Le circuit nerveux du réflexe myotatique fait intervenir
publicité
TS Thème 3.B Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse Chapitre 14 : Le reflexe myotatique, un exemple de commande reflexe du muscle Livre p 350, 352, 353 En frappant légèrement certains tendons (achilléen ou rotulien par exemple), le médecin teste des réflexes innés appelés réflexes myotatiques (achilléen ou rotulien) : le choc léger provoque la contraction du muscle étiré. Le choc sur le tendon d’Achille (tendon du muscle extenseur du pied dans le mollet) déclenche l’étirement de ce muscle qui répond immédiatement en se contractant. On parle d’arc réflexe car le muscle est à l’origine et à la fin du circuit nerveux du réflexe. Un réflexe inné est une réaction automatique, stéréotypé (reproductible), rapide (quelques millisecondes) involontaire, immédiate, qui ne résulte pas d’un apprentissage. Son intensité varie en fonction du stimulus et de l’état physiologique de la personne. ( Attention de ne pas confondre : quand on dit par exemple « l’entraînement sportif sert à acquérir les bons réflexes », il ne s’agit pas de « réflexes innés » mais « d’automatismes, c’est-à-dire des réflexes acquis ».) Le réflexe myotatique sert d'outil diagnostique pour apprécier le bon fonctionnement du système neuromusculaire. Comment expliquer les réflexes myotatiques ? Quelles sont les structures qui interviennent dans un réflexe myotatique ? I) Les différents éléments constituant l’arc réflexe Livre p 354, 355, 356, 357 et 370 Le circuit nerveux du réflexe myotatique fait intervenir successivement : - Des récepteurs sensoriels dans les muscles et les tendons (les fuseaux neuromusculaires) à l’origine du message nerveux - Des fibres nerveuses sensitives afférentes dans un nerf rachidien qui conduisent le message nerveux afférent vers les centres nerveux - Un centre nerveux, la moelle épinière, qui traite le message sensitif afférent et élabore un message nerveux efférent moteur - Des fibres nerveuses motrices efférentes dans le nerf rachidien qui conduisent le message nerveux efférent moteur vers les muscles - Un organe effecteur, le muscle, dont les fibres se contractent à la réception du message moteur efférent Les neurones sont le support cellulaire du réflexe myotatique. Les neurones afférents ou sensitifs (neurones en T) ont leurs corps cellulaires dans les ganglions des racines dorsales de la moelle épinière. Les extrémités de ces neurones sont en liaison avec les récepteurs sensoriels (les fuseaux neuromusculaires du muscle extenseur). Ils véhiculent l’information sensorielle du fuseau jusqu’à la moelle. Leur terminaison axionique est dans la substance grise de la moelle épinière. Les neurones efférents ou motoneurones dont les corps cellulaires sont dans la substance grise de la moelle épinière et leurs axones constituent les fibres efférentes d’un nerf rachidien. Ils véhiculent une information motrice en empruntant la racine ventrale de la moelle épinière et en aboutissant sur les fibres musculaires effectrices. A l’intérieur des nerfs rachidiens, on trouve donc des neurones ou fibres nerveuses afférentes et efférentes. TS Thème 3.B Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse La moelle épinière logée dans la colonne vertébrale est composée de deux parties : - la substance grise centrale qui contient les corps cellulaires des neurones. - la substance blanche périphérique qui contient les prolongements membranaires des neurones (= axones dans la gaine de myéline). Racine dorsale du nerf rachidien Ganglion rachidien Substance blanche Neurone sensitif Nerf rachidien Substance grise Fuseau neuromusculaire Muscle Motoneurone Racine ventrale du nerf rachidien Jonction neuromusculaire ou plaque motrice Schéma du circuit nerveux de l’arc réflexe Le circuit neuronique du reflexe myotatique est dit monosynaptique, car le neurone moteur et le neurone sensitif sont connectés directement par une synapse (zone entre le corps cellulaire d’un neurone et la terminaison axonale d’un autre neurone) unique. Il est dit excitateur car cette synapse permet la naissance d’un message nerveux moteur à l’origine de la contraction réflexe du muscle étiré. Quel est la nature du message nerveux dans les neurones ? Comment se propage-t-il le long du neurone? II) Les messages nerveux sont des phénomènes électriques A. Le potentiel de repos Livre p 358 Si