Des milliers de minuscules mitochondries peuvent être trouvées dans les cellules eucaryotes ayant des besoins énergétiques élevés. Par exemple, les mitochondries occupent 40 pour cent du cytoplasme d'une cellule du muscle cardiaque, selon le Société britannique de biologie cellulaire. Grâce au processus de respiration cellulaire (phosphorylation oxydative), les mitochondries utilisent l'oxygène et métabolisent l'énergie alimentaire pour générer des molécules d'ATP facilement accessibles qui alimentent la cellule. Les athlètes dépendent de mitochondries abondantes dans leurs cellules musculaires pour des performances optimales.
Structure des cellules musculaires
Cellules musculaires (myocytes) sont des paquets serrés de microfibrilles avec un réticulum endoplasmique spécialisé (réticulum sarcoplasmique). Les cellules musculaires se connectent pour former de longues fibres musculaires. Les muscles d'un organisme poussent, tirent et se contractent en réponse au stimulus des cellules nerveuses du cerveau ou du système nerveux autonome. Les mitochondries sont dispersées dans toute la cellule musculaire pour fournir continuellement à la cellule des molécules d'ATP.
Un diagramme de cellules musculaires est très différent des autres types de cellules du corps humain, car la forme des cellules est liée à leur fonction. Les organites de la cellule musculaire sont également nommés légèrement différemment: la membrane plasmique est appelée sarcolemme; le cytoplasme est sarcoplasme, et le réticulum endoplasmique est réticulum sarcoplasmique. Les cellules musculaires squelettiques ont de nombreux noyaux le long de leur membrane. Le centre de la cellule contient des bandes alternées de protéines (myofibrilles) qui se contractent lorsque les signaux nerveux atteignent la cellule.
Organelles dans le tissu musculaire
Le tissu musculaire est constitué de cellules musculaires longues, minces et cylindriques contenant des organites étroitement emballés. Les cellules peuvent être multinucléé et partager le cytoplasme. Nombreux mitochondries se trouvent dans chaque cellule musculaire pour fournir de l'énergie métabolique pour la contraction musculaire. Le réticulum endoplasmique aide les mitochondries à filtrer les molécules et à maintenir l'homéostasie.
Rôle des mitochondries dans les cellules musculaires
Mitochondries sont des organites essentiels enfermés dans une double membrane qui possède leur propre ADN hérité de la mère. La couche de membrane externe filtre les grosses molécules. La couche de membrane interne a plusieurs plis, appelés crêtes, imbriquées avec des protéines qui transportent des molécules impliquées dans la production d'ATP. Les cellules eucaryotes peuvent contenir d'une mitochondrie à des milliers de mitochondries dans leur cytoplasme.
Des études récentes suggèrent que les mitochondries fonctionnent comme une centrale électrique en produisant et en distribuant de l'énergie sur un réseau électrique, comme le rapporte le Instituts nationaux de la santé. Les mitochondries se produisent proportionnellement à la fonction et au but de la cellule. Par exemple, les mitochondries abondantes dans les cellules musculaires permettent à un organisme de réagir rapidement, ce qui peut être particulièrement utile pour fuir un prédateur.
Fonction des cellules musculaires squelettiques
Comme son nom l'indique, le muscle squelettique est composé de cellules hautement spécialisées qui déplacent le squelette et certaines autres parties du corps comme la langue. Le muscle squelettique est volontaire, ce qui signifie que le cerveau peut consciemment signaler quand et comment bouger le bras pour atteindre un livre de bibliothèque sur une étagère, par exemple. Les cellules squelettiques sont structurées de manière unique pour se contracter rapidement et avec force, selon les besoins.
Les deux types de muscles squelettiques sont à contraction lente et à contraction rapide. Muscles à contraction lente sont des fibres rougeâtres qui se métabolisent de manière aérobie et se contractent continuellement pour effectuer régulièrement des tâches telles que rester debout pendant des heures ou courir un marathon. Les organites des mitochondries et les molécules de liaison à l'oxygène (myoglobine) sont abondants dans la cellule.
Muscles à contraction rapide peut être subdivisé en fonction de la quantité de mitochondries et de myoglobine présente dans la fibre musculaire. Fibres musculaires avec beaucoup de mitochondries et de myoglobine respiration aérobie pour l'énergie, tandis que les muscles avec moins de mitochondries utilisent glycolyse. Les muscles à contraction rapide permettent des sursauts d'énergie spectaculaires pour des activités comme le sprint compétitif.
Fonction des cellules musculaires lisses
Le muscle lisse allongé se contracte involontairement sous l'influence d'hormones, de métabolites et du système nerveux autonome. Présentes dans le tube digestif, les canaux, les artères et les vaisseaux lymphatiques, les cellules musculaires lisses se contractent entre elles. Les cellules musculaires lisses ont un noyau central comme la plupart des autres cellules somatiques.