Ach - STAPS Toile libre

Chapitre II
Le système moteur somatique
et
le système moteur végétatif
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Lorsque nous avons parlé des réseaux de neurones
et du traitement de l’information, nous avons
avons pris comme exemple « les réflexes »
¾Un neurone stimule un neurone qui stimule un
neurone... (traitement de l’information en série) Ö
réponse spécifique et prévisible
Cette réponse est la conséquence de
la stimulation du système moteur
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Nous avons vu que le Système Nerveux
peut être subdivisé en :
SNC
Encéphale et moelle épinière
SNP
Voies de communication
entre le SNC et l’organisme
Voie sensitive
Avec les neurones sensitifs
somatiques et viscéraux qui
conduisent l’information des
Récepteurs Î SNC
Voie motrice
Avec les neurones moteurs
qui transmettent la commande
motrice du SNC Î Effecteurs
Système Nerveux Autonome
qui commande les
« viscères »
Système Nerveux Somatique
qui commande les muscles
squelettiques
Il existe un système moteur somatique et
un système moteur végétatif
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I. Le système moteur somatique
Il innerve uniquement les muscles striés
squelettiques dont l’excitation se traduit
par une contraction.
Les neurones qui commandent la musculature
squelettique sont localisés :
¾dans le tronc cérébral pour les muscles du
segment céphalique,
¾dans la moelle épinière pour le reste du corps.
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1. Organisation spinale de l’innervation somatique
Les neurones moteurs qui commandent la musculature
somatique (à l’exception du segment céphalique) sont
situés dans la substance grise de la corne ventrale
de la moelle épinière.
Corne postérieure
Corne latérale
Mn
Corne antérieure
ou ventrale
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Ces Mn sont appelés neurones moteurs inférieurs
(par opposition aux neurones moteurs supérieurs des voies corticales),
Ils représentent la voie finale commune du contrôle
des comportements moteurs.
Ö ce sont eux qui commandent la contraction
musculaire
Comment sont ils organisés?
Il existe une organisation segmentaire des Mn et
une répartition particulière au sein de chaque
segment de moelle épinière (cf. S1-U1-Phy1)
Comment fonctionnent ces Mn?
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2. Fonctionnement des neurones moteurs
somatiques : les Mn α
Il existe 2 catégories de neurones moteurs
somatiques au sein de la moelle épinière :
les Mn α (alpha) et les Mn γ (gamma).
Ce sont les Mn α qui sont directement
responsables de la production de force par
le muscle.
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Un Mn α innerve plusieurs fibres musculaires
(12 à 1500) d’un même muscle.
L’ensemble constitué
par le Mn α et les fibres
musculaires qu’il innerve
constitue une unité
motrice
Un Mn α a un corps
cellulaire assez
volumineux et un axone
α de gros diamètre (1520µm)
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Mn α
Fibres
musculaires
Unité
motrice
Un muscle comporte diverses unités motrices
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La contraction d’un
muscle résulte de
l’action individuelle ou
combinée des unités
motrices de ce muscle.
Pool de
Mn α
L’ensemble des Mn α qui
innerve un muscle forme
un pool ou population de
Mn α.
Comment agissent les Mn α sur les fibres
musculaires?
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Un Mn α communique avec ses fibres musculaires
par le biais de l’Ach qui agit sur des récepteurs
spécifiques : récepteurs nicotiniques
Séquence de
contractionrelaxation des fibres
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PA dans les
fibres
musculaires
PPSE
L’activation des Mn α
cause donc la
contraction musculaire.
Dans le prochain chapitre
nous verrons comment sont
activés ces Mn.
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II. Le système moteur végétatif
Le Système Nerveux Végétatif (SNV),
portion du système nerveux, contrôle et
coordonne l’activité des organes
végétatifs.
Considéré comme un système à fonctionnement
involontaire, souvent inconscient, le SNV est
aussi appelé Système Nerveux Autonome
(SNA), dénomination donnée par Langley au
début du 20ième siècle.
