Qu'est-ce que la théorie du filament coulissant?

La théorie du filament coulissant est un modèle utilisé pour expliquer le mécanisme par lequel les muscles se contractent. La contraction du muscle squelettique, ce qui rend le mouvement possible, se produit de trois manières. La contraction musculaire concentrique implique le raccourcissement des fibres musculaires, comme dans la phase de levage d'une boucle du bicep, tandis que la contraction musculaire excentrique est rendue possible par l'allongement des fibres musculaires, comme dans la phase d'abaissement d'une boucle de biceps. La contraction isométrique est une autre possibilité, au cours de laquelle le muscle ne change pas de longueur tout en soutenant une contraction, comme pour arrêter le poids à mi-chemin d'une boucle de bicep et maintenir le coude à 90 degrés. La théorie du filament coulissant décrit le processus qui rend ces changements de longueur musculaire, et donc la contraction musculaire, possible.

Deux types de protéines trouvées dans les cellules musculaires, l'actine et la myosine, travaillent ensemble pour produire ces compresDes actions, telles qu'elles sont disposées en filaments qui glissent les uns les autres, donnant à la théorie du filament coulissant son nom. Dans chaque cellule musculaire, les chaînes de protéines d'actine forment des filaments minces passifs qui fonctionnent en conjonction avec des filaments épais de myosine, une protéine moteur ou de mouvement qui produit la force de contraction musculaire. Pour ce faire, les filaments de myosine glissent d'avant en arrière le long des filaments d'actine à l'intérieur d'une unité à l'intérieur de la cellule musculaire appelée le sarcomère. Chaque cellule musculaire peut contenir des centaines de milliers de sarcomères, une structure en forme de bande qui se dilate et se contracte comme une unité alors que les filaments d'actine et de myosine glissent les uns les autres. Ce sont les bandes de sarcomères qui donnent aux muscles leur apparence striée.

Sous la théorie du filament coulissant, les filaments de myosine sont alternés avec des filaments d'actine en lignes horizontales, tout comme les rayures rouges et blanches sur le drapeau américain. Les protéines de myosine glissent le long de l'actine, libérant des ions calcium qui permettent à la tête de chaque protéine myosine de bacd à un site sur le filament actin. Une fois que la myosine se lie à l'actine le long de ces sites, un peu comme un équipage de rameurs dans un gâteau tirant simultanément leurs rames, la myosine dépasse les deux filaments les uns les autres, entraînant un raccourcissement global du sarcomère. Ce raccourcissement collectif est rendu possible par l'hydrolyse de l'adénosine triphosphate (ATP), la principale source d'énergie du corps pour de nombreuses fonctions cellulaires et entraîne la contraction de la cellule musculaire.

Une fois que les filaments d'actine et de myosine se lient et que le «coup» se produit, tirant les filaments d'actine vers le centre du sarcomère, les têtes de myosine se détachent de l'actine, et l'ATP est à nouveau rechargé dans ces filaments, provoquant le prochain coup des filaments. Si aucune contraction musculaire n'est nécessaire et que le muscle est au repos, une protéine appelée tropomyosine s'enroule autour des filaments d'actine, bloquant les sites de liaison et empêchant ainsi la myosine de se lier à l'actine afin qu'aucune contraction musculaire ne se produise. SLa théorie du filament de liaison explique également comment la cytokinèse, ou division cellulaire, a lieu, le mécanisme de filament coulissant provoquant un pincement d'une cellule en deux pendant la mitose.