleurs, dans les cardiomyocytes, les myofibrilles sont absentes de la zone centrale périnucléaire. Dans cette zone, les myofibrilles font place à de nombreuses mitochondries et grains de glycogène. Les mitochondries des cardiomyocytes sont plus nombreuses et volumineuses que dans les rhabdomyocytes. Par ailleurs les crêtes y sont plus nombreuses et serrées. Les grains de glycogène, abondant dans la zone périnucléaire sont également observés entre les myofilaments au sein même des myofibrilles. Le réticulum sarcoplasmique est richement développé mais moins organisé et régulier. Il forme des diades et non des triades avec les tubules T. Par ailleurs ces diades sont localisées au niveau des stries Z et non pas à la jonction disque I/disque A.

- Le sarcolemme des cardiomyocytes se différencie de celui des rhabdomyocytes par l’absence de plaques motrices et de jonctions neuro-musculaires et par l’existence de multiples systèmes de jonctions intercellulaires. - Ces systèmes de jonctions intercellulaires permettent la transmission des forces contractiles et la diffusion de l’excitation musculaire d’une cellule à l'autre. - On peut dire qu’à défaut de présenter une grande taille, les cardiomyocytes forment des chaînes de cellules étroitement liées entre elles. - Les systèmes de jonctions intercellulaires sont localisés au niveau des stries scalariformes et sont constitués de 3 éléments : o Des desmosomes reliés aux filaments intermédiaires de desmine o Une zonula adherans reliée aux filaments d’actine o Des jonctions communicantes constituées de connexine 43 et qui sont localisées sur les parties latérales des stries scalariformes Ces systèmes de jonctions permettent aux cardiomyocytes de s'organiser en travées (assemblages de cardiomyocytes).Ces travées présentent de multiples orientations qui dessinent un mouvement d'encorbellement autour des cavités auriculaires et ventriculaires. 14

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Sous-populations de cardiomyocytes Les caractéristiques décrites ci-avant concernent les cardiomyocytes dits contractiles ou de travail, càd la grande majorité des cardiomyocytes. Toutefois, 2 autres catégories de cardiomyocytes sont à distinguer : les cellules cardionectrices et les cellules myoendocrines. Cellules cardionectrices

- Sont des cardiomyocytes spécialisés dans la conduction de la contraction musculaire - Pauvres en myofibrilles mais riches en mitochondries. - Se regroupent : o sous forme d'amas cellulaires (les nœuds sino-atrial et atrioventriculaire) o ou forment des faisceaux circulant dans la profondeur de la paroi myocardique, à proximité des cavités myocardiques. Le faisceau le plus important est le faisceau de His qui circule dans le septum interventriculaire avant de donner 2 branches terminales dans les ventricules gauche et droit. Cellules - Sont des cardiomyocytes pauvres en myofibrilles myoendocrines - Localisés dans la paroi des oreillettes - Exercent des fonctions essentiellement endocrines via la sécrétion dans le sang d’une molécule à activité endocrine : le facteur auriculaire natriurétique (FAN) Cette sécrétion s’effectue par un mécanisme d’exocytose qui est déclenché par l’étirement des cellules myoendocrines. Au repos, les vésicules sont localisées à proximité de l’appareil de Golgi et c’est l’étirement des cellules sous l’effet d’une augmentation rapide du volume sanguin qui entraîne leur migration vers la membrane plasmique, puis leur fusion avec celle-ci. Le FAN agit au niveau du rein en augmentant la diurèse et en particulier la natriurèse.

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Exemple de pathologie myocardique : l’infarctus du myocarde - Lié à l’obstruction d’une ou plusieurs artères coronaires - Il est caractérisé par une nécrose plus ou moins étendue du myocarde avec infiltration secondaire de cellules immunes dérivant du sang (essentiellement des macrophages) - Le diagnostic biologique s’appuie sur le dosage sanguin de : o La créatine phospho-kinase (CPK) o Et de son isoforme spécifiquement cardiaque, la CPK-MB o Ainsi que celui de l'isoforme cardiaque de la troponine. - On peut considérer que la susceptibilité particulière du myocarde aux phénomènes ischémiques est lié à la vascularisation coronarienne en chandelier (avec peu d'anastomose et donc peu de possibilités de suppléance vasculaire) - Par ailleurs, l'absence de cellules souches myocardiques endogènes rend cet organe plus sensible aux conséquences de l'ischémie

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IV.

