THEME 3- CORPS HUMAIN ET SANTE

THEME 3-B –LA COMMUNICATION NERVEUSE

Chapitre 1 : le réflexe myotatique, un exemple de commande réflexe du muscle

En frappant certains tendons, le médecin teste des réflexes appelés réflexes myotatiques ( ex :

réflexe achilléen et rotulien). https://www.cen-neurologie.fr/files/videos/reflexe-rotulien

Dans le langage courant, "avoir des réflexes" signifie le plus souvent être rapide dans l'exécution d'un

mouvement volontaire (ex : je vois une balle arriver et rapidement je l'intercepte). Or les actes

réflexes au sens strict sont bien inconscients (ex : bailler, éternuer, retirer sa main d'une eau très

chaude...).Les reflexes sont nombreux. Ils sont la réponse à des stimuli de l’environnement présentant

un danger ou un intérêt pour notre organisme.

Le réflexe myotatique est un examen clinique couramment utilisé par les médecins car c’est outil

diagnostique qui renseigne sur le fonctionnement neuromusculaire.

Quels sont les supports de la communication nerveuse mis en jeu dans la réalisation de réflexe ?

I/ La contraction réflexe

TP 1 : Le reflexe myotatique, un exemple de commande réflexe du muscle.

Le médecin utilise souvent un choc appliqué sous la rotule(ou sur le tendon d’Achille) afin de

vérifier notre état de santé.

https://www.cen-neurologie.fr/files/videos/reflexe-achilleen

Quel est le circuit neuromusculaire mis en jeu dans ce type de reflexe ? et donc quels

sont les organes dont le médecin vérifie le bon fonctionnement ?

1. Comprendre ou proposer une démarche de résolution

Schéma du protocole à compléter document 1 p 342

Légendes : Electrodes, Interface, Ordinateur, Marteau, Percussion (+ flèche), Mouvement d’extension

du pied (+ flèche), Muscle extenseur du pied, tibia

percussion du

tendon d’Achille

extension du

pied

muscle extenseur

du pied

2. Communiquer à l’aide de modes de représentation

Remarquer que le reflexe achiléen est plus rapide que la commande volontaire.

On constate que la contraction du muscle lors d'un reflexe achiléen est beaucoup plus rapide que lors

d'une contraction volontaire.

De plus, des lésions de la moelle épinière dans la région thoracique provoquent une paralysie de la

partie inférieure du corps qui ne reçoit plus les messages en provenance du cerveau, mais le reflexe

achilléen subsiste.

Une lésion de la partie inférieure de la moelle épinière provoque une paralysie importante et la

disparition du reflexe achilléen.

Cela confirme notre hypothèse : le centre nerveux qui commande le reflexe myotatique est la

moelle épinière.

On sait que v=d/t et sachant que la vitesse moyenne d'un message nerveux est de 50m/s, calculons

la distance parcourue par le message responsable de la contraction reflexe ( rouge sur le graphique)

contraction à t=20mS ( lecture du graphique), on a v=50m/S donc d=50X0,020 = 1m la distance

trop longue pour impliquer seulement le muscle et trop courte pour impliquer le cerveau donc seule la

moelle épinière semble pouvoir intervenir..

On voit que des nerfs partent de la moelle épinière par ce que l’on appelle des racines : racine dorsale

et racine ventrale.

Expériences Interprétations

Etude du doc n°2 p 242

La section A du nerf rachidien entraine la

perte de toute sensibilité et de toute

motricité de la région innervée.

Le nerf rachidien transporte un message

nerveux moteur et un message nerveux

sensitif

Après une section de la racine dorsale du

nerf rachidien (en B), l’animal perd sa

sensibilité mais la motricité

correspondante est conservée.

La racine dorsale du nerf rachidien contient

un nerf sensitif mais pas le nerf moteur

La section de la racine ventrale en C

provoque la perte de la motricité de la

région innervée mais la sensibilité est

conservée.

La racine ventrale du nerf rachidien contient

un nerf moteur mais pas le nerf sensitif

On stimule la racine dorsale et on

enregistre dans la racine ventrale

(voir enregistrement sur le livre ou logiciel

synapse)

Réponse électrique ?OUI

Conséquence :le message nerveux passe

d’abord par la racine dorsale puis par la

racine ventrale

On stimule la racine ventrale et on

enregistre le message sur la racine dorsale

(voir enregistrement sur le livre ou logiciel

synapse)

Réponse électrique ?NON

Conséquence : si la stimulation est ventrale, il

n’y pas d’enregistrement électrique : le

message électrique a un sens

https://www.reseau-canope.fr/corpus/video/le-reflexe-myotatique-117.html

A°) Caractéristiques du réflexe myotatique (voir TP)

Un réflexe myotatique correspond à la contraction d’un muscle en réponse à son propre étirement

Un coup sec sur un tendon entraîne toujours la même réponse : une contraction du muscle étiré

Le rôle de tels réflexes est de maintenir le tonus musculaire intervenant dans la posture

Le muscle étiré par le choc (stimulus) génère un message allant à la moelle épinière, centre nerveux

de ce réflexe, qui en réponse génère un nouveau message déclenchant la contraction musculaire.

