Fiche de révision : Neurophysiologie de la motricité

📋 Plan du Cours

1. Motricité somatique et arc réflexe
2. Proprioception et afférences sensitives
3. Centres moteurs et motoneurones
4. Muscle strié et sarcomère
5. Types et propriétés des fibres musculaires
6. Unité motrice et finesse du mouvement
7. Couplage excitation-contraction
8. Contraction, énergie et tonus
9. Aires corticales motrices
10. Voies motrices descendantes
11. Régulation cérébrale de la motricité
12. Contrôle spinal et réflexes moteurs

📖 1. Motricité somatique et arc réflexe

🔑 Notions clés & Définitions

• Motricité somatique : Ensemble des fonctions de contraction et de relâchement des muscles striés squelettiques permettant le mouvement et certaines fonctions vitales.
• Arc réflexe moteur : Circuit neuronal produisant une réponse musculaire rapide, souvent involontaire, à un stimulus sans intervention consciente du cerveau.

★ À maîtriser

• Le muscle strié squelettique est l’organe effecteur de la motricité somatique et est commandé par le système nerveux central par ses innervations sensitive et motrice.

Compléments

• L’arc réflexe moteur comprend :
  • un récepteur neurosensoriel
  • un neurone sensitif
  • un centre d’intégration
  • un neurone moteur
  • un muscle effecteur

💡 Astuce mémo

Récepteur → centre spinal → motoneurone → muscle

📖 2. Proprioception et afférences sensitives

🔑 Notions clés & Définitions

• Proprioception : Sensation de son propre corps, comprenant sa position dans l’espace par rapport à la gravité et celle des segments des membres les uns par rapport aux autres.

★ À maîtriser

📌 Le fuseau neuromusculaire détecte la longueur du muscle, tandis que l’organe tendineux de Golgi détecte la force de contraction musculaire.

Compléments

• Les fibres afférentes des groupes I et II sont de gros diamètre, myélinisées et conduisent rapidement les informations provenant des récepteurs musculotendineux.

• Les fibres afférentes des groupes IV et C sont de petit diamètre et peu ou pas myélinisées.

💡 Astuce mémo

Fuseau = longueur ; Golgi = tension

📖 3. Centres moteurs et motoneurones

★ À maîtriser

• Les centres moteurs sont organisés en un niveau supérieur cortical et un niveau inférieur spinal.

• Les aires motrices corticales comprennent : l’aire motrice primaire 4, l’aire motrice supplémentaire située dans l’aire 6, l’aire prémotrice située dans la région latérale de l’aire 6 de Brodmann

📌 Les motoneurones alpha innervent les fibres extrafusales et contrôlent la force, les motoneurones gamma innervent les fibres intrafusales et ajustent la sensibilité à l’étirement, tandis que les motoneurones bêta innervent les deux types de fibres.

Compléments

• Le centre moteur spinal correspond à la partie antérieure de la substance grise de la moelle, où se trouvent les corps cellulaires des motoneurones qui innervent les muscles striés squelettiques.

📌 Les motoneurones supérieurs naissent principalement du cortex et utilisent principalement le glutamate, tandis que les motoneurones inférieurs naissent du tronc cérébral ou de la moelle et utilisent principalement l’acétylcholine.

📖 4. Muscle strié et sarcomère

🔑 Notions clés & Définitions

• Muscle strié squelettique : Tissu contractile fixé au squelette par un tendon et permettant le déplacement des pièces squelettiques.
• Sarcomère : Unité contractile répétitive des myofibrilles délimitée par deux lignes Z successives.

★ À maîtriser

📌 Les filaments épais sont principalement constitués de myosine, tandis que les filaments fins sont principalement constitués d’actine, de troponine et de tropomyosine.

Compléments

• Les fibres musculaires squelettiques sont des cellules géantes plurinucléées, de forme polygonale, dont les noyaux sont périphériques et dont le cytoplasme forme un syncytium vrai.

• La bande A correspond à la zone des filaments épais, la bande I contient les parties non chevauchées des filaments fins, la zone H est au centre de la bande A et la ligne M relie les régions centrales des filaments épais.

• Dans le muscle strié squelettique, RYR1 est activé par la dépolarisation du sarcolemme et du tubule transverse, tandis que RYR2, présent dans le muscle cardiaque, est activé par le calcium extracellulaire.

