Fiche de révision : Réflexes et transmission neuromusculaire

📋 Plan du Cours

1. Arc réflexe achilléen et supports cellulaires du réflexe
2. Potentiels de repos et d’action, propagation et codage du message nerveux
3. Commande musculaire et antagonisme
4. Voie sensitive afférente
5. Intégration médullaire et synapse
6. Substances et fonctionnement synaptique
7. Cellules du cerveau
8. Commande cérébrale volontaire
9. Aires corticales motrices
10. Voies motrices et contraction musculaire
11. Intégration des messages nerveux
12. Lésions et déficiences motrices
13. Plasticité cérébrale et apprentissage
14. Récupération après une lésion cérébrale
15. Fragilité cérébrale et substances

📖 1. Arc réflexe achilléen et supports cellulaires du réflexe

🔑 Notions clés & Définitions

• Fuseau neuromusculaire : Structure musculaire en forme de ressort, sensible à l’étirement et contenant des terminaisons nerveuses sensitives ainsi que des fibres musculaires.
• Plaque motrice : Terminaison synaptique particulière formée entre le neurone moteur et une cellule musculaire.

★ À maîtriser

• Lors du réflexe achilléen, la percussion du tendon étire le muscle du mollet, ce qui déclenche un message sensitif dans le neurone relié au fuseau neuromusculaire ; le message gagne la moelle par la racine dorsale, où le neurone sensitif contacte un motoneurone dans la substance grise ; le message moteur repart par la racine ventrale jusqu’au muscle, dont la contraction provoque l’extension du pied.

📌 La racine dorsale contient les fibres des neurones sensitifs, tandis que la racine ventrale contient les fibres des neurones moteurs.

Compléments

• Dans la moelle épinière, le neurone sensitif établit avec le motoneurone une synapse neuro-neuronique.

• Le nerf rachidien est un nerf mixte contenant des fibres nerveuses sensitives et motrices.

• Les corps cellulaires des neurones sensitifs en T se trouvent dans le ganglion rachidien.

💡 Astuce mémo

Racine dorsale sensitive, racine ventrale motrice

📖 2. Potentiels de repos et d’action, propagation et codage du message nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de repos : Différence de potentiel entre les faces interne et externe de la membrane d’une fibre nerveuse au repos, égale à −70 mV.
• Potentiel d’action : Variation transitoire et rapide de la différence de potentiel membranaire, correspondant à une brève inversion de la polarisation jusqu’à +30 mV après une stimulation.

★ À maîtriser

• Un potentiel d’action apparaît seulement lorsque l’intensité de la stimulation atteint le seuil de stimulation ; en dessous de ce seuil, aucun potentiel d’action n’est créé.

• Dans une fibre sans gaine de myéline, le potentiel d’action se propage de proche en proche, tandis que dans une fibre myélinisée, il progresse par sauts au niveau des nœuds de Ranvier.

• L’intensité du stimulus est codée par la fréquence des potentiels d’action : plus le stimulus est intense, plus le nombre de potentiels d’action par unité de temps augmente, sans changement de leur amplitude.

Compléments

• Le message nerveux est constitué d’une série de modifications très brèves de la tension électrique membranaire, chaque signal élémentaire étant un potentiel d’action.

• La propagation du potentiel d’action est plus rapide dans une fibre nerveuse myélinisée que dans une fibre dépourvue de gaine de myéline.

💡 Astuce mémo

Repos polarisé à −70 mV, potentiel d’action inversé brièvement vers +30 mV

📖 3. Commande musculaire et antagonisme

🔑 Notions clés & Définitions

• Jonction neuromusculaire : Relie les fibres nerveuses aux fibres musculaires.
• Réticulum sarcoplasmique : Réseau complexe de cavités dans la cellule musculaire qui constitue une réserve de calcium nécessaire à la contraction.

📝 Points essentiels

• Les messages nerveux moteurs cheminent dans les axones des motoneurones, passent par la moelle épinière jusqu’aux muscles, puis les axones du nerf rachidien s’associent à d’autres axones pour former un nerf.

• À la jonction neuromusculaire, l’arrivée du potentiel d’action dans le neurone présynaptique provoque l’exocytose d’acétylcholine, qui se fixe sur ses récepteurs ; un potentiel d’action musculaire se propage par les tubules transverses, ouvre les canaux calciques du réticulum sarcoplasmique, libère le calcium dans le cytosol, puis le calcium se fixe sur la troponine.

• Selon l’intensité du message nerveux, le motoneurone recrute plus ou moins de fibres musculaires, ce qui produit une contraction plus ou moins puissante.

📌 Dans le réflexe achilléen, le soléaire et le jambier antérieur sont des muscles antagonistes dont le contrôle évite la contraction simultanée et contribue au maintien de la posture.

