les muscles et le SN

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Les muscles et le système
nerveux
2e volet cours Neurophysiologie
Pauline Neveu, PhD
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Plan «Les muscles et le système nerveux»
1-Innervation des muscles
2-Innervation motrice des muscles
3-Innervation sensitive des muscles
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1-Innervation des muscles
Les muscles ont une double innervation:
- innervation motrice
- par les motoneurones
- dont le soma se trouve dans le SNC
- corne ventrale de la ME
- noyaux de nerfs crâniens du tronc cérébral
- dont les fibres sont myélinisées
- dont les fibres transportent une information motrice
- innervation sensitive
- par les neurones sensitifs de premier ordre
- dont le soma se trouve dans des ganglions du SNP
- ganglions rachidiens
- ganglions crâniens
- dont les fibres peuvent être ou non myélinisées
- dont les fibres transportent une information sensitive
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1-Innervation des muscles
Rappel: les récepteurs sensoriels peuvent être une fibre sensitive:
- nue
- encapsulée
-FNM: fuseau
neuro-musculaire
-OTG: Organe
tendineux de Golgi
- associée à une cellule
spécialisée
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2-Innervation motrice des muscles
2.1-Les motoneurones
Les anglo-saxons les appellent « lower motor neurones »
Les motoneurones:
- sont multipolaires
- soma relativement grand (25 à 70 m de diamètre)
- reçoivent de nombreuses synapses
- possèdent un axone ramifié
- sont de trois types:
- motoneurones alpha ou A ou squeletto-moteur
- motoneurones bêta ou A ou squeletto-fusi-moteur
- motoneurones gamma ou A ou fusi-moteur
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2-Innervation motrice des muscles
2.1-Les motoneurones
Motoneurones gamma
Motoneurones alpha
Motoneurones bêta
ou squeletto-moteur ou squeletto-fusi-moteur
ou fusi-moteur
-diamètre d’axone de 10
à 17 m
-diamètre d’axone de 10
à 17 m
-diamètre d’axone de 8 à
12 m
-innervent les fibres
musculaires striées
squelettiques dites
extrafusales
-innervent à la fois des
fibres musculaires
extrafusales et
intrafusales
-innervent des fibres
musculaires spéciales,
dites fibres musculaires
intrafusales, localisées
dans des organes
sensoriels, les FNM
-forment les unités
motrices (UM)
-assez rares chez les
mammifères
-deux fois plus nombreux
que les alpha
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2-Innervation motrice des muscles
2.2-Notion d’unité motrice (UM)
Une unité motrice (Sherrington, 1925) est constituée:
-d’un motoneurone alpha
-et de l’ensemble des fibres musculaires innervées par ce
motoneurone alpha
motoneurone alpha
3 cellules musculaires
ou fibres musculaires
l’UM est le plus petit élément contractile que le SN peut
mettre en jeu de façon isolée
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2-Innervation motrice des muscles
2.2-Notion d’unité motrice (UM)
-toutes les fibres musculaires d’une même UM sont de même type
-les fibres musculaires d’une même UM sont disséminées dans le
muscle
un muscle est fait de plusieurs UM
MN d'un même muscle forment des amas dans SNC
-les UM peuvent être:
-de petite taille: peu de fibres musculaires associées à un même
motoneurone alpha
-de grande taille: beaucoup de fibres musculaires associées à un
même motoneurone alpha
si deux muscles ont le même nombre de fibres musculaires; celui qui a le
plus d’UM sera plus finement contrôlé par le SN; il sera plus richement
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innervé
2-Innervation motrice des muscles
2.2-Notion d’unité motrice (UM)
Il existe trois types d’UM:
-UM rapides
-fibres musculaires de type rapide
-motoneurone au soma de grande taille
-motoneurone au seuil de recrutement élevé
-axone du motoneurone de grand diamètre  grande vitesse de conduction
-axone richement ramifié formant une UM de grande taille
-UM lentes
-fibres musculaires de type lent
-motoneurone au soma de petite taille
-motoneurone au seuil de recrutement bas
-axone du motoneurone de petit diamètre  faible vitesse de conduction
-axone peu ramifié formant une UM de petite taille
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-UM intermédiaires  fibres intermédiaires et caractéristiques intermédiaires
2-Innervation motrice des muscles