Une section de la moelle épinière supprime la motricité volontaire mais pas le réflexe myotatique des

muscles situés sous la section.

Le muscle étiré est donc à la fois le capteur du stimulus et l’effecteur de la réponse réflexe.

La moelle épinière est le centre nerveux impliqué dans ce type de réflexe

Grâce à des électrodes placées sur la peau, il est possible d’enregistrer de très faibles variations de

potentiels électriques engendrés par la contraction musculaire ; de plus l’étude expérimentale révèle

que plus l’intensité du stimulus est élevée plus la réponse musculaire est importante.

La réponse réflexe est rapide, involontaire et d’intensité variable. Elle est obligatoire c'est-à-dire

prévisible et identique chez tout le monde (indépendamment de lésion ou d’une pathologie nerveuse

comme l’irritation du nerf impliqué ; exemple de la sciatique).

Conclusion : Le réflexe myotatique constitue un outil de diagnostique car il témoigne du bon

fonctionnement du système neuromusculaire, c'est-à-dire qu’il permet de tester le fonctionnement de

tous les acteurs du réflexe : moelle épinière, nerf et muscle.

Quelles sont les voies empruntées par les messages nerveux sensoriels et moteurs lors d’un

réflexe myotatique ?

B°/ Les voies nerveuses mises en jeu lors d’un réflexe myotatique

Des expériences de section et stimulation révèle la nature sensitive ou motrice des fibres nerveuses

constituant les nerfs rachidiens, ces expériences permettent donc d’établir le circuit nerveux du

réflexe myotatique.

Le message sensitif issu d’un muscle étiré passe par le nerf puis par la racine dorsale avant

d’atteindre la moelle épinière.

Le message moteur est conduit de la moelle vers le muscle en passant par la racine ventrale puis le

nerf.

Le nerf rachidien est un nerf mixte, il conduit des messages sensitif et moteur.

Ce circuit est appelé arc réflexe.

Le circuit du réflexe contient :

Des récepteurs sensoriels ou récepteurs proprioceptifs (fuseaux neuromusculaires sensibles à

l’étirement inclus dans les muscles striés squelettiques et les tendons et à l’origine des

messages nerveux sensoriels afférents

Les fibres nerveuses sensitives afférentes (qui remontent aux centres nerveux)

Le neurone sensitif relie directement un fuseau neuromusculaire à la moelle épinière. Le corps

cellulaire de ce neurone (neurone en T) est situé dans un ganglion rachidien : la fibre nerveuse

appelée « dendrite » et conduisant le message nerveux jusqu’au corps cellulaire est un

prolongement cytoplasmique de ce neurone. Du corps cellulaire, un court prolongement appelé

« axone » gagne la substance grise de la moelle épinière par la racine dorsale du nerf rachidien.

La terminaison de l’axone se ramifie pour établir des contacts avec deux types de neurones :

les motoneurones et des interneurones inhibiteurs.

Un centre nerveux (moelle épinière) qui traite l’information et élabore un message nerveux

moteur efférent

Des fibres motrices efférentes (qui quittent les centres nerveux)ou motoneurones

Le neurone moteur ou motoneurone possède un corps cellulaire situé dans la partie antérieure de la

substance grise de la moelle épinière. Son axone est très long : il emprunte la racine ventrale du nerf

rachidien et constitue une fibre nerveuse efférente conduisant le message nerveux moteur jusqu’aux

fibres musculaires du muscle concerné.

Un organe effecteur à l’origine de la réponse.

L’interneurone inhibiteur comme son nom l’indique va inhiber le motoneurone du muscle antagoniste. Il

reste localisé dans la substance grise de la moelle épinière

BILAN

SCHEMA FONCTIONNEL DU REFLEXE MYOTATIQUE MONOSYNAPTIQUE

Conclusion : La percussion du tendon par un médecin déclenche normalement une réponse

obligatoire, ou réflexe, qui est la contraction du muscle étiré (réflexe myotatique).

