10.9 Développement et régénération du tissu musculaire
Objectifs d'apprentissage
À la fin de cette section, vous serez capable de :
- Décrire la fonction des cellules satellites
- Définir la fibrose
- Expliquer quel muscle a la plus grande capacité de régénération
La plupart du tissu musculaire du corps provient du mésoderme embryonnaire. Les cellules mésodermiques paraxiales adjacentes au tube neural forment des blocs de cellules appelés somites. Les muscles squelettiques, à l'exclusion de ceux de la tête et des membres, se développent à partir des somites mésodermiques, tandis que le muscle squelettique de la tête et des membres se développe à partir du mésoderme général. Les somites donnent naissance aux myoblastes. Un myoblaste est une cellule souche formant du muscle qui migre vers différentes régions du corps et fusionne ensuite pour former un syncytium, ou myotube. Comme un myotube est formé de nombreuses cellules myoblastiques différentes, il contient de nombreux noyaux, mais possède un cytoplasme continu. C'est pourquoi les cellules musculaires squelettiques sont multinucléées, car le noyau de chaque myoblaste contributeur reste intact dans la cellule musculaire squelettique mature. Cependant, les cellules musculaires cardiaques et lisses ne sont pas multinucléées parce que les myoblastes qui forment leurs cellules ne fusionnent pas.
Les jonctions communicantes se développent dans le muscle cardiaque et le muscle lisse unitaire aux premiers stades du développement. Dans les muscles squelettiques, les récepteurs de l'ACh sont initialement présents le long de la majeure partie de la surface des myoblastes, mais l'innervation du nerf spinal provoque la libération de facteurs de croissance qui stimulent la formation de plaques motrices et de jonctions neuromusculaires. À mesure que les neurones deviennent actifs, les signaux électriques envoyés à travers le muscle influencent la distribution des fibres lentes et rapides dans le muscle.
Bien que le nombre de cellules musculaires soit fixé pendant le développement, les cellules satellites aident à réparer les cellules musculaires squelettiques. Une cellule satellite est similaire à un myoblaste car c'est un type de cellule souche ; cependant, les cellules satellites sont incorporées dans les cellules musculaires et facilitent la synthèse des protéines requise pour la réparation et la croissance. Ces cellules sont situées à l'extérieur du sarcolemme et sont stimulées à croître et à fusionner avec les cellules musculaires par des facteurs de croissance qui sont libérés par les fibres musculaires sous certaines formes de stress. Les cellules satellites peuvent régénérer les fibres musculaires dans une mesure très limitée, mais elles aident principalement à réparer les dommages dans les cellules vivantes. Si une cellule est endommagée à un degré plus important que ce qui peut être réparé par les cellules satellites, les fibres musculaires sont remplacées par du tissu cicatriciel dans un processus appelé fibrose. Parce que le tissu cicatriciel ne peut pas se contracter, le muscle qui a subi des dommages importants perd de la force et ne peut pas produire la même quantité de puissance ou d'endurance qu'il le pouvait avant d'être endommagé.
Le tissu musculaire lisse peut se régénérer à partir d'un type de cellule souche appelé péricyte, que l'on trouve dans certains petits vaisseaux sanguins. Les péricytes permettent aux cellules musculaires lisses de se régénérer et de se réparer beaucoup plus facilement que le tissu musculaire squelettique et cardiaque. Similaire au tissu musculaire squelettique, le muscle cardiaque ne se régénère pas dans une grande mesure. Le tissu musculaire cardiaque mort est remplacé par du tissu cicatriciel, qui ne peut pas se contracter. À mesure que le tissu cicatriciel s'accumule, le cœur perd sa capacité de pompage en raison de la perte de puissance contractile. Cependant, une régénération mineure peut se produire grâce aux cellules souches trouvées dans le sang qui pénètrent occasionnellement dans le tissu cardiaque.
Lien avec les carrières
Physiothérapeute
Lorsque les cellules musculaires meurent, elles ne sont pas régénérées mais sont remplacées par du tissu conjonctif et du tissu adipeux, qui ne possèdent pas les capacités contractiles du tissu musculaire. Les muscles s'atrophient lorsqu'ils ne sont pas utilisés, et avec le temps, si l'atrophie est prolongée, les cellules musculaires meurent. Il est donc important que les personnes sujettes à l'atrophie musculaire fassent de l'exercice pour maintenir la fonction musculaire et prévenir la perte complète de tissu musculaire. Dans les cas extrêmes, lorsque le mouvement n'est pas possible, une stimulation électrique peut être introduite dans un muscle à partir d'une source externe. Cela agit comme un substitut à la stimulation neurale endogène, stimulant le muscle à se contracter et empêchant la perte de protéines qui se produit en cas de manque d'utilisation.
Les physiothérapeutes travaillent avec les patients pour maintenir les muscles. Ils sont formés pour cibler les muscles susceptibles à l'atrophie, et pour prescrire et surveiller des exercices conçus pour stimuler ces muscles. Il existe diverses causes d'atrophie, y compris les blessures mécaniques, les maladies et l'âge. Après une fracture d'un membre ou une intervention chirurgicale, l'utilisation musculaire est altérée et peut entraîner une atrophie de désuétude. Si les muscles ne sont pas exercés, cette atrophie peut entraîner une faiblesse musculaire à long terme. Un accident vasculaire cérébral (AVC) peut également provoquer une altération musculaire en interrompant la stimulation neurale de certains muscles. Sans apports neuraux, ces muscles ne se contractent pas et commencent ainsi à perdre des protéines structurelles. L'exercice de ces muscles peut aider à restaurer la fonction musculaire et à minimiser les déficiences fonctionnelles. La perte musculaire liée à l'âge est également une cible de la physiothérapie, car l'exercice peut réduire les effets de l'atrophie liée à l'âge et améliorer la fonction musculaire.
L'objectif d'un physiothérapeute est d'améliorer le fonctionnement physique et de réduire les déficiences fonctionnelles ; ceci est réalisé en comprenant la cause de l'altération musculaire et en évaluant les capacités d'un patient, après quoi un programme pour améliorer ces capacités est conçu. Certains facteurs évalués comprennent la force, l'équilibre et l'endurance, qui sont continuellement surveillés à mesure que des exercices sont introduits pour suivre les améliorations de la fonction musculaire. Les physiothérapeutes peuvent également instruire les patients sur l'utilisation correcte de l'équipement, tel que les béquilles, et évaluer si quelqu'un a suffisamment de force pour utiliser l'équipement et quand il peut fonctionner sans celui-ci.