2.3-Recrutement des unités motrices
Une UM est le plus petit élément que le SN peut recruter:
si une UM est recrutée, toutes les fibres musculaires de l’UM se
contractent
La force d’un muscle est modulable:
-dépend du nombre d’UM recrutées (plusieurs UM dans un muscle)
recrutement spatial qui obéit au principe d’Henneman
-dépend de la fréquence de décharge dans les UM
recrutement temporel en fonction de la fréquence de décharge
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2-Innervation motrice des muscles
2.3-Recrutement des unités motrices
Recrutement spatial: principe d’Henneman (principe de taille)
-les motoneurones de petite taille des UM lentes ont le seuil de
recrutement le plus bas et sont recrutés les premiers
-les motoneurones de grande taille des UM rapides ont le seuil
de recrutement le plus haut et sont recrutés les derniers
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2-Innervation motrice des muscles
2.3-Recrutement des unités motrices
Recrutement temporel: variation de la fréquence de décharge
-quand la fréquence de décharge dans les UM est basse, la force
musculaire est faible
-quand la fréquence de décharge dans les UM est forte, la force
musculaire est importante
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2-Innervation motrice des muscles
2.3-Recrutement des unités motrices
Les UM sont recrutées de façon asynchrone:
-alternance qui permet de retarder l’apparition de la fatigue musculaire
-possible uniquement pour des contractions sous-maximales
Un même niveau de force musculaire peut être atteint:
-par le recrutement d’un petit nombre d’UM déchargeant à fréquences élevées
-par le recrutement d’un grand nombre d’UM déchargeant à fréquences basses
Le principe d’Henneman:
-est une règle de coordination
-ne détermine pas, pour une force donnée, les UM recrutées et leur fréquence
-peut être ‘violé’ par exemple lors de réponses réflexes
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2-Innervation motrice des muscles
2.3-Recrutement des unités motrices
Le SN:
-recrute pour un coût énergétique faible les UM lentes à seuil bas constituées
de fibres lentes impliquées dans les mouvements lents et soutenus comme
l’activité posturale
-recrute pour un coût énergétique plus élevé les UM rapides à seuil haut
constituées de fibres rapides impliquées dans les mouvements rapides et brefs
comme frapper, lancer, attraper
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2-Innervation motrice des muscles
2.4-Afférences des motoneurones alpha
Les motoneurones alpha de la moelle épinière sont soumis à trois
types d’afférences:
-neurones sensitifs de premier ordre
-neurones spinaux
-neurones supra-spinaux
→cette organisation est analogue pour les motoneurones du TC
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3-Innervation sensitive des muscles
3.1-Fibres nerveuses sensitives
Différents types de fibres sensitives proviennent des muscles:
-fibres de type I:
-Ia (FNM)
types de fibres présents
uniquement dans les muscles
-Ib (OTG)
-fibres de type II
-fibres de type III
types de fibres présents dans
les muscles et la peau
-fibres de type IV
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3-Innervation sensitive des muscles
3.1-Fibres nerveuses sensitives
I
II
III
IV
12-20
5/6-12
2/5-6
0.5-1
myélinisation
oui
oui
oui
non
vitesse de
conduction
(m/s)
70-110
30-70
12-30
0.5-2
diamètre
(m)
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Ia: FNM
terminaisons
terminaisons
terminaisons
3-Innervation sensitive des muscles
3.1-Fibres nerveuses sensitives
Les fibres nerveuses sensitives:
-amènent au SNC des informations sensitives
-aboutissent sur:
-neurones de la ME ou du TC (tronc cérébral) impliqués dans des
circuits locaux de régulation
-neurones supraspinaux impliqués dans la perception du corps et
la régulation de la motricité
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.1-Définition
Deux grands types de sens:
-sens ‘spéciaux’: récepteurs situés sur la tête:
-vision
-audition
-olfaction
-gustation
-équilibration
-sens ‘généraux’: récepteurs situés sur tout le corps, tête comprise
-toucher
-position
somesthésie ou
-température
sensibilité somato-sensorielle
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-douleur
3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.1-Définition
Somesthésie?
