Le muscle lisse bronchique

Tout d'abord, c'est l'ensemble de la contraction de chacune des cellules du muscle lisse  par de nombreux messagers, qui fait qu'à une échelle plus grande, on parle de contraction du muscle lisse. Celle-ci est très prononcée lors d'une crise d'asthme.

Nous allons donc voir comment ces messagers agissent sur les cellules du muscle lisse bronchique et nous allons détailler le mécanisme moléculaire de cette contraction.

1) La structure du muscle lisse

L'unité de base de notre organisme est la cellule. Il existe des centaines de types cellulaires, parmi lesquels on distingue les myocytes (ou cellules musculaires), qui sont elles-mêmes divisées en cellules musculaires striées ou lisses. Ces dernières forment le muscle lisse qui tapisse toute la surface des voies aériennes depuis la trachée jusqu'aux alvéoles. A titre d'indication, plus le diamètre des voies respiratoires rétrécit, plus le tissu musculaire prédomine et moins on retrouve d'éléments cartilagineux (il n'y en a plus dans les alvéoles)

- Carte d'identité de la cellule musculaire lisse et du muscle lisse :

 organites : appareil de Golgi, noyau central, réticulum sarcoplasmique, nombreuses mitochondries...
- taille : de 2 à 20µm
- forme : fusiforme allongée (forme d'un fuseau)
- les cellules se regroupent en faisceaux et sont reliées par des jonctions d'ancrages et de communication (jonction gap).
- agencement spatial irrégulier qui caractérise la cellule musculaire lisse

Un grand nombre de messagers extracellulaires contrôlent la contraction du muscle lisse bronchique. Les interactions entre le muscle lisse et les messagers se font grâce à de nombreux récepteurs présents sur la membrane plasmique.

2) La contraction du muscle lisse bronchique

Comment a lieu la contraction du muscle lisse bronchique? Quels sont les éléments impliqués/concernés dans la contraction du muscle lisse?

Tout d'abord, la contraction du muscle lisse est involontaire, contrairement aux muscles striés squelettiques. C'est-à-dire que l'on ne pense pas à contracter son muscle lisse, les systèmes parasympathique et sympathique s'en occupent sans que nous y pensions.

Le muscle lisse peut se retrouvé sous un état contracté ou relâché. La concentration cytoplasmique en Ca2+ joue alors un rôle primordial. Elle est de 1700nM lors de la bronchoconstriction et de 200nM lors de la bronchodilatation. Cette présence en Ca2+ a deux origines : une origine extracellulaire et une origine intracellulaire à l’intérieur du réticulum sarcoplasmique.

 Nous allons nous concentrer sur l'origine intracellulaire, car à ce jour trop peu d'informations sont connues sur l'augmentation de la concentration en Ca2+ cytoplasmique d'origine extracellulaire.

Voici le processus intracellulaire conduisant à l'augmentation de la concentration en Ca2+ cytoplasmique :

La membrane de la cellule musculaire lisse est pourvue de récepteurs, dont les récepteurs muscariniques M3 sur lesquels vient se fixer l'acétylcholine (en premier messager).

Une protéine G (la Gq-11) est couplée à ce récepteur. Elle est munie de 3 sous-unités α, β, γ. L’unité α comporte de la GDP. Le changement de la structure tridimensionnelle  de la sous-unité α est causé par l’activation du récepteur, ce qui engendre la libération de la GDP. La GTP prend la place de la GDP. La protéine G se sépare en 2 sous cette action : d’un côté la sous-unité α avec la GTP et de l’autre le complexe contenant les sous-unités β et γ.

La sous-unité α se déplace et active une nouvelle protéine transmembranaire la phospholipase C (ou PLC) qui coupe les phospholipides membranaires PIP2 en 2.

Coupure de PIP2 par la phospholipase C (PLC):


Cette coupure des phospholipides  PIP2 engendre 2 parties. Une partie avec la tête hydrophile inositol + phosphate (l'inositol-3-phosphate ou IP3) soluble dans le cytosol, et une autre partie constituée d'acides gras qui devient la DAG qui reste dans la membrane de la cellule. Ces 2 nouveaux constituants : IP3 et DAG forment des seconds messagers. L'IP3 vient se fixer sur son récepteur situé au niveau des canaux calciques du réticulum sarcoplasmique. Ce signal déclenche la sortie de Ca2+ intracellulaire stocké dans le réticulum sarcoplasmique par ces canaux calciques.

Ainsi, grâce à la libération du Ca2+ contenue dans le réticulum, la concentration de Ca2+ cytoplasmique augmente.

 Schéma bilan :


Nous vous proposons une vidéo qui résume très bien les différents mécanismes détaillés ci-dessus : Cliquez ici

3) Le mécanisme de la contraction de la cellule musculaire lisse

Le Ca2+ cytoplasmique s'unit à la calmoduline qui vient se fixer à la protéine kinase MLCK (Myosin Light Chain Kinas). Celle-ci phosphoryle la tête du filament épais de myosine: la MLC20 (Myosin Light Chain 20). Cette phosphorylation de MLC20 permet l'interaction entre la tête de myosine et le filament d'actine. L'interaction entre myosine et actine permet immédiatement le cycle d'hydrolyse de l'ATP. Ce mouvement entraîne ensuite le glissement des filaments fins d’actines par rapport aux filaments épais de myosine.





Ce mouvement de la tête globulaire sur le filament fin d'actine est actionné par le cycle ATPasique. L'ATP est hydrolysée  puis il y a libération d'un ADP et un Phosphate. Cela permet la fixation d'un nouvel ATP.
Ce cycle enclenche le mouvement mécanique de la tête de myosine sur le filament mince d'actine. Ce phénomène est répété sur l'ensemble des myofilaments ce qui permet la contraction de la cellule musculaire lisse, et donc la contraction du muscle lisse bronchique.













 ( Pour voir l'effet de la contraction du muscle lisse à une échelle plus grande, se référer à l'image du 2) La contraction du muscle lisse bronchique )

4)  L’expression, chez les asthmatiques, d’un isoforme de myosine qui facilite la contractilité 

Sur la tête de myosine on retrouve la présence d'un insert de 7 acides aminés en plus du lieu de fixation de l'actine et de l'ATP. Cet insert est le produit de l’expression d'un seul gène. Chez l'asthmatique, il s'agit de l'isoforme SM-B. Cette isoforme est responsable de l’augmentation de la flexibilité de la tête de myosine, ce qui augmente la vitesse de contraction du muscle lisse. En effet, le muscle lisse présent chez l’asthmatique a la particularité de se contracter plus rapidement que chez un individu non atteint, du fait de la présence de cet insert.

1 commentaire:

  1. Je sais pas à qui on doit la conception du site mais franchement elle déchire !

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