muscle cardiaque Votre cœur bat environ une fois par seconde pendant toute votre vie et, bien sûr, n’a aucune possibilité de se reposer. Sa production doit s’ajuster rapidement pour répondre aux besoins du corps et peut passer d’environ 5 litres de sang / min au repos à plus de 25 litres / min lors d’exercices intenses. Les exigences particulières du cœur nécessitent un type particulier de muscle, le muscle cardiaque, qui ne se trouve nulle part ailleurs dans le corps. Le muscle cardiaque est à certains égards similaire au muscle squelettique et lisse. Par exemple, les trois se contractent lorsqu’une augmentation du calcium à l’intérieur de la cellule musculaire permet une interaction entre les filaments d’actine et de myosine. Cependant, le muscle cardiaque a une structure unique et diffère par la manière dont la contraction est initiée et régulée.Au microscope, le muscle cardiaque est constitué de faisceaux entrelacés de myocytes cardiaques (cellules musculaires). Comme le muscle squelettique, il est strié de bandes étroites sombres et claires, en raison de la disposition parallèle des filaments d’actine et de myosine qui s’étendent de bout en bout de chaque myocyte. Cependant, les myocytes cardiaques sont plus étroits et beaucoup plus courts que les cellules musculaires squelettiques, mesurant environ 0,02 mm de large et 0,1 mm de long, et sont plus rectangulaires que les cellules musculaires lisses, qui sont normalement en forme de fuseau. Ils sont souvent ramifiés et contiennent un noyau mais de nombreuses mitochondries, qui fournissent l’énergie nécessaire à la contraction. Une caractéristique importante et unique du muscle cardiaque est la présence de bandes sombres irrégulièrement espacées entre les myocytes. Ceux-ci sont connus sous le nom de disques intercalés et sont dus à des zones où les membranes des myocytes adjacents se rapprochent très l’une de l’autre. Les disques intercalés ont deux fonctions importantes: l’une est de « coller » les myocytes ensemble afin qu’ils ne se séparent pas lorsque le cœur se contracte; l’autre est de permettre une connexion électrique entre les cellules, ce qui, comme nous le verrons, est vital pour le fonctionnement du cœur dans son ensemble. La connexion électrique se fait via des jonctions spéciales (jonctions espacées) entre les myocytes adjacents, contenant des pores à travers lesquels de petits ions et donc du courant électrique peuvent passer. Comme les myocytes sont connectés électriquement, le muscle cardiaque est souvent appelé syncytium fonctionnel (matériau cellulaire continu).
Mécanisme de contraction
Les myocytes cardiaques se contractent lorsque la tension aux bornes de la membrane, le potentiel de la membrane au repos, est suffisamment réduite pour déclencher un potentiel d’action. Dans la plupart des parties du cœur, cela est causé par un potentiel d’action dans un myocyte adjacent transmis par les jonctions lacunaires. Le potentiel d’action commence par une réduction très rapide de la tension vers zéro, due à l’entrée d’ions sodium dans le myocyte. Cette phase du potentiel d’action est également observée dans les muscles squelettiques et les nerfs. Dans le muscle cardiaque, cependant, le potentiel membranaire reste alors proche de zéro pendant environ 0,3 seconde — la phase de plateau, qui est en grande partie due à l’entrée d’ions calcium. C’est cette entrée de calcium qui conduit à la contraction. A la fin de la phase de plateau, le potentiel membranaire revient à des niveaux de repos. Le plateau signifie que les potentiels d’action du muscle cardiaque durent beaucoup plus longtemps que ceux du muscle squelettique ou des nerfs, où le calcium n’entre pas dans la cellule et il n’y a donc pas de phase de plateau.
Lorsqu’un potentiel d’action est initié dans un myocyte, il fait passer un courant électrique à travers les jonctions interstitielles des disques intercalés vers ses voisins. Ce courant initie des potentiels d’action dans ces cellules, qui stimulent à leur tour leurs voisines. En conséquence, une vague d’activation, et donc de contraction, traverse le cœur. Ce processus permet la synchronisation de la contraction dans tout le cœur et est vital pour un bon fonctionnement. Lorsqu’il est perturbé, comme dans certains types de maladies cardiaques, les myocytes peuvent perdre leur synchronisation. Dans les cas graves, tels que la fibrillation ventriculaire, le cœur ne peut pas pomper du tout et on dit qu’il ressemble à un « sac de vers (qui se tordent) ».
La quantité de calcium entrant dans le myocyte lors d’un potentiel d’action n’est pas suffisante pour provoquer une contraction. Cependant, son entrée provoque la libération de plus de calcium des réserves dans le réticulum sarcoplasmique, une structure membraneuse à l’intérieur du myocyte. C’est ce qu’on appelle la libération de calcium induite par le calcium. La quantité de calcium libérée dépend de la quantité qui entre pendant le potentiel d’action, de sorte que la force contractile peut donc être régulée en contrôlant l’entrée de calcium. Ceci est augmenté par l’adrénaline et le système nerveux autonome. À la fin du battement, le calcium est rapidement repris dans le réticulum sarcoplasmique, provoquant une relaxation. L’excès de calcium – la quantité qui est entrée pendant le potentiel d’action – est expulsé du myocyte pendant l’intervalle entre les battements par des pompes dans la membrane. Si la fréquence cardiaque augmente, il y a moins de temps pour éliminer ce calcium. En conséquence, il y a plus de calcium dans le myocyte pour le prochain battement, et donc la force développée augmente. Cet effet d’escalier permet au cœur d’expulser le sang plus rapidement lorsque la fréquence cardiaque augmente. Les médicaments qui inhibent l’élimination du calcium du myocyte peuvent également augmenter la force du muscle cardiaque. Un exemple est la digitale, qui était à l’origine dérivée de la digitale et a été utilisée pour traiter les maladies cardiaques pendant des siècles.
Types spéciaux de muscle cardiaque
Certaines zones du cœur contiennent des myocytes qui ont des fonctions spécialisées. L’un est le nœud sino-auriculaire ou la région du stimulateur cardiaque dans l’oreillette droite, où les myocytes modifiés génèrent automatiquement des potentiels d’action et sont responsables de l’initiation du rythme cardiaque. Bien que l’activité nerveuse ne soit pas nécessaire pour que le cœur batte, le système nerveux autonome peut moduler l’activité du stimulateur cardiaque, et donc la fréquence cardiaque. Les oreillettes et les ventricules sont séparés par une bande non conductrice, sauf au niveau du nœud aurio-ventriculaire. Ce nœud est constitué de petits myocytes qui conduisent, mais retardent l’impulsion du stimulateur cardiaque, permettant ainsi aux oreillettes de se contracter avant les ventricules. De là, l’impulsion est distribuée rapidement autour des ventricules via des faisceaux de gros myocytes spécialisés appelés fibres de Purkinje. Des défauts dans n’importe quelle partie de ce système de conduction peuvent entraîner un rythme cardiaque désordonné.
Jeremy Ward
Voir aussi cœur; stimulateur cardiaque.