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Pour moduler les fonctions
végétatives, c’est à dire
les fonctions organiques
internes dont dépend
l’Homéostasie de
l’organisme : digestion,
respiration, circulation, …
le SNV dispose de 2
versants moteurs :
le sympathique
et le parasympathique
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SNV (ortho)sympathique et le SNV parasympathique,
sont 2 parties anatomiquement différentes dont les
fonctions sont globalement antagonistes mais
complémentaires
Ö un fonctionnement réciproque car la plupart des
organes reçoivent des terminaisons des 2 versants
Schématiquement :
¾la partie sympathique est productrice d’énergie
¾la partie parasympathique est restauratrice d’énergie
Par l’activation plus ou moins importante de l’un et
l’autre de ces 2 versants, le SNV peut assurer la
stimulation ou le freinage de l’activité des organes
internes
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1. L’innervation végétative
) Les cibles :
¾ Les muscles lisses
efférences
SNVS
SNVPS
Effecteurs variés
‘ qui tapissent ou ceinturent la paroi de tous
les organes creux et des vaisseaux (TD, bronches,
vessie, veines, artères…)
‘ qui, minuscules, sont disséminés dans le
corps (muscles de la pupille, du cristallin, muscles
horripilateurs de la peau…)
¾ Le muscle cardiaque
¾ Les glandes : qui produisent les larmes, la salive,
les sucs digestifs, la sueur…
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Comparaison
Système nerveux végétatif
Système nerveux somatique
) Cibles variéesÖdifférents
) 1 seul type d’effecteur :
types d’effecteurs
le muscle squelettique
Muscle
squelettique
SNC
Voie efférente somatique
Voie efférente végétative
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Effecteurs
Muscle lisse
ou cardiaque,
glandes…
1. L’innervation végétative
) Les cibles
) Les voies efférentes ou motrices
Les voies motrices des 2 composantes du SNV qui
contrôlent les différents organes effecteurs
constituent des voies à 2 neurones.
ÖIl y a 2 neurones entre le SNC et l’effecteur
ÖIl y a une synapse entre les 2 neurones
végétatifs de la voie motrice, dans un ganglion
neurovégétatif.
1er neurone
SNC
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2ième neurone
Ganglion
neurovégétatif
Effecteur
1er neurone : neurone pré-ganglionnaire ou protoneurone
Corps cellulaire
dans le SNC
SNC
Axone myélinisé de
petit diamètre (type B,
diamètre 3γm, vitesse
de conduction entre 3
et 15m/sec)
1er
neurone
Ganglion
Ach
2ième
neurone
Neuromédiateur
Ach
Ach
ou
NA
ur
e
t
ec
f
f
E
2ème neurone : neurone post-ganglionnaire ou deutoneurone
Corps cellulaire
dans le ganglion
neurovégétatif
(hors du névraxe)
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Axone amyélinique
Neuromédiateur
de petit diamètre
différent pour les 2
(type C, diamètre
versants du SNV
1γm, vitesse de
Sympathique: NA
conduction entre 0,5
Parasympathique: Ach
et 2m/sec)
L’Ach libérée au niveau du ganglion a toujours
une action excitatrice.
Elle agit sur des récepteurs nicotiniques de type N1
présents sur la membrane du neurone post-ganglionnaire
Ach
2ième
neurone
Ach
ou
NA
R N1
ur
e
t
ec
f
f
E
Différents
récepteurs
L’Ach et la NA libérées par les deutoneurones ont
des effets excitateurs ou inhibiteurs.
Elles agissent sur des récepteurs :
- différents pour les 2 neurotransmetteurs
- fonction des cellules cibles pour un neurotransmetteur
donné
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D’où des effets variés
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1er
neurone
Ganglion
Comparaison
Système nerveux végétatif
Système nerveux somatique
)Cibles variées Ö différents
types d’effecteurs
) 1 seul type d’effecteur : le
muscle squelettique
)voie motrice à 2 neurones
aux axones de petit ∅ peu ou
pas myélinisés Ö Vc lente + 2
synapses
2 neuromédiateurs Ö Action
sur différents types de
récepteurs
) voie motrice à 1 neurone
(Mn α) avec axone de gros ∅
myélinisé Ö Vc rapide + 1
synapse
1 seul neuromédiateur Ö
Action sur 1 type de
récepteur : nicotinique N2
R N2
Ach
SNC
Voie efférente somatique
Ach
R N1
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Voie efférente végétative
Ach
ou
NA
R NA
R ACh
Muscle
squelettique
Muscle lisse
ou cardiaque,
glandes…
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Remarque:
Les fibres post-ganglionnaires du SNA ne
présentent pas à leur extrémité un
renflement terminal ou bouton synaptique.
