Partie II- La communication nerveuse ( Thème 3-B Neurone et fibre musculaire ) communiquer = signal ou stimulus/ organe récepteur /voie sensitive/centre de traitement/voie motrice/ organe effecteur = réponse au stimulus. Chap 1 Le réflexe myotatique, un exemple de commande réflexe du muscle Le réflexe myotatique sert d'outil diagnostique pour apprécier l'intégrité du système neuromusculaire SN : par un choc léger sur un tendon, on provoque la contraction du muscle étiré (exemple du réflexe rotulien ou achilléen). I- Les caractéristiques du réflexe myotatique : cf TP1 -EXAO - 3 hyp à formuler A- Définition : « c'est la contraction réflexe d'un muscle suite à son étirement. » Ces réflexes permettent de maintenir la posture et de lutter contre la gravité, ce qui témoigne du bon fct du SN. Ex : la percussion du tendon d'Achille correspond à un étirement du soléaire, muscle extenseur du pied / jambe et cela déclenche sa contraction brutale et involontaire. En réponse au stimulus, il y a extension du pied = réponse ou réflexe Achilléen. Si on frappe le tendon rotulien, on obtient le réflexe rotulien = extension de la jambe / cuisse car le coup provoque l'extension du quadriceps antérieur de la cuisse qui , en réponse, se contracte. L'électromyogramme montre une ddp lors de la contraction du muscle = potentiel de contraction musculaire, sinon, le tonus de repos correspond à o mv en surface du corps. Pb : comment fonctionne ce réflexe ? quelles sont les structures intervenant dans ce circuit ? B- Les structures cellulaires et les voies nerveuses du réflexe : p 344-345 et TP1et TP2 L'enregistrement électrique du réflexe montre qu'il faut environ un délai de 30 ms après un coup porté sur le tendon pour observer une forte polarisation positive puis négative durant 10 à 20 ms. Ensuite le tonus initial est rétabli. Sachant que la Vmoy d'unn message nerveux est de 50 m.s-1, le délai montre que la ME est le CN de ce réflexe ( circuit nerveux plus court que le mouvement volontaire jusqu'au cerveau, plus long qu'un phénomène élastique au niveau de la jambe). Les exp de section et de stimulation des nerfs rachidiens montrent que la voie sensitive est dorsale, voie motrice est ventrale et que le message est unidirectionnel. Les organes récepteurs sensibles à l'étirement sont les fuseaux neuromusculaires qui contiennent l'extrémité des fibres sensitives ou dendrites ( des neurones sensitifs) enroulées autour de fibres musculaires modifiées du muscle soléaire. Il y naît un message nerveux afférent. Ces dendrites se rassemblent en faisceaux dans le nerf sensitif et empruntent la racine dorsale du nerf rachidien. Le corps cellulaire du neurone sensitif est ds le ganglion rachidien. Son prolongement axonique parvient ds la SG de la ME et fait synapse avec les dendrites ou le corps cellulaire d' un motoneurone ds la corne antérieure de la ME= synapse neuro-neuronique. Le neurone moteur ou éfferent a un corps cellulaire dans la substance grise de la ME. Son prolongement axonique passe par la racine ventrale et fait synapse avec les fibres musculaires du muscle effecteur = synapse neuro-musculaire ou plaque motrice dans le soléaire. Les axones des neurones moteur sont le plus souvent myélinisés et sont rassemblés par faisceaux dans le nerf dit moteur. Savoir exp, dégénerescence noyaux et trajet unidirectionnel p 343 et 345. Nerf = rassemble des fibres afférentes ( dendrites) et efférentes ( axones) de diamètre variable, myélinisées ou non. Arc-réflexe = monosynaptique , savoir faire le schéma de l'arc-réflexe. II- Nature, et propagation du message nerveux le long des neurones : TP3-ex p 346, 347 Potentiel de repos – 70 mv, ( cf schéma de l'oscilloscope) pour ttes c eucaryotes = différence de potentiel ou ddp entre le cytoplasme et la face externe de la mb plasmique due à une inégale répartition d'ions ( pour simplifier, 2 K+ entrants pour 3 Na+ sortants avec dépense d'énergie ATP). Seules les c nerveuses et musculaires peuvent produire un ou des messages nerveux = potentiels d'action ou PA = cellules excitables. Le PA = dépolarisation, inversion de polarisation à + 30 mv, puis repolarisation, voire hyperpolarisation ( voir schéma p 346), a tjrs même amplitude de 100 mv, durée 1 à 2 ms , et est propageable ( recrée de place en place le long de la cellule) . Il suffit de la diffusion hors de la c d'environ 1 ion K+ sur 100 000 pour donner naissance au potentiel de repos et de l'entrée d'un très petit nbre de Na+ ds la c pour créer un PA ( en fait globalement , guère de changements des gradients de concentration). Le PA obéit à la loi du tout ou rien dès que le seuil de stimulation du neurone ou de la c musculaire est atteint ( suite à un stimulus, il apparaît un potentiel de récepteur local non propageable