Reflexe myotatique Exercice 1 : restitution des connaissances. Lors d’une visite médicale permettant d’établir un certificat d’aptitude à la pratique d’activités sportives, le médecin vérifie l’intégrité du système neuromusculaire en testant notamment la mise en œuvre d’un réflexe myotatique au niveau rotulien ou au niveau achilléen. Décrivez les différents éléments mis en jeu dans le réflexe myotatique, précisez les caractéristiques des messages nerveux propagés par ces éléments puis indiquez en quoi ce test médical permet de vérifier le bon fonctionnement de la commande neuromusculaire. L’exposé devra présenter une introduction, un développement et une conclusion. Il devra être accompagné du schéma de l’arc réflexe mis en œuvre dans le cas du réflexe myotatique Corrigé Introduction Le réflexe myotatique rotulien ou achilléen se traduit par une extension de la jambe (réflexe rotulien) ou du pied (réflexe achilléen) à la suite de la percussion du tendon du muscle quadriceps de la cuisse (réflexe rotulien) ou de celui du triceps sural de la jambe (réflexe achilléen). Ces deux réflexes myotatiques sont dus à la contraction des muscles concernés en réponse à leur bref étirement provoqué par la percussion de leur tendon. Nous allons envisager les différents éléments qui permettent la réalisation de tels réflexes et préciserons de quelle façon leur connaissance permet de comprendre l’intérêt du test médical. I. Neurones et fibres musculaires intervenant dans le réflexe myotatique 1. Organisation générale du réflexe Comme dans tout réflexe, on reconnaît cinq éléments fondamentaux : des capteurs, une voie afférente, un centre nerveux, une voie efférente et des effecteurs (figure 1) : les capteurs : situés dans le muscle étiré, ce sont les fuseaux neuromusculaires (figure 3) ; la voie afférente : ce sont les fibres d’un nerf musculaire (ramification d’un nerf rachidien) qui gagne la moelle épinière par la racine dorsale du nerf rachidien ; le centre nerveux : il est constitué par la moelle épinière ; la voie efférente : elle est formée de fibres qui, via la racine ventrale d’un nerf rachidien puis ce nerf rachidien lui-même, gagnent le nerf musculaire et aboutissent aux effecteurs ; les effecteurs : ce sont des fibres musculaires. Figure 1 Les éléments fondamentaux du réflexe 2. Relations entre les éléments cellulaires impliqués dans le réflexe myotatique Le réflexe myotatique est monosynaptique et fait intervenir deux types de neurones (figure 2) : le neurone afférent : c’est un neurone en T dont le corps cellulaire se trouve dans un ganglion spinal situé dans un renflement localisé dans la racine dorsale d’un nerf rachidien. Il présente deux prolongements, dont l’un est en rapport avec un capteur, un fuseau neuromusculaire dans lequel il pénètre. Le prolongement central gagne la moelle épinière et entre en rapport avec le corps cellulaire ou les dendrites d’un neurone efférent. Chaque fuseau comporte, à l’intérieur d’une capsule conjonctive, trois à dix fibres musculaires courtes. La fibre afférente, en pénétrant dans le fuseau, se ramifie et chaque ramification s’enroule autour d’une fibre musculaire intrafusale. Ces terminaisons réagissent à l’étirement des fibres musculaires intrafusales et émettent des messages nerveux (figure 3) ; Attention C’est plus complexe. En réalité, le réflexe myotatique fait intervenir de multiples neurones sensoriels et motoneurones. le neurone efférent ou motoneurone : son axone gagne le muscle en empruntant la racine ventrale d’un nerf rachidien. Dans le muscle, l’axone se ramifie et chaque ramification établit un contact étroit avec une fibre musculaire effectrice au niveau d’une zone spécialisée, la synapse neuromusculaire. Figure 2 L’arc réflexe myotatique Figure 3 Le fuseau neuromusculaire Figure 4 La synapse neuro-neuronique Les synapses, zones de communication entre les éléments du réflexe : la synapse neuro-neuronique (figure 4) : elle assure la jonction entre neurone afférent et neurone efférent au sein de la moelle épinière. Au niveau de la synapse, il y a contigüité et non continuité : il existe une région présynaptique (neurone afférent) et une région