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Contraction musculaire – le modèle des filaments glissants

BiologiePhysiologie humaine et animale16–17 ans

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Observez la contraction d’un sarcomère selon le modèle des filaments glissants : un influx nerveux atteint la jonction neuromusculaire, le réticulum sarcoplasmique libère du Ca²⁺, le Ca²⁺ se fixe sur la troponine et déplace la tropomyosine, puis les têtes de myosine forment des ponts d’union avec l’actine, pivotent et se détachent grâce à l’ATP. Modifiez l’apport de Ca²⁺ et d’ATP pour voir un muscle qui ne se contracte pas ou qui se bloque en rigidité, mesurez la bande A, la bande I et la zone H, tracez la courbe force–longueur du sarcomère et comparez une paire de muscles antagonistes ainsi que les fibres rapides et lentes.

Leçon : Contraction musculaire – modèle des filaments glissants, muscles antagonistes et types de fibres

Ce qu’elle montre

Le muscle squelettique se raccourcit parce que les filaments fins d’actine glissent entre les filaments épais de myosine dans chaque sarcomère. Un influx nerveux arrivant à la jonction neuromusculaire déclenche la libération d’ions calcium par le réticulum sarcoplasmique. Le calcium se fixe sur la troponine, la tropomyosine se déplace et les têtes de myosine s’accrochent à l’actine en formant des ponts d’union. Chaque tête pivote, puis l’ATP s’y fixe et elle se détache ; l’hydrolyse de l’ATP la remet en position. Sans ATP, les têtes restent accrochées : c’est la rigidité. Les filaments ne changent pas de longueur : la bande A reste constante, la bande I et la zone H raccourcissent.

Mode d’emploi

Dans l’écran Sarcomère, cliquez sur Envoyer un influx nerveux ou réglez la Fréquence des influx nerveux, puis observez les têtes et la courbe de longueur. Diminuez le Ca²⁺ libéré par influx ou cliquez sur Retirer l’ATP et comparez. Dans Tension–longueur, déplacez Longueur du sarcomère et cliquez sur Noter pour remplir le tableau. Dans Muscles et fibres, utilisez Contracter le biceps et Contracter le triceps, choisissez un Type de fibre et cliquez sur Lancer le test de fatigue.

Paramètres modifiables

  • Écran Sarcomère et cycle des ponts d’union, Courbe force–longueur du sarcomère, Muscles antagonistes, fibres rapides et lentes
  • Ca²⁺ libéré par influx 0–100 %
  • ATP disponible 0–100 %
  • Fréquence des influx nerveux 0–50 Hz
  • Longueur du sarcomère (mesure de la force) 1,2–3,8 µm
  • Type de fibre Lente (type I), Rapide (type II)

Questions à explorer

  1. Pourquoi la bande A garde-t-elle la même longueur alors que la bande I et la zone H raccourcissent ?
  2. Pourquoi les muscles deviennent-ils raides après la mort, quand l’ATP est épuisé ?
  3. Pourquoi le sarcomère produit-il la force maximale vers 2,0 à 2,25 µm ?

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