• Dans la boucle inhibitrice des muscles antagonistes, le neurone sensitif afférent stimule un interneurone inhibiteur, qui inhibe le neurone moteur efférent du muscle qui ne doit pas se contracter.

💡 Astuce mémo

Message moteur → plaque motrice → contraction ; boucle inhibitrice → relâchement de l’antagoniste.

📖 4. Voie sensitive afférente

🔑 Notions clés & Définitions

• Fibre nerveuse afférente : Neurone sensitif relié au récepteur par ses dendrites ; son message se propage dans l’axone jusqu’au centre nerveux.

★ À maîtriser

• Le potentiel d’action se propage normalement de proche en proche le long de l’axone d’un neurone.

• La gaine de myéline, présente autour de nombreux axones, augmente significativement la vitesse de propagation du signal, qui progresse alors par bonds selon une conduction saltatoire.

Compléments

• Le corps cellulaire du neurone sensitif se trouve dans le ganglion rachidien de la racine dorsale de la moelle épinière ; ce neurone est appelé neurone en T.

💡 Astuce mémo

Propagation de proche en proche sans myéline, par bonds avec myéline.

📖 5. Intégration médullaire et synapse

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse neuro-neuronique : Jonction entre deux neurones où le message est transmis du neurone sensitif au motoneurone.
• Centre nerveux intégrateur : Centre nerveux intégrateur du réflexe : ses cellules nerveuses analysent les messages et les messages provenant d’autres parties de l’organisme, comme une commande cérébrale ou des messages visuels et sonores, modulent la réponse.

★ À maîtriser

• À la synapse médullaire, l’arrivée du message nerveux dans le bouton synaptique provoque l’exocytose des vésicules de glutamate dans la fente synaptique ; le glutamate se fixe aux récepteurs du motoneurone et, si la quantité libérée et fixée est suffisante, des potentiels d’action postsynaptiques apparaissent et le message circule dans le motoneurone.

Compléments

• Dans la moelle épinière, l’axone du neurone sensitif atteint la substance grise et se connecte au motoneurone par une synapse neuro-neuronique.

• Après son activation, le motoneurone envoie un message nerveux vers les muscles par son axone, relié au muscle par la plaque motrice.

💡 Astuce mémo

Arrivée → exocytose → fixation → potentiel postsynaptique.

📖 6. Substances et fonctionnement synaptique

★ À maîtriser

• Le curare peut se fixer sur les récepteurs de l’acétylcholine sans générer de potentiel d’action ; antagoniste de l’acétylcholine, il provoque un relâchement musculaire.

• Les substances qui empêchent l’élimination de l’acétylcholine de l’espace synaptique prolongent l’action du neurotransmetteur et sont des agonistes de l’acétylcholine.

Compléments

📌 Le curare peut provoquer une paralysie mortelle en relâchant les muscles respiratoires, mais son effet myorelaxant peut être utilisé en chirurgie.

• Le botox empêche la libération du neurotransmetteur dans la fente synaptique et est utilisé en chirurgie esthétique.

• Certaines substances myorelaxantes agissent sur des synapses du cerveau pour produire un effet globalement calmant et peuvent entraîner des effets secondaires.

💡 Astuce mémo

Le curare occupe le récepteur ; le botox empêche la libération.

📖 7. Cellules du cerveau

★ À maîtriser

📌 Le cerveau contient des neurones responsables du traitement et de la propagation du message nerveux, ainsi que des cellules gliales, plus nombreuses que les neurones, qui participent à son bon fonctionnement.

Compléments

• Le cerveau contient environ 100 milliards de neurones.

• Les astrocytes interviennent dans la nutrition, la protection et l’activité des neurones.

• Les oligodendrocytes forment la gaine de myéline autour de l’axone de certains neurones.

• Les cellules de la microglie assurent la défense immunitaire du cerveau.

📖 8. Commande cérébrale volontaire

📝 Points essentiels

📌 Les mouvements réflexes myotatiques mobilisent les centres nerveux de la moelle épinière, tandis que les mouvements volontaires mobilisent le centre cérébral.

💡 Astuce mémo

Réflexe myotatique : moelle épinière ; mouvement volontaire : cerveau

📖 9. Aires corticales motrices

🔑 Notions clés & Définitions

• Aire motrice primaire : Région du cortex cérébral qui contrôle la commande volontaire du mouvement.
• Homoncule moteur : Représentation cartographique des parties du corps dans l’aire motrice, dont la taille représente la surface corticale correspondante.
• Aire somato-sensorielle : Ensemble des récepteurs sensoriels chargés de recueillir des informations sur le toucher, la température, la position des membres et les dommages tissulaires.

★ À maîtriser

• Chaque partie de l’aire motrice primaire contrôle une région particulière du corps.

