Fiche de révision : Fonctionnement du système nerveux et réflexes

📋 Plan du Cours

1. Système nerveux et mouvements réflexes
2. Réflexes myotatiques
3. Arc réflexe et neurones
4. Message nerveux électrique
5. Transmission synaptique
6. Synapse neuromusculaire et contraction
7. Médicaments et expériences de Magendie

📖 1. Système nerveux et mouvements réflexes

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexe : Réflexe : réponse involontaire et automatique de l’organisme à un stimulus de l’environnement.
• Système nerveux central : Système nerveux central : ensemble comprenant l’encéphale et la moelle épinière, impliqué dans le contrôle nerveux.
• Système nerveux périphérique : Système nerveux périphérique : ensemble des nerfs et des ganglions nerveux reliant l’organisme à la commande nerveuse.
• Message nerveux électrique : Message nerveux électrique : signal véhiculé par les nerfs et reçu par les muscles pour déclencher leur contraction.

📝 Points essentiels

• Les muscles se contractent en se raccourcissant, ce qui tire sur les tendons puis les os pour produire le mouvement.
• Les réflexes sont commandés par le système nerveux, qui intervient avant l’activation musculaire.
• Le système nerveux central regroupe l’encéphale et la moelle épinière, tandis que le périphérique regroupe nerfs et ganglions.

📖 2. Réflexes myotatiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexe myotatique : Réflexe myotatique : contraction rapide et involontaire d’un muscle en réponse à son propre étirement.
• Rotulien : Rotulien : exemple de réflexe myotatique utilisé lors d’un test neurologique.
• Pupillaire : Pupillaire : exemple de réflexe myotatique lié à la réponse automatique à un stimulus.
• Achilléen : Achilléen : exemple de réflexe myotatique déclenché lors d’un étirement du muscle.
• Temps de latence : Temps de latence : durée entre la stimulation et la réponse, correspondant au trajet des messages.

📝 Points essentiels

• Le réflexe myotatique permet le maintien de la posture et sa réponse dépend de l’intensité de la stimulation.
• Le test du réflexe myotatique sert à détecter d’éventuelles anomalies du système neuro-musculaire.
• La contraction issue d’un réflexe est plus rapide que celle d’un mouvement volontaire, car le circuit ne passe pas par le cerveau.

📖 3. Arc réflexe et neurones

🔑 Notions clés & Définitions

• Arc réflexe : Arc réflexe : circuit nerveux qui relie capteur musculaire et réponse motrice via la moelle épinière.
• Neurone sensitif : Neurone sensitif : neurone qui transmet à la moelle le message issu du muscle étiré.
• Neurone moteur : Neurone moteur : neurone qui transmet de la moelle vers le muscle le message moteur efférent.
• Synapse : Synapse : zone de contact fonctionnelle entre deux neurones où le message est transmis.
• Monosynaptique : Monosynaptique : arc réflexe comportant une seule synapse entre neurones.

📝 Points essentiels

• Dans l’arc réflexe, le muscle étiré est à la fois le capteur du stimulus et l’effecteur de la réponse.
• La chaîne du message passe par le fuseau neuromusculaire vers des neurones sensitifs puis par la moelle, avant d’activer des neurones moteurs.
• Le neurone sensitif a son corps cellulaire dans le ganglion rachidien et son axone se termine dans la substance grise de la moelle.
• Le neurone moteur a son corps cellulaire dans la partie antérieure de la substance grise, et son axone rejoint le muscle via la sortie médullaire.
• Chaque arc réflexe myotatique est qualifié de monosynaptique car il n’y a qu’une synapse dans le circuit.

💡 Astuce mémo

Capteur→Moelle→Effecteur : le muscle étiré déclenche puis reçoit la commande.