Elles portent un chapelet de
renflements : les « varicosités
axonales » contenant le
neurotransmetteur.
Elles cheminent le long des
cellules de l’organe effecteur
et leurs vésicules libèrent « en
passant » le neuromédiateur.
Öl’action porte simultanément
sur une zone étendue de
l’organe
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Ö généralisation possible de la
réponse à tout l’organe.
Toutes ces caractéristiques rendent
la transmission dans le Système
Nerveux Végétatif beaucoup plus
lente que dans le Système Nerveux
Somatique
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2. Particularités
du versant sympathique
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Anatomiques
Les corps cellulaires
de tous les neurones
préganglionnaires
sont situés dans la
substance grise de la
moelle épinière au
niveau de la corne
intermédio-latérale
entre les segments
thoraciques et lombaires
(T1 à L2 voir L3 selon les
auteurs)
Ö système thoraco-lombaire
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L’axone moteur du premier neurone de la chaîne sympathique
- quitte la moelle épinière par la racine ventrale,
- chemine dans le nerf rachidien correspondant,
- quitte ce nerf par un fin rameau nerveux : rameau
communicant blanc (axone myélinisé)
- pour rejoindre un ganglion de la chaîne
ganglionnaire latéro-vertébrale (ou paravertébrale)
Nerf
rachidien
Rameau
communicant
blanc
Racine ventrale
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Ganglion
paravertébral
La chaîne
sympathique
latérovertébrale
est située sur
les flancs de la
colonne
vertébrale.
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Une fois dans le ganglion de la
chaîne sympathique
?
?
2 possibilités pour l’axone du
protoneurone
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1/ L’axone du protoneurone se termine au niveau de cette
chaîne ganglionnaire :
Ö la synapse avec le neurone post-ganglionnaire s’effectue
dans le ganglion de la chaîne sympathique para vertébrale,
au même niveau ou à un autre étage.
Nerf
rachidien
Rameau
communicant
blanc
Racine ventrale
Ganglion
paravertébral
Ö innervation des effecteurs sous cutanés (muscles lisses
des vaisseaux sanguins des glandes sudoripares ou sébacées
de la peau) et des viscères de la cavité thoracique.
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Neurone préganglionnaire
Ganglion de la
chaîne latérovertébrale
Nerf spinal
Innervation
des
effecteurs
sous cutanés
Ganglion de la
chaîne latérovertébrale
Nerf
sympathique
(fibres postganglionnaire)
Rameau
communicant
blanc
Rameau
communicant
gris
Neurone
postganglionnaire
Innervation des
principaux viscères
de la cavité
thoracique
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2/ L’axone du protoneurone traverse le ganglion de la chaîne
sympathique latéro-vertébrale et poursuit son chemin
Ö la synapse avec le neurone post-ganglionnaire s’effectue
dans un ganglion préviscéral situé plus en périphérie
Substance
grise
Nerf
splanchnique
(Fibre préganglionnaire)
Rameau
communicant
blanc
Ganglion
préviscéral
Fibre postganglionnaire
Innervation des
principaux viscères
de la cavité abdomino
pelvienne
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Dans les 2 cas, la chaîne
sympathique latérovertébrale est le lieu de
transit obligé des fibres
sympathiques.
Les ganglions étagés de
cette chaîne sont
connectés entre eux.
Ils donnent naissance :
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- aux rameaux communicants gris qui retournent aux nerfs
spinaux pour distribuer leurs fibres dans les régions
somatiques du corps (ex. innervation artérielle des membres)
- et aux nerfs splanchniques qui innervent les viscères, les
glandes de la tête, du cou du thorax de l ’abdomen et du pelvis
Ganglion préviscéral
Nerf splanchnique
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Particularités pharmacologiques
Le neuromédiateur libéré par le SNSympathique est :
la Noradrénaline (NA) qui appartient à la famille des
catécholamines
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La synapse sympathique
PA Öentrée de calcium
Öfusion des vésicules avec
la membrane de la
terminaison nerveuse
Ölibération de la NA dans
la fente synaptique
Ca++
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La NA agit sur 2 types de récepteurs : α et β adrénergiques
Les effets de la NA sont fonction du
type de récepteurs présents sur la
membrane plasmique des cellules
cibles
Öeffets différents selon que les
récepteurs sont des Rα ou des Rβ
Les cibles peuvent comporter l’un ou l’autre ou les 2
types de récepteurs.
