Rapport d’innervation et force d’unité motrice dans les grands muscles : une étude du gastrocnémien médial de chat chroniquement stimulé

1. La présente étude utilise une stimulation chronique à basse fréquence du muscle gastrocnémien médial (MG) du chat pour étudier la contribution relative du rapport d’innervation à la large gamme de force des unités motrices dans les muscles des grands mammifères en réduisant la variation normale de la section transversale des fibres musculaires et de la force spécifique. 2. Des enregistrements de force isométrique à partir d’unités motrices isolées et physiologiquement caractérisées ont été effectués 42 à 240 jours après la stimulation. Le rapport d’innervation, la surface des fibres et le type de fibre (I, II A, II B) ont été déterminés dans une unité motrice appauvrie en glycogène par muscle. 3. Après 42 jours de stimulation, toutes les unités motrices étaient non fatigables et ont été classées comme lentes (S) ou résistantes à la fatigue rapide (FR). Malgré l’absence d’unités motrices rapides-fatigables (FF), les trois types de fibres musculaires étaient présents, identifiés selon leur réactivité à l’ATPase myofibrillaire. Après 143 jours, toutes les unités motrices et les fibres musculaires ont été classées comme étant de type S et de type I, respectivement. 4. Une diminution rapide de la force musculaire et de la force des unités motrices à 30 % des valeurs normales après 42 jours de stimulation chronique a été expliquée par une réduction de la surface des fibres musculaires. La surface des fibres n’a pas changé davantage avec des périodes de stimulation plus longues, mais les fibres de type II ont été converties en fibres de type I. Toutes les fibres musculaires stimulées étaient de la taille des fibres normales de type I ; la taille des fibres à l’intérieur des unités motrices individuelles couvrait toute la gamme de la population des fibres musculaires. 5. Dans les muscles stimulés à long terme (> 100 jours), lorsque toutes les fibres musculaires étaient de type I et toutes les unités motrices de type S, seules les différences de rapport d’innervation pouvaient expliquer la gamme restante de la force des unités motrices. Les estimations de cet intervalle à partir des valeurs minimales et maximales enregistrées et des valeurs de la force tétanique entre les 5e et 95e percentiles indiquent que l’intervalle du rapport d’innervation dans les muscles MG est d’au moins 15 fois et peut atteindre 38 fois. Les dénombrements de fibres musculaires appauvries en glycogène provenant d’unités motrices uniques étaient compatibles avec cette explication. 6. Les résultats fournissent la preuve qu’il existe une large gamme de rapports d’innervation dans les grands muscles, ce qui peut expliquer la large gamme de forces des unités motrices dans les muscles. Puisque la force des unités motrices et le rapport d’innervation varient avec la taille des motoneurones, ces études apportent un soutien supplémentaire au fait que la taille du champ périphérique d’innervation des motoneurones est liée à leur taille.