📖 4. Message nerveux électrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de repos : Potentiel de repos : différence de charges entre l’intérieur et l’extérieur du neurone, notée environ -70 mV.
• Différence de potentiel : Différence de potentiel : écart électrique entre face interne et face externe de la membrane du neurone.
• Potentiel d’action : Potentiel d’action : signal élémentaire électrique déclenché quand la stimulation dépasse le seuil.
• Loi du tout ou rien : Loi du tout ou rien : un potentiel d’action apparaît seulement si le seuil est atteint, et a alors une amplitude invariable.
• Codage en fréquence : Codage en fréquence : intensité du message liée à la fréquence des potentiels d’action lors de la stimulation.

📝 Points essentiels

• Au repos, l’intérieur du neurone est électronégatif d’environ -70 mV par rapport à l’extérieur.
• Quand la stimulation atteint le seuil, le potentiel d’action a une amplitude invariable et suit une durée d’environ 2 ms.
• Le potentiel d’action comporte quatre phases : dépolarisation vers ~30 mV, inversion de polarité, repolarisation vers un peu moins de -70 mV, puis hyperpolarisation sous -70 mV.
• Comme l’amplitude du potentiel d’action reste constante, l’intensité du message dépend de la fréquence des potentiels d’action.
• Dans l’arc réflexe, le message doit traverser une synapse neuro-neuronique puis une synapse neuro-musculaire pour atteindre la fibre musculaire.

💡 Astuce mémo

Seuil franchi = décharge fixe ; intensité = fréquence, pas hauteur.

📖 5. Transmission synaptique

🔑 Notions clés & Définitions

• Bouton synaptique : Bouton synaptique : partie présynaptique où se trouvent des vésicules contenant les neurotransmetteurs.
• Exocytose : Exocytose : fusion des vésicules avec la membrane présynaptique, libérant le neurotransmetteur dans la fente.
• Neurotransmetteur : Neurotransmetteur : substance libérée dans la fente synaptique qui active le neurone post-synaptique via des récepteurs.
• Fente synaptique : Fente synaptique : espace entre éléments présynaptique et postsynaptique où diffuse le neurotransmetteur.
• Codage biochimique : Codage biochimique : information portée par la concentration de neurotransmetteur libérée et reçue au niveau synaptique.

📝 Points essentiels

• À l’arrivée d’un potentiel d’action, des vésicules présynaptiques fusionnent et libèrent leur neurotransmetteur par exocytose dans la fente synaptique.
• Le neurotransmetteur se fixe sur des récepteurs spécifiques du neurone post-synaptique et déclenche l’apparition d’un potentiel d’action.
• La concentration de neurotransmetteur libérée détermine si la cellule post-synaptique se dépolarise suffisamment pour générer ou non un potentiel d’action.
• Lors d’un train à fréquence faible, la libération est faible et la modification de l’activité musculaire reste faible.

📖 6. Synapse neuromusculaire et contraction

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse neuro-musculaire : Synapse neuro-musculaire : synapse entre un neurone moteur et une cellule musculaire, via une plaque motrice.
• Plaque motrice : Plaque motrice : zone de contact de la synapse neuro-musculaire où se produit la transmission au muscle.
• Acétylcholine : Acétylcholine : neurotransmetteur libéré au niveau de la synapse neuro-musculaire.
• Canaux calciques : Canaux calciques : canaux que la fixation de l’acétylcholine ouvre, permettant l’entrée de Ca2+ dans la cellule musculaire.
• Contraction musculaire : Contraction musculaire : réponse du muscle déclenchée par l’action du Ca2+ libéré dans la cellule musculaire.

📝 Points essentiels

• Dans la synapse neuro-musculaire, l’arrivée d’un train de potentiels d’action déclenche l’exocytose de l’acétylcholine.
• La fixation de l’acétylcholine sur des récepteurs ouvre des canaux calciques et entraîne la libération de Ca2+ responsable de la contraction.
• La quantité d’acétylcholine libérée est proportionnelle à la fréquence des potentiels d’action, donc à l’intensité du message nerveux.
• Un train à fréquence forte produit davantage d’acétylcholine, ce qui augmente la contraction musculaire.

💡 Astuce mémo

Ach → Ca2+ → contraction : la chaîne chimique mène au mouvement.

