Lorsque les cellules musculaires sont stimulées, elles se contractent et exercent une force dans une direction. La stimulation des cellules musculaires est causée par des impulsions nerveuses transportées du système nerveux central aux muscles. Lorsque l’influx nerveux atteint l’extrémité du neurone, il provoque un transfert du potentiel d’action dans les muscles, ce qui entraîne une contraction.
Il existe trois types de cellules musculaires dans le corps, qui sont cardiaques, lisses et squelettiques. Le muscle cardiaque ne se trouve que dans le cœur et possède sa propre méthode intrinsèque de contraction, bien que les nerfs puissent le stimuler pour accélérer ou ralentir si nécessaire. Le muscle lisse se trouve dans les couches entourant les organes et est stimulé par le système nerveux autonome ou involontaire. Le muscle squelettique est constitué de fibres et provoque le mouvement. Le potentiel d’action des muscles du squelette est porté par le système nerveux somatique ou volontaire.
Les cellules musculaires ne se contractent pas d’elles-mêmes, mais doivent d’abord être stimulées par une impulsion nerveuse. Les axones des neurones rencontrent les cellules musculaires à la jonction neuromusculaire. Pour s’assurer que la contraction musculaire est simultanée et rapide, il existe de nombreuses jonctions neuromusculaires à travers un muscle. Tous ces neurones envoient des impulsions en même temps pour initier un potentiel d’action dans les muscles. Le fait d’avoir de nombreuses jonctions neuromusculaires pour chaque muscle permet au corps de contrôler la force de la contraction en faisant varier le nombre d’unités qui envoient l’impulsion au muscle.
Lorsque le potentiel d’action atteint l’extrémité terminale de l’axone à une jonction neuromusculaire, les vésicules fusionnent avec la membrane cellulaire pour permettre la libération d’un neurotransmetteur – l’acétylcholine. Le neurotransmetteur se propage à travers l’espace entre le neurone et la cellule musculaire, jusqu’à ce qu’il atteigne le sarcolemme, qui est la membrane entourant une cellule musculaire. L’acétylcholine modifie la perméabilité du sarcolemme, de sorte que les ions sodium peuvent entrer et sortir de la membrane. Ce changement d’ions dépolarise la membrane et déclenche un potentiel d’action dans les muscles.
Lorsqu’un muscle est au repos, la tropomyosine bloque les sites de fixation de la myosine présents sur les filaments d’actine. Lors d’une contraction, la myosine se fixe à l’actine et effectue une sorte d’action d’aviron le long des filaments d’actine. Cela provoque la contraction du muscle. Pour que cela se produise, la myosine doit être capable de se lier à l’actine, donc la tropomyosine doit être déplacée.
La dépolarisation provoquée par l’influx nerveux se propage à travers le sarcolemme et le système T – un système de tubes reliés au réticulum sarcoplasmique. Le système T et le réticulum sarcoplasmique contiennent tous deux des ions calcium, qui sont libérés lorsqu’il existe un potentiel d’action dans les muscles. Les ions calcium diffusent dans toute la cellule musculaire et se fixent à une protéine appelée troponine, qui est attachée aux filaments de tropomyosine présents sur les fibres d’actine. La troponine change de forme lorsque des ions calcium s’y attachent, ce qui déplace les filaments de tropomyosine et libère les sites de liaison de la myosine le long des fibres d’actine. La myosine peut maintenant entrer en contact avec l’actine et provoquer une contraction musculaire.