De façon globale et simplifiée on peut dire que la NA active
les α et inhibe les β mais la réalité est beaucoup plus
complexe…
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La fixation de la NA sur les Rα
La fixation de la NA sur les Rα1
¾portés par les cellules cibles
sympathiques engendre une
stimulation
Övasoconstriction des artérioles
β
qui irriguent la plupart des organes
¾portés par les terminaisons
nerveuses parasympathiques
Öinhibition de la libération de l’Ach
Ö renfort de sa propre action
La fixation de la NA sur les Rα2 portés par
les terminaisons présynaptiques
Öinhibition libération NA Ù autorégulation
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La fixation de la NA sur les R β
La fixation de la NA sur les R β1
portés par les cellules cibles sympathiques engendre une
stimulation
Öex.1 : augmentation de la force de contraction du
myocarde,
Öex.2 : lipolyse au niveau des adipocytes,
Öex.3 : glycogénolyse hépatique et musculaire
La fixation de la NA sur les R β2
engendre une relaxation
Ö ex. relâchement des muscles bronchiques
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e
m
è
t
s
y
S
a
g
r
e
n
é
r
d
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e
u
iq
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Le sympathique favorise :
- L’action dirigée vers l’extérieur
- La mobilisation des ressources
- L’effort bref et intense
Il est impliqué dans les
réactions d’alerte lors de
changements rapides de
l’environnement ou de
situation d’urgence
Rôle de défense
de l’organisme
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Système ergotrope
Voie efférente sympathique :
cas particulier de la médullo- surrénale
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L ’action du versant
sympathique du SNV sur la
médullo-surrénale s ’exerce
par l’Ach qui est libérée par
les fibres pré-ganglionnaires.
Neurone
préganglionnaire
sympathique
Cellules
chromaffines
de la médullosurrénale
Ach
Hormones : A et NA
libérées dans la
circulation
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Les cellules chromaffines de
la médullo-surrénales sont en
fait des neurones postganglionnaires non
différenciés en cellules
nerveuses.
Elles libèrent de l ’A et de la
NA dans la circulation
sanguine Ö ce sont des
hormones et non des
neuromédiateurs.
3. Particularités
du versant parasympathique
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Anatomiques
On distingue :
* Le parasympathique crânien
Les corps cellulaires des neurones
préganglionnaires sont regroupés dans
des noyaux du tronc cérébral.
* Le parasympathique sacré
Les corps cellulaires des neurones
préganglionnaires sont situés dans la
substance grise de la moelle épinière
sacrée, de S2 à S4
L’axone myélinisé du protoneurone gagne le
ganglion parasympathique situé à proximité
ou à l’intérieur même des effecteurs,
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Pour le parasympathique
crânien
Crânien
v
Nerf
ague
S2
S3
S4
)
e (X
triqu
o gas
neum
ou p
Sacré
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en cheminant avec certains
nerfs crâniens, en particulier
le nerf vague ou
pneumogastrique, 10ième paire
de nerfs crâniens (X).
