Rôle de la Ca2+-ATPase du réticulum sarcoplasmique et participation de l'échange sodium/calcium dans la réponse contractile de la fibre musculaire squelettique de grenouille

The role of the sarcoplasmique reticulum calcium-ATPase and the participation of the sodium­calcium exchange in the contractile response of the skeletal muscle fiber of the frog

• Auteur / Autrice : William Même
• Direction : Claude Léoty
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Tours
• Jury : Président / Présidente : Jorge Argibay
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Pacaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : David Eisner, Daniel Potreau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Muscles

Grenouille verte

Sodium dans l'organisme

Calcium dans l'organisme

ATPases

Réticulum sarcoplasmique

Résumé

Le but du travail a été de définir le rôle du réticulum sarcoplasmique dans la relaxation des fibres musculaires squelettiques du semitendineux de grenouille. Ainsi, les effets de l'acide cyclopiazonique (CPA), un inhibiteur spécifique de la Ca-ATPase du réticulum sarcoplasmique, ont été testés sur le transitoire calcique, la tension isométrique, la sensibilité au calcium des protéines contractiles et les courants calciques transmembranaires. Les résultats montrent que l'inhibition de la Ca-ATPase du réticulum sarcoplasmique induit une augmentation du twitch et un ralentissement de la relaxation corrélés à une augmentation de la durée du transitoire calcique. Les effets du CPA ont aussi été testés sur les contractures potassiques. Pour de faibles concentrations le CPA induit une augmentation de l'amplitude des réponses ainsi que la durée de la phase de relaxation, sans modification de l'activation des «voltage sensors». Pour des concentrations de CPA inférieures ou égales à 2 JlM le potentiel de membrane et le potentiel d'action ne sont pas significativement modifiés. S). Lr les fibres pelées, la sensibilité au calcium des protéines contractiles n'est pas changée alors que la tension maximale est diminuée pour des concentrations de CPA supérieures à 5 JlM. Le CPA (2 JlM) diminue l'amplitude du courant calcique (!CaL) alors que la thapsigargine (lJlM) n'a aucun effet. Suite à un prétraitement en présence de CPA, la réduction de la concentration sodique extracellulaire induit le développement d'une contracture transitoire lié au fonctionnement de l'échangeur sodium­ calcium dans le sens d'un influx calcique. L'ensemble de ces résultats suggère que l'inhibition de la Ca-ATPase du réticulum sarcoplasmique modifie directement les cinétiques du transitoire calcique et de la contraction.

The purpose of the present work was to assess the relative role of the sarcoplasmic reticulum in promoting relaxation in fast-twitch skeletal fibres from frog semitendinosus muscle. The effects of cyclopiazonic acid (CPA) a specifie inhibitor of the sarcoplasmic reticulum calcium ATPase was tested on the calcium transient, the isometric tension, the calcium sensitivity of the contractile proteins and on the calcium currents. The results show that the inhibition of the sarcoplasmic reticulum calcium ATPase induces a twitch potentiation which was associated with a broadening rather than an increase in the amplitude of the calcium transient. On the potassium contractures, CPA at low concentration produces an increase in the amplitude and in the time course of the relaxation without alteration in the activation of the voltage sensor. Moreover, CPA (:5: 2 JlM) does not changes the resting and action potentials. In skinned fibers, the calcium sensitivity of the contractile proteins was not modified while the maximal tension was decreased by CPA (> 5 JlM). The amplitude of the calcium current (!CaL) was decreased by CPA at 2 J. 1M while thapsigargin (1 J. L. M) has no effect. In the presence of CPA, the decrease in the external sodium concentration induces a transient contracture related to an influx of calcium through the sodium calcium exchange in the reverse mode.