ds organe sensoriel, graduable en amplitude avec l'intensité de la stimulation, mais si le seuil, d'environ -50 mv n'est pas atteint alors aucun PA = rien. Si la valeur seuil de ddp atteinte alors création d'au moins un PA d'emblée d'amplitude maximale = tout ) . Pour chaque fibre, l'intensité du stimulus est codée en fréquence de PA cf Schéma. Prix Nobel en 1963 pour l'hypothèse ionique du message nerveux pour A.F. Huxley et A.L. Hodgkin. La vitesse de propagation du message nerveux augmente avec le diamètre des fibres et la présence de gaines de myéline = 10 à + de 100 m.s-1, vitesse moyenne de 58m/s. ( il existe une période réfractaire, lié au temps nécessaire de fermeture des canaux sodium, empêchant le retour en arrière du message donc message unidirectionnel...). Il est donc plus lent qu'un courant électrique, pas de nature complètement électrique. Ccl : Message nerveux = message bioélectrique, constitué de mouvements ioniques, dans les fibres nerveuses ou musculaires , codé en fréquence de PA , nature bioélectrique universelle ce qui permet un traitement de l'information ds les centres nerveux CN quelque soit le stimulus. Pb : passage du PA impossible ds la fente synaptique ( espace de 10 à 50 nm) et rappel message unidirectionnel : comment est propagé le mn entre 2 neurones ou entre 1 neurone et un muscle ? III- Propagation du message nerveux entre les cellules nerveuses et musculaires : Ex p 348 et p 350 et TP4 synapses +logiciel synapse ou Nerf – savoir schéma synapse synapse = espace 20 nm- non franchissable par PA ( dépolarisation impossible de la mb postsynaptique. C'est une jonction entre 2 neurones ou entre 1 neurone et 1 ou plusieurs cellules musculaires effectrices. Soient 2 types de synapses : neuro-neuronique ou neuro-musculaire. la terminaison présynaptique du neurone sensitif contient des vésicules renfermant un neuromédiateur NT par ex acétylcholine ou ACH. L'arrivée d'un mn déclenche la migration des vésicules vers la mb plasmique puis l'exocytose et la libération des NT ds fente synaptique. Savoir schéma. Fixation des NT sur récepteurs mb du neurone post-synaptique ou de la fibre musculaire. Cette fixation peut déclencher un PA ou plusieurs ou rien = nouveau mn ou potentiel d'action si la valeur seuil est atteinte, codé en fréquence de PA si la valeur seuil est dépassée, pas forcément la même fréquence que ds le neurone sensitif. Si la valeur seuil n'est pas atteinte, pas de PA propageable ( sorte de potentiel récepteur local dans le corps cellulaire du motoneurone, non propageable). Le mn au niveau des synapses est donc chimique, le codage de la fréquence des PA est réalisé en concentration de neuromédiateurs. Le temps d'action des NT est fugace , qq ms, il existe pour cela des enzymes pour détruire les NT (ex Acétylcholinestérase) ou une recapture des NT par le neurone présynaptique. Temps pour une synapse = 0,5 – 0,8 ms dans un arc réflexe. Vu la structure des synapses ( vésicules présentes ds neurone présynaptique seulement), message unidirectionnel là aussi. Noter l'existence de synapses stimulatrice et inhibitrice selon la nature des NT pour les synapses neuro-neuroniques . ex GABA : Acide γ-aminobutyrique pour une synapse inhibitrice qui diminue la fréquence des PA. Synapse neuro-musculaire : mêmes étapes de fonctionnement, mais attention la cellule musculaire est la cellule post-synaptique. Le motoneurone présynaptique peut innerver plusieurs fibres musculaires. La fixation des NT entraîne cette fois un Potentiel d'action musculaire, plusieurs ou zéro selon que la valeur seuil est atteinte ou dépassée ou pas au niveau de la plaque motrice. Il existe des molécules agonistes ayant le même effet que le NT ou non = antagonistes, se logent ds les récepteurs mais n'ont pas les mêmes effets. Ex curare , antagoniste de Ach car remplace l'Ach dans les mêmes récepteurs et provoque une paralysie musculaire, comme les venins de serpent, ou la belladone ( ophtalmologie). Certains gaz de combat comme le sarin bloquent l'enzyme l'acétylcholinestérase donc Ach reste dans les récepteurs provoquant une hyperactivité des neurones et des muscles ( diarrhées, augmentation de toutes les secrétions, difficultés cardiaques , respiratoires, contractions permanentes ou tétanies...). La toxine botulique ( botox en cosmétique) provenant d'une bactérie, Clostridium botulinum, empêche la libération de Ach ( empêche l'exocytose des vésicules présynaptiques donc paralysie flasque des muscles qui ne se contractent plus, traits détendus...plus jeunes …). L'intoxication alimentaire à partir de conserves avariées s'appelle le botulisme. La nicotine du tabac est un agoniste de Ach, en se fixant dans les mêmes récepteurs avec même effet stimulant. Savoir schémas de synthèse poly ou p 355