Pour le parasympathique
sacré
en cheminant avec les nerfs
sacrés
Rappel :
Les nerfs crâniens
innervent la tête et le cou
sauf le X, le nerf vague,
qui innerve plusieurs
organes des cavités
abdominale et thoracique
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Le nerf vague (X)
Pharynx
Poumons
Cœur
Estomac
Vésicule
Pancréas
Rein
Intestin
Au niveau du ganglion viscéral, le protoneurone fait synapse
avec le neurone post-ganglionnaire dont l’axone amyélinique
innerve :
(l’iris)
Pour le
parasympathique
crânien
(le myocarde)
Partie supérieure
Partie inférieure
Pour le
parasympathique
sacré
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Particularités pharmacologiques
Le neuromédiateur libéré par le SNS est généralement:
l’Acétylcholine (Ach)
Remarque : certains neurones de la voie parasympathique libèrent un autre
neurotransmetteur Ö système NANC (non adrénergique et non cholinergique)
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La synapse parasympathique
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L’Ach libérée par les terminaisons des deutoneurones
parasympathiques agit sur des récepteurs muscariniques
Récepteur muscarinique de type M1
ganglions et glandes sécrétricesÆ Action stimulante
Récepteur muscarinique de type M2
Myocarde Æ Effet inhibiteur
Récepteur muscarinique de type M3
Muscle lisse et glandes sécrétrices ÆStimulant
L’effet produit par la fixation du médiateur chimique sur
son récepteur dépend des protéines présentes sur la
membrane des cellules cibles.
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m
è
t
s
Sy
e
e
il n
o
h
c
i
g
r
e
u
q
M3
M3
M3
M2
M3
contraction
M3
M3
M3
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Myosis
Accommodation
Tension intra-oc. ⇓
Larmes
Salivation
Broncoconstriction
sécrétion aqueuse, riche en
Sécrétions ⇑
ions et enzymes, vasodilatation
Autres sécrétions ⇑
muqueuses, pancréas etc...
Péristaltisme ⇑
Tonus ⇑
Fréquence
Sécrétions ⇑
Conduction a-v ⇓
Sphincters ⇓
Tension art. ⇓
Miction
Detrusor ⇑
Sphincters ⇓
Érection
(vasodilatation)
Le parasympathique
- Met l’organisme au repos
- Favorise la digestion,
l’absorption et le stockage
d’énergie
Il est impliqué dans les
fonctions de restauration de
l’individu... et dans le
contrôle des activités dans
des conditions normales
Rôle de récupération
Système trophotrope
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4. Mise en jeu des deux systèmes
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Majoritairement les 2 versants du SNA ont des
effets antagonistes sur les mêmes organes
Ils innervent les mêmes organes et ont des
effets opposés sur ces organes
Ù dualité d’innervation
Öfonctionnement réciproque ou antagoniste
Ù frein et accélérateur sur une voiture
Régulation fine de l’activité d’un organe par
modulation du niveau d’activation et du niveau
d’inhibition
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Les fibres
sympathiques
proviennent
de la moelle
épinière.
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La plupart des
fibres
parasympathiques
sont dans des
nerfs crâniens, le
nerf vague (X)
surtout.
A côté de ce fonctionnement réciproque ou
antagoniste majoritaire existent 2 autres types
de fonctionnement
*Glandes exocrines du TD :
Le fonctionnement « on-off »
+ ParaS Ö sécrétion : effet on
lié au fait qu’un seul versant
*Muscles horripilateurs de la peau :
contrôle l’organe
+ Ö effet on
- Ö effet off
+ S Ö contraction : effet on
*Paroi des artérioles :
+ S Ö vasoconstriction : effet on
*Glandes salivaires :
Le fonctionnement synergique +S et +ParaS Ö sécrétion de salive
lié au fait que les 2 versants
engendrent les mêmes effets. abondante et riche en enzymes
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quand paraS / peu abondante et
riche en mucus quand S
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5. Récapitulatif des particularités des
deux versants du SNA
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Voies sympathiques
Voies parasympathiques
)Centres médullaires cervicothoraciques et lombaires,
C8/L1,L2
) Centres cérébraux :
nerfs craniens (III,VII, IX,
X) et sacrés : nerfs pelviens
) Fibre pré-ganglionnaire
courte
) Fibre préganglionnaire longue
) Relais ganglionnaire loin des
organes
) Relais ganglionnaire
proche des organes voire
même dans les organes
) Fibre postganglionnaire longue
) Fibre postganglionnaire courte
) Cas particulier: médullosurrénale
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L’activation des centres
moteurs végétatifs
sympathique et
parasympathique cause
des effets très variés
fonction non seulement
des neuromédiateurs
libérés mais également
des récepteurs portés
par les cellules cibles.
Dans le chapitre suivant
nous verrons comment sont
activés ces neurones
moteurs végétatifs.
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