Un vrai moteur à quatre temps
Le fonctionnement du moteur mérite qu’on s’y arrête, car il rappelle ceux que nous avons inventés. Chaque cellule est formée de nombreuses fibrilles accolées les unes aux autres et qui ont toutes la longueur du muscle. Chacune est constituée d’un empilement de disques contractiles minuscules (2,5 microns d’épaisseur) — les sarcomères, — séparés les uns des autres par des cloisons. Au centre des sarcomères on trouve des filaments épais, composés de molécules de myosine. Ils sont entourés à chaque extrémité par un manchon de filaments minces d’actine, attaché à la cloison. La contraction musculaire survient lorsque les manchons glissent sur le filament épais entraînant les cloisons du sarcomère qu’ils rapprochent l’une de l’autre. Le mécanisme moléculaire de ce phénomène est relativement simple.
Lorsque le nerf moteur en donne l’ordre, un flux de calcium entre dans la cellule et un moteur à quatre temps se met en marche. Il démarre parce que de petites protéines spécialisées fixent le calcium qui les active et viennent modifier légèrement la structure de la myosine. Du coup, elle devient capable de réagir avec l’actine. Ce sont les têtes des molécules de myosine qui assurent les mouvements. Elles hérissent la surface du filament épais, ce qui les fait entrer en contact avec les filaments d’actine sous un angle de 45°. Lorsque la contraction s’enclenche, elles fixent une autre molécule, l’ATP (un accumulateur d’énergie, une sorte de ressort tendu à fond par l’empilement de trois molécules de phosphates) et elles se séparent de l’actine (temps 1). Puis elles clivent l’ATP qui est le carburant de ce moteur, c’est-à-dire qu’elles séparent le troisième phosphate du reste de l’ATP, libérant l’énergie du ressort. Cela ramène la tête de la molécule de myosine au contact d’un filament d’actine, mais cette fois sous un angle de 90° (temps 2) et elle tire ce filament en revenant à son angle normal de 45° (temps 3). Les manchons d’actine se resserrent donc sur les filaments épais, contractant tout le sarcomère. Les molécules de myosine se séparent alors de ce qui reste de la molécule d’ATP usée (temps 4). Elles sont de nouveau prêtes à fixer de l’ATP et à recommencer le processus. Le système fonctionne dans le détail comme une clé à molette. En effet, les filaments épais sont torsadés et des sillons hélicoïdaux formant l’équivalent d’une vis sans fin sont dessinés à leur surface par les têtes des molécules de myosine. Ces sillons vont guider les filaments minces dans leur glissement. Le filament épais se comporte donc comme la vis sans fin, les filaments minces comme le mors mobile de la clé à molette, et l’ATP, qui est le carburant du moteur, remplace le doigt qui fournit l’énergie à la clé. |