sôma
=corps
aisthêsis
=sensation
La somesthésie ou sensibilité somato-sensorielle est le sens du corps
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.1-Définition
La somesthésie peut être envisagée comme comprenant trois systèmes
(chacun doté de plusieurs modalités sensorielles : mécanoception, thermoception, nociception):
-le système extéroceptif:
sens de la peau
-sensibilité de la surface du corps
-récepteurs cutanés
-le système proprioceptif:
partagent des caractéristiques
sens musculaire
-sensibilité de la profondeur du corps
-récepteurs musculaires et articulaires
-le système intéroceptif:
-sensibilité de l’intérieur du corps
-récepteurs des viscères
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.2-Aperçu de l’extéroception; sens cutané
nombreux
récepteurs
différents
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.2-Aperçu de l’extéroception; sens cutané
plusieurs perceptions:
- mécanoception:
- mécanoception passive  somatognosie: perception du corps
- mécanoception active  stéréognosie: identification des objets touchés
- nociception et thermoception
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.2-Aperçu de l’extéroception; sens cutané
voies de la mécanoception: voies lemniscales
-voies lemniscales du corps
ou système des colonnes dorsales et du lemnisque médian
ou faisceau spino-thalamique dorsal
ou faisceaux de Burdach (relais noyau cunéiforme/info bras) et Goll (relais noyau gracile/info jambes)
-voies lemniscales de la face
ou voies trigéminales
voies de la nociception (voies extra-lemniscales)
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.2-Aperçu de l’extéroception; sens cutané
voies de la mécanoception:
voies lemniscales (controlatérales)
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.2-Aperçu de l’extéroception; sens cutané
voies de la mécanoception: voies lemniscales
Stimulation
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.2-Aperçu de l’extéroception; sens cutané
voies de la mécanoception: voies
lemniscales aboutissent au cortex
somesthésique I
cortex
somesthésique
primaire
Dans le cortex somesthésique I,
l’information est organisée
topographiquement:
représentation
somatotopique
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.2-Aperçu de l’extéroception; sens cutané
voies de la mécanoception: voies lemniscales
cortex
pariétal
postérieur
cortex
somesthésique
primaire
cortex
somesthésique
secondaire
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.3-La proprioception; sens musculaire
Qu’est-ce que la proprioception?
-sens ‘strict’: sens musculaire
-sens ‘large’: perception de soi
la femme désincarnée
-perception de soi par rapport à soi: perception de sa position:
sens musculaire
sens de la peau
sens visuel
-perception de soi par rapport à l’environnement:
sens visuel
sens de l’équilibre
« …J’ai déjà remarqué que je
peux perdre mes bras. Je les
crois à un endroit et je les
retrouve ailleurs. Cette
‘proprioception’, c’est en
quelque sorte les yeux du
corps, le moyen par lequel le
corps se voit lui même. … »
sens auditif…
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.3-La proprioception; sens musculaire
Les voies de la proprioception:
voies lemniscales
voies spino-cérébelleuses
voies locales
sensibilité
proprioceptive
consciente
sensibilité
proprioceptive
inconsciente
30
3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.3-La proprioception; sens musculaire
Les voies de la proprioception: voies lemniscales
déjà étudiées
aboutissement:
cortex somesthésique I
face
31
corps
3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.3-La proprioception; sens musculaire
Les voies de la proprioception: voies lemniscales
Modèle initial
Modèle actuel
quatre
homonculus
homonculus
unique
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.3-La proprioception; sens musculaire
Les voies de la proprioception: voies spino-cérébelleuses
- point de départ: moelle épinière
- point d’arrivée: cervelet
plusieurs voies de la sensibilité proprioceptive inconsciente
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.3-La proprioception; sens musculaire
Les voies de la proprioception: voies spino-cérébelleuses
- transport d’informations proprioceptives
- faisceau spino-cérébelleux dorsal (Flechsig)
membres inférieurs
- faisceau cunéo-cérébelleux
membres supérieurs
- transport d’informations proprioceptives et décharge corollaire
- faisceau spino-cérébelleux ventral (Gowers)
membres inférieurs
- faisceau spino-cérébelleux rostral
membres supérieurs
- faisceau nucléo-cérébelleux
face
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.3-La proprioception; sens musculaire
Les voies de la
proprioception:
voies spinocérébelleuses
(ipsilatérales)
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.3-La proprioception; sens musculaire
Les voies de la proprioception: voies locales
des fibres sensitives proprioceptives se détachent des
collatérales qui s’articulent sur des neurones de la ME et
participent à diverses activités dont l’activité réflexe
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3-Innervation sensitive des muscles
3.2-Le sens musculaire et la somesthésie
3.2.4-Somesthésie et mouvement
la femme désincarnée doit regarder son corps pour le trouver et
le bouger
La somesthésie renseigne sur:
-la position du corps
-les actions faites par le corps
le SN doit connaître l’état du
corps pour le faire bouger
-les actions subies par le corps
si le retour sensoriel disparaît, le
corps disparaît pour le SN
Les programmes moteurs du SN sont sans cesse réajustés:
les paramètres mécaniques évoluent au cours du mouvement
les muscles sont fatigables, le SN vérifie qu’ils font bien ce qui est
demandé…
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