💡 Astuce mémo

Deux lignes Z encadrent un sarcomère, avec la bande A au centre

📖 5. Types et propriétés des fibres musculaires

★ À maîtriser

📌 Le diamètre et la force maximale des fibres augmentent dans l’ordre I < IIa < IIb, tandis que leur capillarisation diminue dans l’ordre I > IIa > IIb.

📌 Les fibres de type I utilisent principalement le métabolisme aérobie et les triglycérides, les fibres IIb le métabolisme anaérobie et le glycogène, et les fibres IIa associent les voies aérobie et anaérobie.

Compléments

📌 Le temps de contraction est plus long pour les fibres I que pour les fibres IIa et IIb, tandis que la fatigabilité augmente dans l’ordre I < IIa < IIb.

• Les fibres de type I et IIa contiennent plus de mitochondries et de myoglobine que les fibres IIb.

💡 Astuce mémo

Type I : lente et endurante ; type IIb : rapide et fatigable

📖 6. Unité motrice et finesse du mouvement

🔑 Notions clés & Définitions

• Unité motrice : Ensemble constitué d’un motoneurone et des fibres musculaires qu’il innerve, lesquelles sont du même type.

★ À maîtriser

📌 Une grande unité motrice développe une force importante, tandis qu’une petite unité motrice favorise la finesse et la précision du geste.

Compléments

• Un motoneurone alpha innerve environ 10 fibres dans les muscles phasiques et environ 100 fibres dans les muscles toniques.

• Les fibres ST sont lentes et résistantes à la fatigue, les fibres FT sont rapides et fatigables, et les fibres FR sont résistantes à la fatigue.

• Les muscles squelettiques sont hétérogènes et contiennent des types d’unités motrices en proportions variables.

📖 7. Couplage excitation-contraction

★ À maîtriser

• À la jonction neuromusculaire, un potentiel d’action du motoneurone provoque la libération d’acétylcholine, qui déclenche un potentiel de plaque motrice puis un potentiel d’action dans la fibre musculaire.

• L’augmentation du calcium cytosolique déplace la tropomyosine, expose les sites de liaison de l’actine et permet la formation des ponts actine-myosine.

• Le contrôle de la force musculaire repose sur l’augmentation de la fréquence des potentiels d’action des motoneurones et sur le recrutement d’unités motrices synergiques.

Compléments

• La relaxation musculaire survient lorsque le calcium cytosolique est repompé dans le réticulum sarcoplasmique par une pompe Ca2+-ATPase et expulsé de la cellule par l’échangeur sodium-calcium.

• La concentration cytoplasmique de calcium passe d’environ 0,01 µmol/l au repos à 1 µmol/l après excitation.

💡 Astuce mémo

Acétylcholine → potentiel musculaire → calcium → interaction actine-myosine

📖 8. Contraction, énergie et tonus

🔑 Notions clés & Définitions

• Tonus musculaire : Tension quasi permanente des muscles même au repos, qui fixe les articulations et maintient la posture.

★ À maîtriser

• Les types de contraction musculaire sont : le tonus musculaire de repos, la contraction isométrique sans raccourcissement, la contraction avec raccourcissement

• La formation réticulée activatrice descendante augmente le tonus musculaire, tandis que la formation réticulée inhibitrice descendante le diminue.

Compléments

• La sommation de contractions déclenchées par des stimulations répétées à haute fréquence définit le tétanos, et la fréquence de fusion tétanique produit un tétanos parfait à tension maximale constante.

📐 Formule - La créatine-phosphate permet de reformer l’ATP selon $\mathrm{Créatine\text{-}phosphate + ADP \rightarrow Créatine + ATP}$.

💡 Astuce mémo

FRAD augmente le tonus ; FRID le diminue

📖 9. Aires corticales motrices

★ À maîtriser

• L’aire motrice primaire, ou aire 4 de Brodmann, se situe dans le gyrus précentral et commande les mouvements de l’hémicorps controlatéral selon une organisation somatotopique.

📌 L’aire motrice supplémentaire, située dans la région médiane de l’aire 6, participe à la planification des mouvements complexes bilatéraux, tandis que l’aire prémotrice, située dans sa région latérale, contrôle notamment les muscles axiaux liés à la posture et à la locomotion.