l’on place une micro électrode dans une cellule nerveuse au repos on enregistre dès l’entrée dans la cellule une différence de potentiel (ddp) par rapport au milieu extérieur de -70 mV. La face interne de la membrane est polarisée négativement par rapport à la face externe. Cette ddp transmembranaire d’une fibre au repos est appelée potentiel de repos. B. Le potentiel d’action Livre p 359 TS Thème 3.B Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse La stimulation d’un axone fait apparaître un signal nerveux. Celui-ci correspond à une inversion brutale et transitoire du potentiel de membrane de repos. C’est ce que l’on appelle le potentiel d’action (PA) qui constitue le signal électrique élémentaire des messages nerveux. L’électrode intracellulaire passe en quelques ms d’une valeur de – 70 à + 30 mV soit une variation de 100 mV : c’est une phase de dépolarisation. Puis la phase de repolarisation permet à la membrane de revenir à son potentiel de repos. Les PA possèdent les caractéristiques suivantes : ils obéissent à la loi du tout ou rien : si le seuil de dépolarisation n’est pas atteint ils n’apparaissent pas. S’il est atteint la réponse est d’emblée maximale et ne variera pas quelque que soit l’intensité de la stimulation. ils se propagent de manière autonome le long de la fibre sans atténuation et en conservant toutes ses caractéristiques. Remarque : L’influx nerveux est un phénomène électrique mais n’est pas comparable à un courant électrique : la vitesse de propagation est de 1 à 100 m/s tandis que pour le courant électrique c’est de 300 000 Km/s. C. Le codage du message nerveux électrique Si la stimulation du récepteur est suffisante, les messages nerveux afférents et efférents se traduisent au niveau d’une fibre par des trains de potentiels d’action d’amplitude constante. Quand l’intensité de la stimulation du récepteur augmente, la fréquence des trains PA dans une fibre augmente, mais il n’y a pas de modification de l’amplitude des PA. Le message nerveux est codé dans une fibre en fréquence de PA. Dans un nerf, on parle de potentiel global de nerf, son amplitude augmente en fonction du nombre de fibres stimulées à l’intérieur du nerf Comment expliquer le passage du message nerveux entre deux neurones au niveau d’une synapse ? III. La transduction des messages électriques en messages chimiques et inversement au niveau des synapses Livre p 360, 361, 362, 368 et 369 Bien qu’étant les cellules les plus longues de notre organisme, les neurones doivent transmettre le message nerveux à d’autres neurones ou à des cellules musculaires effectrices par l’intermédiaire de synapses neuro-neuroniques ou neuro-musculaires (discontinuité entre deux cellules nerveuses). Au niveau d’une synapse l’information nerveuse électrique doit donc traverser : - la membrane du premier neurone : la membrane pré-synaptique - l’espace intercellulaire : la fente synaptique (quelques dizaines de nanomètres) - la membrane du neurone suivant ou de la cellule effectrice musculiare : la membrane post synaptique. La transmission synaptique est unidirectionnelle : elle ne se fait que de l’élément pré-synaptique vers l’élément post-synaptique. La transmission du signal est lente au niveau de ces synapses : le message nerveux électrique devient chimique. En effet, de nombreuses vésicules s’observent dans la terminaison axonique du neurone présynaptique : elles contiennent des molécules appelées des neurotransmetteurs. Le message nerveux pré-synaptique codé en fréquence de PA est traduit en message chimique codé en concentration de neurotransmetteurs exocytés dans la fente synpatique . Ces molécules de NT se fixent sur des récepteurs spécifiques de la membrane post synaptique. Cette fixation induit une modification de l’activité du neurone post synaptique. Ce changement est à l’origine d’un nouveau message nerveux électrique ou de la contraction de la fibre musculaire. Dans le cas de la jonction neuromusculaire le NT est l’acétylcholine. Des molécules antagonistes des NT peuvent empêcher le bon fonctionnement synaptique en bloquant par exemple les récepteurs postsynaptiques ( ex : curare antagoniste de l’acétylcholine). Des molécules agonistes peuvent au contraire mimer l’action des NT et amplifier/prolonger son action. Le message nerveux est donc un message bio-électrique (chimique et électrique). Bilan : p 364, 365, 366 et 367
