Le réflexe myotatique, un exemple de commande nerveuse du
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hapitre 15 : Le réflexe myotatique, un exemple de commande nerveuse du muscle. Feuille d’activité Un coup sec porté avec un marteau (= stimulus) sur le tendon d’Achille provoque une extension du muscle du mollet, puis une extension du muscle du pied due à la contraction de ce muscle : c’est le réflexe myotatique. Le même stimulus porté sur la rotule provoque le reflexe rotulien. Un muscle qui se contracte est le siège d’une activité électrique que l’on peut enregistrer avec des électrodes : le tracé obtenu est un électromyogramme. Activité 1 : Etude d’un réflexe myotatique On cherche à savoir si le message nerveux sensitif obtenu par la stimulation est envoyé à la moelle épinière ou s’il remonte jusqu’au cerveau. Pour répondre à cette question, on dispose : - d’un résultat d’enregistrement de l’activité électrique du muscle triceps sural de la mesure de la distance tendon d’Achille -moelle épinière (= 1 m) et de la distance tendon d’Achille -cerveau (=1,70 m) on sait que la vitesse du message nerveux dans l’organisme est d’environ 50 m.s-1. Electromyogramme obtenu lors d’un réflexe achilléen Proposer une stratégie pour savoir si le message nerveux sensitif obtenu par la stimulation est envoyé à la moelle épinière ou s’il remonte jusqu’au cerveau. Puis mettez-la en œuvre pour répondre à cette problématique. Chapitre 15 : Le réflexe myotatique, un exemple de commande nerveuse du muscle. Feuille d’activité (suite) Activité 2 : l’organisation de l’arc reflexe On cherche à déterminer l’organisation de l’arc reflexe constituant le réflexe myotatique, schématisé comme suit. Centre nerveux Moelle épinière Message nerveux sensoriel Stimulus : étirement du muscle Message nerveux moteur Récepteur sensoriel Organe effecteur Réponse : Contraction musculaire Muscle Représenter sur le schéma-bilan ci-joint l’organisation de l’arc reflexe constituant le réflexe myotatique en exploitant les ressources suivantes. 1) Quel élément du muscle est responsable de la perception du stimulus (étirement du muscle) ? Ressource : doc 3 page 333. 2) Quel est le trajet du message nerveux sensoriel (qui part des récepteurs à l’étirement des muscles et qui parviennent u centre nerveux qui est la moelle épinière) ? Ressources : documents 1 et 2 page 330 Indications : - Légender la coupe de moelle épinière du schéma-bilan, - Analyser soigneusement par écrit (texte non rédigé) l’expérience du doc 2 page 330, - Puis représenter le trajet du message nerveux sensoriel sur le schéma-bilan. 3) Que se passe-t-il au niveau de la moelle épinière ? Ressource : site académie Rennes sur la moelle épinière : http://espace-svt.ac-rennes.fr/applic/moelle/moelle.htm Indications : A l’aide des observations de moelle épinière, localiser dans de la moelle épinière, les différentes parties des neurones sensoriels et des neurones moteurs des nerfs rachidiens. Rappel : Un neurone est une cellule nerveuse, spécialisée dans la propagation de l’information nerveuse. Un neurone comporte différente parties : un corps cellulaire (contenant le noyau), un axone (structure allongée) et une arborisation terminale située à l’extrémité de l’axone. Le message nerveux se propage dans le neurone en sens unique : toujours dans l’axone, du corps cellulaire vers l’arborisation terminale. Sens de propagation du message nerveux dans un neurone Schéma simplifiée d’un neurone 4) Quel est le trajet du message nerveux moteur (qui part du centre nerveux qui est la moelle épinière et qui arrivent au muscle) ? Ressource : document 2 page 330 Indication : utiliser l’analyse de l’expérience du document 2 page 330 déjà effectuée. 5) Bilan : Où sont localisées et quelle est la fonction des synapses dans l’arc reflexe. Rappel : une synapse est une zone de contact entre l’extrémité d’un neurone (arborisation terminale) et une autre cellule excitable (soit le corps cellulaire d’un autre neurone, soit une cellule musculaire). Sur le schéma-bilan, localiser et préciser la fonction des : - - synapses neuro-musculaires, également appelées plaques motrices (=zones de contact entre l’extrémité d’un neurone et un muscle) - - synapse neuro-neuronique (=zones de contact entre deux neurones) Ressources : documents 4 page 331 et 4 page 333 Puis justifier pourquoi l’arc reflexe myotatique est qualifié de monosynaptique (texte à écrire sur la feuille du schémabilan). Activité 3 : la nature du message nerveux Mais qu’est-ce qu’un message nerveux? Logiciel Nerf, thème : potentiel de repos, potentiel d’action. On peut simuler grâce au logiciel : - la mesure de la différence de potentiel (= tension électrique) entre l’intérieur du neurone et l’extérieur du neurone), grâce à 2 microélectrodes, reliées à un voltmètre et à un oscilloscope. des stimulations électriques d’intensité croissante. 1) A l’aide du logiciel Nerf, montrer qu’au repos (= en absence de simulation) il existe une différence de potentiel entre l’intérieur et l’extérieur du neurone, dont vous estimerez la valeur. 2) Puis montrer qu’à partir d’un certain niveau de stimulation électrique, celles-ci déclenchent un message nerveux dont vous schématiser simplement l’enregistrement électrique. 3) Puis légender les différentes parties du potentiel d’action qui constitue le motif élémentaire du message nerveux. 4) On cherche à déterminer comment dans un neurone est traduit l’intensité d’un message nerveux, c’est-à-dire qu’est ce qui fait qu’un message nerveux est plus fort qu’un autre message nerveux dans le même neurone (= déclenche une plus forte contraction musculaire lors d’un réflexe myotatique par exemple). Logiciel Sherrington : permet de simuler l’étude du réflexe myotatique chez un chat En choisissant un chat décérébré et en mesurant l’activité électrique d’un neurone sensoriel (fibre de type I ou de type II), proposer un protocole permettant d’identifier comment est codée l’intensité du message nerveux de ce neurone sensoriel. Noter les résultats obtenus selon la forme de votre choix et répondre à la problématique. Enregistrement électrique d’un potentiel d’action Activité 4 : du motoneurone au muscle : structure et fonctionnement d’une synapse neuromusculaire Comment l’information propagée par le nerf est-elle transmise au muscle, entraînant sa contraction ? fibre musculaire nerf synapse neuromusculaire 50 m nerf Zone de contact entre un motoneurone et une fibre musculaire : la synapse neuromusculaire A l’aide des ressources suivantes, représenter sous forme d’un schéma-bilan la structure et le fonctionnement d’une synapse neuromusculaire. Ressources : Doc 1, 3 et 6 page 336. http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/synapse/synapse.htm (indiquer snv jussieu synapse neuromusculaire dans un moteur de recherche). Ne pas tenir compte des mouvements des ions présentés dans l’animation. Puis expliquer le mode d’action de 2 substances toxiques : curare et toxine botulique à l’aide des documents 4 et 5 page 337.
