Introduction
Définition du réflexe :
Quelles sont les structures macroscopiques et cellulaires ainsi que les évènements impliqués dans la réalisation d’un réflexe ?
Nous prendrons l’exemple du réflexe myotatique qui est un réflexe de posture.
1. La réalisation d’un phénotype comportemental : le réflexe myotatique
1.1 Le réflexe myotatique : un réflexe qui assure le maintient de la posture
La posture fait le lien entre la morphologie d’un individu et sa façon de bouger.
Elle est utilisée comme base pour assurer ses appuis, l’orientation et la coordination d’un mouvement. En résumer, c’est la façon des se tenir, la façon d’être
Le tonus est le niveau de tension d’un muscle. Il participe au maintient de la posture de bout en luttant contre la gravité qui tend à provoquer un balancement des jambes pouvant induire un déséquilibre.
Ex de réflexe myotatique : le réflexe achilléen
La percussion du tendon d’Achille par un petit marteau provoque l’étirement du muscle du mollet. L’extension du pied qui suit est d à la contraction de ce muscle.
Un muscle qui se contracte est le siège d’une activité électrique. L’exploration de cette activité se fait à l’aide d’électrodes réceptrices et d’un système d’amplification. Les tracés obtenus sont appelés électromyogrammes.
Électromyogrammes des muscles jambier antérieur et triceps sural
Clc : Lorsqu’un muscle présente une activité électrique, l’autre n’en présente pas : soit, quand un muscle se contracte, l’autre est relâché.
Le muscle effecteur est celui qui se contracte, ici, c’est le triceps sural qui est l’effecteur, il est l’extenseur du pied.
Le jambier antérieur est le fléchisseur du pied.
Ces deux muscles sont antagonistes : ils ne se contractent jamais en même temps.
1.2 : les structures impliquées dans le réflexe myotatique
Les structures périphériques :
- pour capter le stimulus : les fuseaux neuromusculaires
- pour effectuer la contraction au niveau du muscle effecteur : les plaques motrices
Les structures centrales
- le centre nerveux : la moelle épinière
- pour conduire le message : les motoneurones et neurones sensitifs
1.3 : Le circuit neuronique du réflexe myotatique
Les fuseaux neuromusculaires, le neurone sensitif, la moelle épinière, le motoneurone, les plaques motrices et les muscles sont touts les structures impliquées dans le réflexe myotatique. Elles appartiennent toutes à un circuit.
Les neurones sont des cellules nerveuses qui possèdent :
- un corps cellulaire qui contient le noyau
- des dendrites qui sont des petites ramifications cytoplasmiques
- un axone qui est un long prolongement cytoplasmique
Ils peuvent être e contact les uns avec les autres au niveau des synapses.
Schéma du circuit neuronique assurant le réflexe myotatique :
Légende :
Neurone afférent = neurone sensitif (bleu), son corps cellulaire est dans les ganglions des racines dorsales
Neurone efférent = motoneurone ou neurone moteur (rouge)
Fuseaux neuromusculaires : s’enroulent autour d’une fibre musculaire et est sensible à l’étirement du muscle, ils élaborent le message nerveux qui sera envoyé à la moelle épinière.
Lorsque le circuit met en jeu deux neurones, on parle de circuit monosynaptique, lorsque le circuit met en jeu 3 neurones, on parle de circuit disynaptique.
2. Les messages nerveux et leurs caractéristiques
2.1 La naissance du message nerveux
2.1.1 L’état d’une fibre nerveuse en l’absence de stimulus
Fibre nerveuse = long prolongement cytoplasmique d’un neurone, éventuellement recouvert d’un revêtement discontinu : la gaine de myéline.
Une électrode est placée à l’intérieure de la fibre, l’autre à sa surface. L’enregistrement montre une différence de potentiel de part et d’autre de la membrane plasmique. Cette différence de potentiel est nommée potentiel de repos, sa valeur est de – 7O mV. Elle correspond à la différence de charge entre l’intérieur de la fibre (soit le cytoplasme) et l’extérieur :
2.1.2 La réponse de la fibre nerveuse à une stimulation expérimentale
On peut stimuler expérimentalement une fibre nerveuse e lui appliquant un choc électrique à l’aide d’un stimulateur.
On enregistre l’activité électrique grâce aux microélectrodes.
On observe que le potentiel de repos n’est pas gardé : il y a une brutale inversion de la polarité membranaire qui passe de – 70 à + 30 mV. Cette dépolarisation est appelée potentiel d’action (=PA).
1 : PR
2 : Dépolarisation
3 : Repolarisation
4 : hyperpolarisation
5 : Retour au Pot de Repos
Le PA ne peut exister qu’au dessus d’un certain seuil de stimulation. Les fibres répondent à la loi du tout ou rien.
Un potentiel d’action est toujours une dépolarisation de -70 à +30 quelque soit l’intensité de stimulation.
2.2 La propagation et le codage du message nerveux
2.2.1 La propagation du message nerveux
La vitesse de conduction du message est comprise entre 1m/s et 120 m/s. Elle dépend du diamètre de la fibre (+ elle est grosse, plus le message sera rapide) et la présence ou non de myéline (+ rapide avec myéline)
En présence de myéline, la propagation est saltatoire : le message nerveux se propage de portion sans myéline en portion sans myéline.
La myéline correspond aux lipides membranaires de la cellule de Schwann enroulée autour du neurone.
2.2.2 Le codage du message nerveux
Clc : Le message nerveux renseigne sur l’intensité de la stimulation de 2 façons :
- à l’échelle de la fibre nerveuse, par un codage en fréquence des PA
- à l’échelle du nerf, par un codage en nombre de fibres mises en jeu.
Rappel : un nerf est un ensemble de fibres nerveuses.
3. La transmission du message au niveau des synapses
3.1 Organisation d’une synapse neuroneuronique
Cette synapse représente la jonction entre deux neurones d'un cerveau humain. La cellule du haut représente le neurone postsynaptique, celle du bas le neurone présynaptique. Sur cette photographie, l'influx nerveux se propage donc, par l'intermédiaire de vésicules remplies de molécules chimiques (les neuromédiateurs), du bas vers le haut.
La synapse est une structure orienté : les vésicules sont toujours dans le neurone présynaptique. La transmission du message s’effectue dans un seul sens.
Les récepteurs spécifiques des NT ont une forme complémentaire aux NT
3.2 Modalités de fonctionnement d’une synapse :
&- Arrivée d’un PA au niveau du bouton synaptique
2- migration des vésicules vers la membrane et exocytose des NT
3- Fixation des NT sur les récepteurs spécifiques de la mb post synaptique
4- Si le message est assez intense : naissance d’un nouveau PA (= PPS)
5- Recapture des NT par endocytose
3.3 Modalités de l’intégration : sommation spatiale et temporelle du neurone post synaptique
Le motoneurone reçoit simultanément plusieurs messages présynaptiques par l’intermédiaire de nombreuses synapses : certaines excitatrices d’autres inhibitrices (selon la nature du NT).
De plus une même synapse reçoit successivement plusieurs PA composants un même message nerveux présynaptique.
Schéma des différentes sommations :
1. arrivée d’un seul PA pas de PPS
2. arrivée de plusieurs PA naissance d’un PPS : sommation spatiale
3. arrivée d’un seul PA mais de fréquence élevée naissance d’un PPS : sommation temporelle
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