postsynaptique (neurone efférent) séparées par un espace (ou fente) synaptique ; la région présynaptique est remarquable par la présence de vésicules synaptiques contenant un neuromédiateur : la synapse présente une structure polarisée ; la synapse neuromusculaire : elle est fondamentalement constituée de la même façon que la synapse neuroneuronique ; la terminaison des ramifications de l’axone du motoneurone, riche en vésicules synaptiques, constitue la région présynaptique et la fibre musculaire la région postsynaptique. Entre les deux existe une fente synaptique. II. Les messages nerveux propagés par les neurones du réflexe myotatique : Il existe deux types de messages : les messages nerveux électriques et les messages nerveux chimiques. 1. Messages nerveux électriques Qu’ils naissent au sein des fuseaux neuromusculaires ou qu’ils soient émis par les motoneurones, les messages nerveux électriques sont de même nature. Ils sont constitués de trains de potentiels d’action. Un potentiel d’action est un signal électrique élémentaire dont l’amplitude est constante, quelle que soit l’intensité du stimulus, et reste la même tout au long de sa propagation. En revanche, la fréquence des potentiels d’action est variable en fonction de l’intensité du stimulus reçu par les fuseaux neuromusculaires (étirement) et le motoneurone. Les messages nerveux électriques sont codés en fréquence de potentiels d’action. 2. Messages nerveux chimiques Ils assurent la communication entre neurone afférent et motoneurone et entre motoneurone et fibres musculaires. Dans tous les cas, l’arrivée d’un potentiel d’action dans la région présynaptique déclenche l’exocytose d’un certain nombre de vésicules synaptiques, qui libèrent des molécules d’un neuromédiateur dans l’espace synaptique. Ces molécules se fixent sur des récepteurs membranaires de la région postsynaptique : le neuromédiateur est le stimulus de l’élément postsynaptique (motoneurone ou fibre musculaire). Ce neuromédiateur est un messager chimique et le message nerveux chimique est codé par la concentration de neuromédiateur dans l’espace synaptique. III. Bilan : le fonctionnement du réflexe myotatique L’étirement du muscle perçu par les fuseaux neuromusculaires se traduit par la naissance d’un message nerveux électrique codé en fréquence de potentiels d’action qui se propagent sur une fibre afférente. Au niveau de la synapse interneuronique (ou interneuronale), le message électrique est traduit en un message chimique codé en quantité de neuromédiateur libéré. Ce message chimique est lui-même traduit en un message codé en fréquence de potentiels d’action par le motoneurone. Cette fréquence est d’autant plus élevée que la concentration de neuromédiateur dans la fente synaptique est importante, et donc que la fréquence des potentiels d’action du message afférent est grande. Au niveau de la jonction neuromusculaire, le message nerveux électrique déclenche la libération d’un neuromédiateur (acétylcholine) qui stimule la fibre musculaire et provoque sa contraction. La quantité de neuromédiateur libéré par l’arrivée d’un seul potentiel d’action suffit à provoquer la contraction de la fibre musculaire. Les potentiels d’action successifs du message électrique provoquent la contraction soutenue du muscle. Plus l’étirement est important, plus le nombre de fuseaux neuromusculaires, de fibres nerveuses afférentes et de motoneurones actifs est grand, plus le nombre de fibres musculaires stimulées est élevé et plus la contraction du muscle est importante. Conclusion : intérêt du test médical Le déroulement normal du réflexe myotatique signale au médecin que le fonctionnement des fuseaux neuromusculaires, des fibres afférentes, de la synapse neuroneuronique, du motoneurone, de la jonction neuromusculaire et des fibres musculaires est normal. Une anomalie du réflexe (réponse retardée, faible ou exagérée…) signale un dysfonctionnement d’un ou plusieurs éléments de ce réflexe. Cependant, cette seule observation ne permet pas de diagnostiquer la nature de l’anomalie, ni sa localisation, et incite seulement à faire des examens complémentaires. https://sites.google.com/site/svthichem/home