📖 7. Médicaments et expériences de Magendie

🔑 Notions clés & Définitions

• Agoniste : Agoniste : molécule se fixant sur les mêmes récepteurs que le neurotransmetteur et pouvant amplifier ou diminuer l’effet.
• Antagoniste : Antagoniste : molécule bloquant les récepteurs post-synaptiques et empêchant le neurotransmetteur d’agir.
• Myorelaxant : Myorelaxant : médicament antagoniste utilisé pour décontracter le muscle en bloquant la transmission.
• Racine postérieure : Racine postérieure : racine nerveuse associée à l’innervation sensitive dans les expériences de Magendie.
• Racine antérieure : Racine antérieure : racine nerveuse associée à l’innervation motrice dans les expériences de Magendie.

📝 Points essentiels

• Les agonistes activent les mêmes récepteurs que le neurotransmetteur, modifiant le nombre de potentiels d’action dans le neurone post-synaptique.
• Les antagonistes empêchent l’action du neurotransmetteur et empêchent l’envoi de potentiels d’action, ce qui explique l’effet myorelaxant.
• Les expériences de Magendie montrent qu’en coupant les racines postérieures, le membre devient insensible aux stimulations tout en pouvant encore bouger.
• Quand Magendie coupe les racines antérieures, le membre reste mobile mais perd la sensibilité, et la section des deux types de racines entraîne perte de sentiment et de mouvement.
• Les enregistrements portent un artefact de stimulation au début de chaque tracé, observable juste après l’application de la stimulation électrique.

📊 Tableaux de synthèse

Mouvements volontaires vs réflexes

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre l’intensité et l’amplitude : l’amplitude du potentiel d’action reste fixe et l’intensité dépend de la fréquence.
2. Croire que le cerveau commande directement les réflexes : dans ces circuits, la commande passe par la moelle épinière.
3. Inverser capteur et effecteur : dans le réflexe myotatique, le muscle étiré joue aussi le rôle de capteur et d’effecteur.
4. Mélanger neurotransmetteur et potentiel électrique : le franchissement synaptique passe par une libération chimique puis peut déclencher un potentiel d’action.
5. Oublier que la synapse neuro-musculaire dépend de Ca2+ : la contraction vient de la libération d’ions calcium.
6. Dire qu’un antagoniste augmente les potentiels d’action : il bloque les récepteurs et empêche l’émission de potentiels d’action.

✅ Checklist Examen

1. Définir un réflexe comme réponse involontaire et automatique à un stimulus.
2. Citer les deux grands ensembles du système nerveux (central et périphérique) et leur contenu.
3. Définir le réflexe myotatique et donner des exemples (rotulien, pupillaire, achilléen).
4. Expliquer ce que montre la comparaison entre enregistrement d’un réflexe et d’un mouvement volontaire.
5. Décrire le circuit général de l’arc réflexe (stimulus → moelle épinière → contraction) et le rôle capteur/effecteur du muscle étiré.
6. Indiquer le sens de propagation du message dans l’arc réflexe depuis la racine dorsale vers la racine ventrale, mis en évidence par les expériences modernes.
7. Décrire la structure d’un neurone : dendrites collectent, axone conduit, corps cellulaire contient le noyau.
8. Localiser le corps cellulaire du neurone sensitif (ganglion rachidien) et celui du neurone moteur (partie antérieure de la substance grise).
9. Définir la synapse et conclure que l’arc réflexe étudié est monosynaptique.
10. Caractériser le potentiel de repos (environ -70 mV) et la différence de potentiel.
11. Expliquer la loi du tout ou rien et préciser ce qui se passe si le seuil n’est pas atteint.
12. Donner la durée approximative d’un potentiel d’action (environ 2 ms) et les quatre phases avec leurs ordres de grandeur.
13. Expliquer le codage en fréquence : amplitude constante, intensité portée par la fréquence des potentiels d’action.
14. Décrire la transmission synaptique neuro-neuronique : vésicules → exocytose → neurotransmetteur → récepteur → potentiel d’action post-synaptique.