SARCOLEMMA: CARACTÉRISTIQUES, STRUCTURE ET FONCTION - LA BIOLOGIE - 2025

Le sarcolemme, également appelé myolemme, est la membrane plasmique qui constitue les cellules musculaires ou les fibres des tissus contractiles des animaux. Ces fibres ont la capacité de se contracter face à des stimuli électriques spécifiques, c'est-à-dire qu'elles peuvent réduire leur longueur, générant une force mécanique qui permet le déplacement des articulations, le mouvement et la déambulation des animaux.

Les cellules musculaires sont des cellules de grande longueur (surtout striées); ce sont des cellules nucléées qui possèdent tous les organites internes caractéristiques des organismes eucaryotes: mitochondries, réticulum endoplasmique et complexe de Golgi, lysosomes, peroxisomes, etc.

Organisation structurelle d'une fibre musculaire (Source: OpenStax via Wikimedia Commons)

Cependant, contrairement aux cellules d'autres tissus, les composants des cellules du tissu musculaire reçoivent des noms spécifiques, qui aident à les distinguer des autres cellules non contractiles.

Ainsi, sa membrane plasmique est appelée sarcolemme, son cytosol comme sarcoplasme, son réticulum endoplasmique comme réticulum sarcoplasmique et ses mitochondries comme sarcosomes.

Caractéristiques et structure

Le sarcolemme, comme toutes les membranes cellulaires, est une membrane composée d'une bicouche lipidique dans laquelle les lipides sont organisés de telle manière que les parties hydrophiles «regardent» vers les deux surfaces de la même (intra- et extracellulaire) et les parties hydrophobes ils sont «confrontés» au centre.

Elle mesure environ 100 ° d'épaisseur et est une membrane spécialisée, car nombre de ses caractéristiques sont liées aux fonctions des cellules musculaires.

Dans la région immédiate de la périphérie externe du sarcolemme, il y a une couche beaucoup plus épaisse (environ 500 °), qui correspond à un dépôt extracellulaire de matériaux moyennement denses.

Ces matériaux représentent la membrane basale, dont la densité diminue à mesure qu'elle s'éloigne du sarcolemme, s'approche de l'espace extracellulaire et se mélange à la substance fondamentale du tissu conjonctif environnant.

Système sarcotubulaire

Le sarcolemme est une membrane excitable, qui ressemble à bien des égards à la membrane plasmique des cellules neuronales, car elle fonctionne pour conduire des impulsions électriques et a la capacité de conduire un potentiel d'action.

En plus de les recouvrir, cette membrane s'étend dans les fibres musculaires striées sous forme de projections ou d'invaginations appelées tubules transverses ou tubules en T, constituant ce que de nombreux auteurs reconnaissent comme un système sarcotubulaire, à travers lequel les impulsions se propagent nerveux dans les fibres.

Sarcolemme, sarcoplasme et tubules en T (Source: Arcadian via Wikimedia Commons)

Les tubules T de ce système projettent transversalement vers les sites de liaison des bandes A et I des sarcomères dans les cellules du muscle strié, où ils entrent en contact avec le système tubulaire du réticulum sarcoplasmique dans le cytosol (sarcoplasme) du même fibre musculaire.

Puisque le contact entre le réticulum sarcoplasmique et un tubule T se produit de telle manière que le tubule est attaché de chaque côté avec la membrane du réticulum, cette «structure» qui est formée est connue sous le nom de triade.

Ainsi, lorsqu'une impulsion nerveuse stimule le sarcolemme à la surface cellulaire, la dépolarisation de la membrane «voyage» ou se propage dans son intégralité, y compris les tubules T en contact avec le réticulum sarcoplasmique, qui, à son tour, est en étroitement lié aux myofibrilles contractiles (fibres d'actine et de myosine).

La dépolarisation des tubules T provoque alors la dépolarisation du réticulum sarcoplasmique, ce qui provoque la libération d'ions calcium vers les myofilaments, activant leur contraction.

Protéines Sarcolemmal

Comme pour toutes les membranes cellulaires, le sarcolemme est associé à diverses protéines, intégrales et périphériques, qui lui confèrent nombre de ses propriétés fonctionnelles caractéristiques.

Ces protéines sont appelées protéines sarcolemmales et beaucoup d'entre elles contribuent au maintien de l'intégrité structurale des fibres musculaires, puisqu'elles agissent contre les forces physiques de contraction qui s'exercent sur le sarcolemme.

Certaines de ces protéines ancrent la structure interne des muscles à la membrane basale et à la matrice extracellulaire. Ceux-ci comprennent la dystrophine, les sarcoglycanes, l'utrophine, la dysferline, la cavéoline, la mérosine et les filaments intermédiaires.

Comme les cellules musculaires ont des besoins énergétiques élevés, le sarcolemme est également équipé d'une série de protéines intégrales sous forme de canaux qui facilitent le transport de différents types de molécules vers et depuis l'extérieur de la cellule, y compris les glucides, les ions et autres.

Ces protéines de type canal sont essentielles à la contraction musculaire, car grâce à elles, une fibre musculaire peut retrouver son état de repos après la dépolarisation induite par l'impulsion de la fibre nerveuse qui l'innerve.

Fonction Sarcolemma

Le sarcolemme agit dans l'établissement des cellules musculaires, ainsi que de la membrane plasmique de tout type de cellule corporelle. Par conséquent, cette membrane remplit des fonctions importantes en tant que barrière semi-perméable au passage de différents types de molécules et en tant que structure pour le maintien de l'intégrité cellulaire.

La matrice extracellulaire associée au sarcolemme contient des centaines de polysaccharides qui permettent aux cellules musculaires de s'ancrer aux différents composants qui composent et soutiennent le tissu musculaire, y compris les autres fibres musculaires adjacentes, favorisant la contraction simultanée du même muscle.

Contraction musculaire des fibres striées

Chaque fibre musculaire présente dans un muscle donné est innervée par la ramification d'un neurone moteur spécifique, ce qui stimule sa contraction. La libération d'acétylcholine au niveau du site de la synapse nerveuse entre le neurone et la fibre sarcolemme génère un «courant» qui se propage et active les canaux sodiques du sarcolemme.

L'activation de ces canaux favorise l'initiation d'un potentiel d'action qui commence au site de la synapse et est rapidement distribué dans tout le sarcolemme. Dans les fibres musculaires striées, ce potentiel d'action, à son tour, excite les récepteurs sensibles au potentiel dans les triades formées entre les tubules T et le réticulum sarcoplasmique.

Ces récepteurs activent les canaux calciques dès qu'ils «ressentent» la présence d'un potentiel d'action, permettant la libération de petites quantités de calcium divalent dans le sarcoplasme (à partir du réticulum sarcoplasmique), augmentant sa concentration intracellulaire.

Le calcium se lie à des sites spéciaux dans la structure d'une protéine appelée troponine-C, éliminant l'effet inhibiteur sur les myofibrilles qu'une autre protéine associée connue sous le nom de tropomyosine a, stimulant la contraction.

Références

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