La synapse neuro- musculaire

La synapse neuro-
musculaire
La synapse neuro-musculaire est la première synapse étudiée, elle a permis de mettre à
jour les processus post-synaptique ayant lieu lors de l’arrivé d’un potentiel d’action et de la
libération de neurotransmetteur dans la fente synaptique. Contrairement aux synapses axono-
dendritiques qui sont majoritaires au niveau du système nerveux, la synapse neuro-musculaire
est une structure permettant la transmission des potentiels d’actions provenant des
motoneurones vers le muscle et permettre ainsi sa contraction.
Cette synapse est cholinergique car le neurotransmetteur utilisé pour transmettre
l’information nerveuse est l’acétylcholine. Lors de l’arrivée d’un potentiel d’action des canaux
calciques voltage-dépendant vont s’ouvrir au niveau pré-synaptique. Cela va augmenter la
concentration calcique dans la partie présynaptique car la concentration calcique au repos est
largement supérieure à l’extérieur de cette partie qu’à l’intérieur. Le calcium entrant va
permettre la fusion des vésicules contenant l’acétylcholine et entraîner l’exocytose du
neurotransmetteur dans la fente synaptique. Le grand nombre de molécule d’acétycholine ainsi
libérées vont se fixer sur des récepteurs situés sur la partie post-synaptique. Cette fixation va
entraîner l’ouverture brève mais synchrone d’un grand nombre de canaux. L’ensemble de
toutes ces ouvertures va créer un courant macroscopique appelé courant de plaque motrice. La
dépolarisation qui s’en suit modifie le potentiel de plaque motrice, cela déclenche
habituellement (dépendant du seuil) un potentiel d’action postsynaptique par ouverture des
récepteurs canaux cholinergiques.
Les récepteurs canaux cholinergiques (récepteurs nicotiniques) situés sur la partie
postsynaptique sont composés de 5 sous-unités formant un pentagone autour d’un canal

central. Au repos ce canal est fermé. Lors de la fixation de l’acétylcholine, un changement
conformationnel va avoir lieu rendant le canal perméable aux ions Na+ et K+. Au repos le
potentiel de la partie postsynaptique est de -95mV, si suffisamment d’ions Na+ rentre et le
potentiel de plaque motrice atteint -50mV, alors un potentiel d’action est émis dans le muscle.
Celui-ci va naviguer par les sarcolemmes et pénétrer par les tubules-T jusqu’aux fibres
musculaires. Une fois que le potentiel d’action à atteint ces structures, la dépolarisation va
entraîner l’ouverture des canaux calciques voltage dépendants situés au niveau du réticulum
sarcoplasmique. La concentration de calcium dans cette structure étant largement plus
importante que celle au niveau des fibres musculaires, le calcium va sortir. Ce changement de
concentration calcique va permettre la contraction musculaire (jonction actine-myosine).
Une expérience type permet de mettre en évidence les propriétés fondamentales de la
synapse neuro-musculaire. Ces propriétés recoupent celles des synapses plus « standard »
(synapse axono-dendritique). Le dispositif expérimental est décrit dans la figure 1.
Si l’on stimule plus ou moins l’axone moteur, on va observer des trains de potentiel
d’action (ensemble de potentiel d’action se suivant) au niveau du récepteur 1. Si l’on regarde au
Figure 1.Schéma du dispositif expérimental permettant l’étude de la jonction neuromusculaire.

niveau du récepteur 2 on observera une augmentation du potentiel de plaque proportionnelle
à la stimulation exercée. Ensuite si l’on injecte de l’ACh (acétylcholine) dans la fente synaptique,
on n’observe aucun signal au niveau du récepteur 1 par contre on observe une augmentation du
potentiel de plaque proportionnelle à la quantité d’ACh injectée. Une injection d’ACh dans la
fibre musculaire ne donne rien sur les deux récepteurs. Cela montre que la quantité d’ACh
libérée dans la fente synaptique est proportionnelle à l’intensité de l’influx nerveux arrivant au
bouton terminale (codé par la fréquence d’arrivée des potentiels d’actions). Mais comment agit
l’ACh au niveau de la fente synaptique ?
Pour répondre à cette question, il existe une substance paralysante, le curare. Il a été
montré dans des expériences que l’injection d’une telle substance dans la fente synaptique fait
qu’il y a qu’un très faible potentiel de plaque malgré une forte stimulation de l’axone motrice ou
malgré une injection importante d’ACh dans la fente synaptique. Il n’y a pas d’effet si l’on
injecte cette substance à distance de la plaque motrice ou dans la fibre musculaire. Cela vient
du fait que le curare se fixe sur les récepteurs de l’ACh et empêche la fixation de ce dernier. Le
curare est donc ce que l’on appelle un antagoniste à l’ACh. Ces résultats montrent que l’ACh
agit uniquement au niveau post synaptique grâce à des récepteurs spécifiques (récepteurs
cholinergique).
Une jonction neuro-musculaire permet la contraction d’un certain nombre de fibres
musculaires. Certains muscles ayant besoin d’être contracté de manière précise, le nombre de
jonction par fibre est bien plus important. Ce rapport est par exemple beaucoup plus élevé dans
le muscle du dos et beaucoup plus faible dans les muscles de l’avant-bras. En effet, ces derniers
contrôlant la main, ils doivent avoir une motricité beaucoup plus fine.

Aller plus loin :
 Une animation simple mais très visuelle (Anglais)
http://thebrain.mcgill.ca/flash/i/i_06/i_06_m/i_06_m_mou/i_06_m_mou.html
Myofibrille
Membrane plasmique de
la fibre musculaire
Axone du
motoneurone
Acétylcholine
(Ach)
Mitochondrie
Vésicule synaptique
Influx nerveux
Réticulum sarcoplasmique
Récepteur à l’Ach
Figure 2. La junction neuro-musculaire, résumé.

QCM
Question 1
 La synapse neuro-musculaire permet la transmission de l’information nerveuse
entre deux muscles
 La synapse neuro-musculaire permet la transmission de l’information nerveuse
entre deux motoneurones
 La synapse neuro-musculaire permet la transmission de l’information nerveuse
entre un motoneurone et un muscle
 La synapse neuro-musculaire est la première synapse étudiée
Question 2
 La synapse neuro-musculaire est cholinergique
 La synapse neuro-musculaire est dopaminergique
 La synapse neuro-musculaire est noradrénergique
 La synapse neuro-musculaire est sérotoninergique
Question 3
 L’ensemble des ouvertures de canaux postsynpatiques est appelé potentiel de
plaque motrice
 L’ensemble des ouvertures de canaux présynpatiques est appelé potentiel de
plaque motrice
 L’ensemble des ouvertures de canaux postsynpatiques est appelé courant de
plaque motrice
 L’ensemble des ouvertures de canaux présynpatiques est appelé potentiel de
plaque motrice
Question 4
 Les récepteurs canaux cholinergiques sont composés de 3 sous-unités
 Les récepteurs canaux cholinergiques sont composés de 5 sous-unités