La réalisation de ce réflexe, dit monosynaptique, fait intervenir deux neurones successifs :

un neurone sensitif propageant le message sensitif auquel succède un neurone moteur

propageant le message moteur de la moelle épinière au muscle qui va y répondre en se

contractant. La réponse réflexe repose sur la transmission d’un message nerveux depuis le récepteur sensoriel

jusqu’à la moelle épinière et en retour, de la moelle épinière au muscle.

Quelle est la nature du signal se propageant le long des fibres et assurant une communication

rapide des organes ?

II/ Nature et propagation du message nerveux

1 Le potentiel membranaire au repos

En absence de stimulation, la membrane d'une fibre nerveuse est polarisée : la face interne est

chargée plus négativement que la face externe. (ddp = - 70 mV en moyenne). La membrane d’une

cellule nerveuse au repos présente donc une différence de potentiel entre la face extracellulaire et

la face intracellulaire (différence de potentiel transmembranaire ou ddp transmembranaire) : on parle

de potentiel de repos. Toutes les cellules vivantes présentent cette ddp. Elle est due à une

répartition des ions différentes de part et d'autre de la membrane.

Cette différence de potentiel est due à une inégale répartition des ions.

2 La réponse de la fibre nerveuse à une stimulation électrique

Expérimentalement, il est possible de réaliser une stimulation électrique d’une fibre nerveuse,

on observe une modification brutale de la ddp. Elle se caractérise par une inversion brutale de la

polarisation membranaire d’amplitude d’environ 100mV (la face interne devient électropositive par

rapport à la face externe en raison d’une forte entrée d’ions Na+ et une faible sortie d’ions K+). Cet

événement très bref (transitoire, de l’ordre de la milliseconde) correspond à un message nerveux

élémentaire : le potentiel d’action ou PA.

Un PA n’est déclenché que si l’intensité de la stimulation (dépolarisation) est supérieure à une

certaine valeur. En dessous de cette valeur, il n’y a pas de formation de potentiel d’action, on parle de

seuil de dépolarisation. Au dessus de cette valeur, lorsqu’on augmente l’intensité de la stimulation, les

potentiels d’action enregistrés ont toujours la même amplitude. La réponse d’un neurone suit la loi du «

tout ou rien ».

Variation du potentiel électrique du cytoplasme d'un axone par rapport à l'extérieur, et origine de la

dépolarisation

Les PA se propagent le long de la fibre nerveuse sans modification de ses caractéristiques. Les axones

des motoneurones conduisent les messages nerveux à une vitesse de l’ordre de 1000m.s-1. La présence

de gaine de myéline (isolant naturel) entourant l’axone est un facteur qui favorise cette vitesse

élevée de propagation : on parle de conduction saltatoire car les PA « sautent » les gaines de myéline.

Illustration de la progression de l'influx nerveux le long d'un neurone amyélinique (en haut) et le long

d'un neurone myélinique (en bas) (d'après Farish, modifié) :

L’origine de la propagation saltatoire de l’influx nerveux repose sur la perméabilité des canaux

ioniques de la membrane des fibres nerveuses. (partie hors programme)

Les cellules dites excitables (neurones, cellules musculaires) ont la possibilité de déclencher

des PA. Elles possèdent des pompes ioniques capables de rétablir l’équilibre ionique rapidement.Ces

pompes consomment de l'énergie (ATP).

3 Le codage du message nerveux

Lorsque l’on augmente l’intensité de stimulation, la fréquence des potentiels d’action est

également en augmentation. L’amplitude des potentiels d’action est toujours constante. Au niveau

d’une fibre nerveuse, le message est codé en fréquence de potentiels d’action.

Le nerf est constitué d'un assemblage de faisceaux ( groupes) de fibres nerveuses irriguées

par des vaisseaux sanguins. Certaines de fibres sont afférentes ( sensitives) d'autres sont

efferentes (motrices).

Au niveau d’un nerf, on peut mesurer un potentiel global, dû à l’ensemble des potentiels d’actions qui

circulent dans les fibres nerveuses. L’amplitude du potentiel global augmente avec l’intensité de

stimulation : il y a recrutement plus important de fibres nerveuses. Au niveau d’un nerf, le message

nerveux est codé en amplitude de potentiel global. Sur l'enregistrement de ci-dessous on constate

l'augmentation du potentiel global du nerf en fonction des stimulations croissantes d'une pression sur

la peau par exemple.

III/ La transmission synaptique

Arrivé à l’extrémité d’un axone, le message nerveux provoque la libération d’un neurotransmetteur

(molécule chimique) contenu dans les vésicules de sécrétion du neurone présynaptique.