Chapitre 4 : Une commande réflexe des muscles La commande des

Chapitre 4 : Une commande réflexe des muscles
La commande des mouvements volontaires est assurée par le système nerveux. D’autres contractions musculaires
ne naissent pas d’une volonté et sont donc des contractions réflexes. Un réflexe est reproductible à l’identique à
partir d’un même stimulus et est automatique Ces dernières sont des réponses musculaires non volontaires d’une
partie de l’organisme à un stimulus. Le réflexe myotatique est utilisé par les médecins pour s’assurer de l’intégrité
du système neuro- musculaire : provoqué par la percussion du tendon reliant un muscle à un os, il consiste en un
mouvement de la jambe ou du pied. Ainsi, une diminution ou abolition d’un réflexe est un indice d’une lésion
nerveuse.
Les différents types de réflexe :
Réflexes innés : réflexes les plus simples qui ne font intervenir que la moelle épinière. Ce sont des réflexes non
contrôlés (spinaux).
Réflexes inconscients viscéraux : réflexes qui remontent jusqu’aux noyaux gris centraux. Ces réflexes
permettent l’activité des organes internes dont nous n’avons pas conscience.
Réflexes acquis ou conditionnés : réflexes qui proviennent de l’éducation et de l’exercice (marcher) et ainsi
impliquent la mise en jeu du cortex (mémoire).
I. Comment s’organisent les processus biologiques permettant l’existence du réflexe myotatique au
niveau macroscopique et microscopique ? TP n°1
1. Le phénotype macroscopique du réflexe myotatique : organisation générale
Le réflexe myotatique, réflexe spinal ou médullaire, est :
- Inné : réflexe qui ne demande pas d’apprentissage et qui se met en place dans les premiers mois de la vie.
- Inéluctable : pour une stimulation donnée, le réflexe aura forcément lieu.
- Involontaire : les réflexes du maintien de la posture ne font pas appel à notre volonté, ils ont lieu même
quand nous n’y pensons pas.
- Stéréotypé : à un même stimulus correspondra la même réponse.
Le réflexe myotatique permet la contraction involontaire d'un muscle en réponse à son propre étirement. La
station debout engendre l'étirement de certains muscles sous l'effet des forces de la gravité. Les réflexes
myotatiques participent ainsi au tonus musculaire nécessaire au maintien de la station debout (réflexes abolis
durant le sommeil expliquant que quelqu’un assis endormi a la tête qui tombe en avant). L’électromyogramme (EMG)
montre un temps de latence entre l’étirement du muscle (stimulus) et sa contraction. Ceci correspond au délai de
transmission du message du muscle à la moelle épinière et de la moelle épinière au même muscle qui se contracte.

Le réflexe myotatique met en jeu différents éléments qui constituent l’arc réflexe:
- les mécanorécepteurs : des fuseaux neuromusculaires sont des capteurs situés dans le muscle et sensibles à
l’étirement.
- des nerfs rachidiens conduisent les messages nerveux : le message nerveux afférent parvient à la moelle
épinière par la racine dorsale du nerf rachidien tandis que le message nerveux efférent quitte la moelle épinière
par la racine ventrale du nerf rachidien.
- le centre nerveux : la moelle épinière. Une section de la moelle épinière supprime la motricité volontaire mais
pas le réflexe myotatique des muscles situés sous la section.
La moelle épinière est composée de tissu nerveux et se trouve dans le canal interne des vertèbres. Elle est
composée de trois zones principales :
o La substance grise située au centre et composée des corps cellulaires des neurones (observation
de noyaux).
o - La substance blanche située autour de la substance grise et n’est composée que d’axones et de
dendrites des neurones.
o - Les ganglions rachidiens placés sur les racines dorsales qui émanent de la partie dorsale de la
moelle épinière. Au niveau tissulaire, on remarque la présence de corps cellulaire des neurones
- Effecteurs : les fibres musculaires (cellules musculaires).
2. Les phénotypes cellulaires associés au réflexe myotatique : organisation des réseaux neuroniques.
- Notion de réseau neuronique.
Un neurone est une cellule nerveuse, constituée par un corps cellulaire qui contient le noyau, et par des
prolongements cytoplasmiques de deux types : les dendrites et l’axone. Ces prolongements cytoplasmiques
assurent la conduction du message nerveux depuis l’extrémité des dendrites vers le corps cellulaire, ou depuis le
corps cellulaire vers l’extrémité ramifiée de l’axone. La distinction entre axone et dendrite est liée au sens de
circulation du message. De plus, pour de nombreux types de neurones, les dendrites sont des prolongements
cytoplasmiques généralement nombreux et relativement courts alors que l’axone correspond au plus long
prolongement cytoplasmique.