Compléments

• La somatotopie de l’aire motrice primaire place la face en région inférolatérale, le membre supérieur en région supérolatérale et le membre inférieur en région médiane.

• Une lésion de l’aire motrice primaire peut provoquer une hémiplégie controlatérale avec signe de Babinski.

📖 10. Voies motrices descendantes

★ À maîtriser

• Le système pyramidal, composé d’environ un million de neurones, permet sous le contrôle direct du cortex les mouvements volontaires de la musculature distale.

📌 Les faisceaux extrapyramidaux vestibulospinal et tectospinal participent à l’orientation de la tête, tandis que les faisceaux réticulospinal et rubrospinal contrôlent la posture du tronc et des membres.

Compléments

• La majorité des fibres pyramidales décusse à la jonction bulbe-moelle pour former le faisceau pyramidal croisé, tandis qu’une minorité descend du même côté avant de décusser à différents niveaux médullaires.

• Le faisceau pyramidal transmet des commandes motrices aux noyaux des nerfs crâniens III, IV, VI, VII, IX, XI et XII.

• Les lésions des voies extrapyramidales peuvent entraîner des troubles du tonus, des mouvements anormaux et des troubles de la mémoire.

💡 Astuce mémo

Pyramidal : mouvement volontaire distal ; extrapyramidal : posture et locomotion

📖 11. Régulation cérébrale de la motricité

★ À maîtriser

• Les structures indiquées comme ganglions de la base sont : le striatum, formé du noyau caudé et du putamen, le locus niger, le pallidum, le noyau pédonculo-pontin

• Les ganglions de la base participent à la programmation inconsciente de séquences motrices apprises, à l’apprentissage moteur, à la mémorisation des gestes et à la régulation du tonus musculaire.

• Le cervelet coordonne les mouvements volontaires fins en ajustant leur amplitude, leur direction et leur chronologie.

Compléments

📌 L’archéocervelet participe à l’équilibre et au traitement vestibulaire, le paléocervelet reçoit des informations proprioceptives et régule le tonus et la posture, et le néocervelet participe à l’initiation et à la programmation des mouvements balistiques.

• Le bulbe rachidien contient des voies somatosensorielles ascendantes et des voies corticospinales descendantes, tandis que le pont relaie les informations entre cervelet et cerveau et coordonne la respiration avec les centres bulbaires.

📖 12. Contrôle spinal et réflexes moteurs

★ À maîtriser

• 🔄 Le réflexe myotatique suit ces étapes : l’étirement du muscle active le fuseau neuromusculaire, l’afférence sensitive Ia ou II transmet le signal à la moelle, le motoneurone alpha commande la contraction du muscle

• Le réflexe myotatique est monosynaptique, de latence brève et contribue à l’équilibre en activant les muscles antigravitaires.

• Une forte contraction active les organes tendineux de Golgi, dont les afférences Ib activent un interneurone inhibiteur médullaire qui inhibe le motoneurone alpha et entraîne le relâchement musculaire.

📌 L’activation des organes tendineux de Golgi provoque le réflexe myotatique inverse, qui réduit la contraction, tandis que l’étirement du fuseau neuromusculaire déclenche le réflexe myotatique, qui augmente la contraction.

Compléments

• Les réflexes ostéotendineux testés comprennent :

  • le réflexe rotulien
  • le réflexe bicipital
  • le réflexe achilléen
  • le réflexe cubito-pronateur
  • le réflexe stylo-radial

• L’inhibition réciproque relâche les muscles antagonistes lors de l’activation des muscles agonistes par l’intermédiaire d’un interneurone inhibiteur.

• Une stimulation nociceptive peut déclencher un réflexe de flexion ipsilatérale par activation des muscles fléchisseurs et, si elle est intense, une extension du membre controlatéral appelée réflexe d’extension croisée.

• Après une section médullaire transverse, le choc spinal provoque d’abord une aréflexie et une atonie sous la lésion, puis les réflexes réapparaissent et deviennent facilités et exagérés.

💡 Astuce mémo

Fuseau étiré : contraction ; Golgi sous forte tension : inhibition

📊 Tableaux de synthèse

Fibres musculaires