Le tissu musculaire lisse Généralités

- La contractilité des vaisseaux sanguins et de nombreux organes creux repose sur la présence de cellules musculaires lisses dans leur paroi : c’est le cas en particulier du tube digestif, des bronches ou encore de la vessie. - Certains muscles sont exclusivement composés de cellules musculaires lisses (pour ce qui concerne leur composante musculaire) : c’est le cas du muscle utérin. - Les cellules musculaires lisses, encore appelées, léiomyocytes, sont le plus souvent regroupées en faisceaux ou en lames càd en couches superposées.

Caractéristiques morphofonctionnelles Forme

- Varie en fonction de leur état de contraction : o Au repos : forme allongée, en fuseau o A l’état contracté : forme ovoïde

Noyau, cytoplasme, myofilaments

- Noyau unique et central - Nombreuses mitochondries - Réseau de myofilaments dont l’organisation n’est pas aussi régulière que celle des myofilaments des muscles striés. Dans ce réseau, les myofilaments d'actine s'attachent à des zones denses constituées d'alphaactinine (et donc analogues aux molécules composant la strie Z), et qui sont dispersées dans le cytoplasme ou accolées à la face interne de la membrane plasmique. - Présente des invaginations nommées cavéoles dont les fonctions sont similaires à celles des tubules T. - Les cavéoles contrôlent l’entrée intracytoplasmique d’ions Calcium à la suite d’une excitation membranaire. - Il s’agit d’une excitation au sens large qui peut être d’ordre mécanique, hormonale ou nerveuse.

Membrane plasmique

Renouvellement Les léiomyocytes présentent un important potentiel de prolifération → l’une des causes de l’athérosclérose est la prolifération des cellules musculaires lisses de la paroi artérielle

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Cellules apparentées aux cellules musculaires lisses 3 types de cellules contractiles sont considérés comme apparentés aux cellules musculaires lisses. - Elles contiennent toutes des protéines contractiles (actine, myosine) et des filaments intermédiaires de desmine - Elles présentent un important potentiel de prolifération Cellules - Cytoplasme en forme de croissant myoépithéliales - Localisées à la périphérie des glandes exocrines, entre la basale et les cellules épithéliales sécrétrices, en monocouche ou isolées - Fonctions : o Facilitent l’expulsion des produits de sécrétion des glandes exocrines o Ont peut-être un rôle dans la réparation tissulaire - Marqueurs : cytokératine + alpha SMA (« smooth muscle actin ») - Leur régulation se fait par : o Le système nerveux autonome o Des hormones o Des cytokines Les péricytes - Localisés dans un dédoublement de la basale des capillaires et des veinules - Présentent in vitro des caractéristiques fonctionnelles de cellules souches mésenchymateuses (prolifération, potentiel de différenciation). La relevance in vivo de ces observations n’est toutefois pas encore démontrée. - Marqueurs : marqueur de cellules endothéliales + alpha SMA («smooth muscle actin») - Fonctions : o Facilitation mécanique à la circulation sanguine o Réparation tissulaire o Immunité o Développement et homéostasie du système capillaire - Leur régulation se fait par : o Le système nerveux autonome o Des hormones o Des cytokines Les - Présentent des caractéristiques communes aux fibroblastes et aux cellules musculaires myofibroblastes lisses : notamment expression de filaments intermédiaires de desmine et de vimentine - Présentes en faible nombre à l’état normal dans le TC lâche - S’accumulent dans de nombreuses situations pathologiques où l’on observe une fibrose réactionnelle, puis une fibrose cicatricielle. On considère que lors de ces processus fibrotiques, l’accumulation des myofibroblastes est liée à la prolifération de myofibroblastes déjà présents dans le site lésionnel et/ou à la différenciation de fibroblastes en myofibroblastes. - Fonctions : o Facilitation de l’élimination/évacuation des débris cellulaires et du liquide insterstitiel (dont le volume est augmenté en situation d'oedème inflammatoire o Réparation tissulaire o Immunité - Marqueurs : marqueur de fibroblastes + alpha SMA («smooth muscle actin») - Localisation : non associés à une basale ; peu nombreux dans tissu conjonctif lâche, nombreux dans tissu conjonctif lâche remodelé (en phase de réparation ou à l’état cicatritiel) +++ - Leur régulation se fait par : o Des hormones o Des cytokines

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