La transmission du message nerveux d’un neurone au suivant se fait au niveau des structures appelées synapses.
Un ensemble de neurones interconnectés par des synapses constitue un réseau neuronique.
- Expériences :
Expérience de Waller : déduction de la position du corps cellulaire.
Lorsque la fibre nerveuse est sectionnée, la partie distale, c'est à dire la partie qui est séparée du corps cellulaire,
dégénère. Par contre la partie proximale, c'est à dire celle qui est restée en rapport avec le corps cellulaire (noyau
cellulaire), survit.
Expérience de Magendie Bell : évolution d’un nerf et des pertes de fonctions associées (motricité/sensibilité)
après section du nerf ou des racines émergeant de la moelle.
Si on sectionne le ganglion rachidien situé dans la racine dorsale, alors la zone innervée par le nerf rachidien perd
sa sensibilité. La racine dorsale du nerf a donc un rôle sensitif. Si on sectionne la racine ventrale, alors la zone
innervée par le nerf rachidien perd sa motricité. La racine dorsale du nerf a donc un rôle moteur. Le nerf rachidien
est donc mixte. Le corps cellulaire du nerf sensitif se situe dans le ganglion rachidien, celui du nerf moteur dans
la substance grise.
Le réflexe myotatique fait donc intervenir un système simple présentant 2 composantes : un neurone sensitif
afférent qui transmet l’information depuis le récepteur sensoriel vers la moelle épinière et un neurone moteur
efférent (motoneurone) qui renvoie l’information de la moelle épinière vers le muscle. Le réflexe myotatique est
monosynaptique.
- Fonctionnement général du réflexe
La contraction du muscle extenseur lors du réflexe myotatique repose sur différentes populations de neurones:
o L'étirement d'un muscle stimule les fuseaux neuromusculaires qui sont des récepteurs sensoriels
localisés dans le muscle.
o La fibre nerveuse afférente reliée au récepteur stimulé, conduit des messages vers le centre nerveux du
réflexe (moelle épinière). Elle est le prolongement d'un neurone (neurone en T) dont le corps cellulaire est
dans le ganglion de la racine dorsale d'un nerf rachidien. C’est une fibre nerveuse sensitive.
o Dans la moelle épinière, des réseaux neuroniques reçoivent les messages afférents sensitifs et donnent
naissance à des messages efférents moteurs qui coordonnent l'activité des effecteurs musculaires.
o Les corps cellulaires des motoneurones sont localisés dans la substance grise de la moelle épinière. Le
même message afférent active les motoneurones du muscle qui se contracte et inhibe les motoneurones
innervant le muscle antagoniste. Cette inhibition est due à l'excitation d'un interneurone inhibiteur. Les
commandes motrices provoquent la contraction du muscle étiré et le relâchement du muscle antagoniste.
La moelle épinière est le centre nerveux intégrateur de ce réflexe.
o Les messages efférents suivent un trajet spécifique jusqu'aux effecteurs musculaires. Les fibres
efférentes sont les axones des motoneurones. Elles conduisent les messages efférents par la racine
ventrale du nerf rachidien. Elles sont en connexion avec les fibres musculaires effectrices du muscle
étiré.

- Fonctionnement coordonné des réflexes : les muscles antagonistes.
L’électromyogramme établi sur les deux muscles antagonistes (ici, muscles soléaire et jambier antérieur) montre
que les signaux électriques des deux muscles s’excluent mutuellement. Il y a un contrôle qui évite la contraction
simultanée des muscles et permet le maintien correct de la posture. Ce système est permis par la présence d’une
deuxième boucle neuronique. Le neurone sensitif afférent va stimuler un interneurone inhibiteur. L’activation de
cet interneurone inhibiteur va induire l’inhibition du neurone moteur efférent du muscle qui ne doit pas se
contracter.

II. Quelles sont les caractéristiques de ces messages nerveux ?
1 Support anatomique de la conduction des messages nerveux.
A l’échelle macroscopique, les messages nerveux sont conduits par des nerfs. Un nerf correspond à un ensemble
de fibres nerveuses juxtaposées. Une fibre nerveuse est un long prolongement cytoplasmique d’un neurone,
éventuellement recouvert d’un revêtement discontinu : la gaine de myéline. A l’échelle microscopique, les
messages nerveux sont conduits par les fibres unitaires composant le nerf.
Schéma d’organisation d’un nerf dilacéré
2 Caractéristiques du message nerveux enregistré au niveau d’une fibre nerveuse.
Les stimulations expérimentales pratiquées sur la fibre nerveuse permettent de comprendre les phénomènes
physiologiques :
Les neurones émettent (suffisamment stimulés soit valeur seuil atteinte) des signaux électriques élémentaires
qui sont des potentiels d’action. La genèse de potentiels d’action repose sur l’existence d’un potentiel de repos
(-70 mV) caractérisé par une polarisation membranaire entre le cytoplasme et le milieu extérieur, propriété
commune à toutes les cellules. Un potentiel d’action est une inversion transitoire de la polarisation membranaire.
Au cours de sa propagation le long d’une fibre, le potentiel d’action conserve toujours toutes ses caractéristiques.
Phases caractéristiques d’un
potentiel d’action
Variation d’activité électrique d’une fibre nerveuse pour différentes intensités de stimulation