Compléments

• L’IRM fonctionnelle permet de localiser les aires cérébrales à l’origine des mouvements volontaires.

• L’aire motrice primaire est située dans le lobe frontal, juste en avant du sillon central.

• L’aire motrice primaire collabore avec d’autres aires corticales, dont l’aire motrice supplémentaire, au sein du complexe pré-moteur pour la commande motrice volontaire.

• Les aires non motrices, dont l’aire motrice supplémentaire, participent à la planification et à l’organisation du mouvement.

📖 10. Voies motrices et contraction musculaire

★ À maîtriser

• 🔄 La commande motrice volontaire suit cette voie :

  1. Elle est élaborée dans certaines aires frontales.
  2. Un neurone moteur descend du cerveau vers la moelle épinière.
  3. Le neurone moteur commande les motoneurones.
  4. Les motoneurones transmettent le message aux muscles.

• Les voies motrices volontaires croisent les côtés du corps.

• Dans la moelle épinière, les motoneurones contrôlent les fibres musculaires et leur transmettent le message permettant la contraction.

• 🔄 Le cycle actine-myosine dépend de l’ATP :

  1. La fixation d’ATP rompt les liaisons actine-myosine.
  2. L’hydrolyse de l’ATP fait basculer la tête de myosine.
  3. La tête de myosine se fixe plus loin sur l’actine.
  4. Le glissement des filaments est ainsi permis.

Compléments

• Les têtes de myosine se fixent aux filaments d’actine puis s’en détachent de façon répétitive, ce qui fait glisser les filaments les uns par rapport aux autres.

• Le raccourcissement des sarcomères résulte du glissement des filaments d’actine et de myosine, rendu possible par l’énergie fournie par l’hydrolyse de l’ATP.

📌 Le cycle actine-myosine se répète tant qu’il y a de l’ATP et une concentration suffisante en Ca2+ dans le cytoplasme.

💡 Astuce mémo

Cerveau → moelle épinière → motoneurone → muscle

📖 11. Intégration des messages nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Sommation : Intégration par un neurone des informations reçues afin d’élaborer une réponse adaptée.

★ À maîtriser

• Les motoneurones de la moelle épinière reçoivent, par des synapses, des messages excitateurs de neurones sensitifs du réflexe myotatique et de neurones du cortex moteur, ainsi que des messages inhibiteurs d’interneurones inhibiteurs.

📌 La sommation spatiale intègre des messages provenant de neurones différents, tandis que la sommation temporelle tient compte de la répétition de certains messages.

Compléments

• 🔄 La réponse motrice suit ces étapes :
  1. Le motoneurone intègre les messages par sommation spatiale et temporelle.
  2. Il élabore une réponse coordonnée.
  3. Il transmet le message le long de son axone jusqu’au muscle.
  4. Le message permet la contraction musculaire.

💡 Astuce mémo

Spatial : neurones différents ; temporel : messages répétés

📖 12. Lésions et déficiences motrices

★ À maîtriser

• Les lésions des aires motrices causées par un AVC ou une tumeur, ainsi que les lésions de la moelle épinière, peuvent entraîner des paralysies partielles ou totales.

Compléments

• Les formes de paralysie citées sont :

  • l’hémiplégie
  • la paraplégie
  • la tétraplégie

• Une compression, comme une hernie discale, peut perturber temporairement le message nerveux volontaire.

• Une déformation de la colonne vertébrale peut empêcher la circulation du message nerveux moteur.

📖 13. Plasticité cérébrale et apprentissage

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasticité cérébrale : Permet des modifications des aires motrices associées à l’apprentissage.

📝 Points essentiels

• L’IRM des aires motrices de plusieurs individus montre des différences de taille ou de localisation, notamment chez les musiciens et les sportifs.

📖 14. Récupération après une lésion cérébrale

★ À maîtriser

• Après une lésion cérébrale, le remaniement des aires cérébrales peut permettre une récupération totale ou partielle des capacités motrices.

Compléments

• Après un AVC qui infarctus une partie de l’aire motrice gauche, le rééquilibrage d’une autre partie de l’aire motrice peut compenser la perte et permettre une récupération des capacités motrices.

💡 Astuce mémo

Remaniement des aires → récupération motrice

📖 15. Fragilité cérébrale et substances

🔑 Notions clés & Définitions

• Circuit de la récompense : Comprend des aires en contact avec des neurones issus de l’aire tegmentale ventrale par des synapses utilisant la dopamine comme neurotransmetteur.

★ À maîtriser

• Le cerveau est fragile et très sensible aux perturbations extérieures, notamment au manque de dioxygène et à la consommation de substances psychoactives.

• Les drogues affectent les capacités cérébrales en agissant sur les neurones et en modifiant les messages nerveux.

• La consommation de drogues accroît la libération de dopamine par les neurones, produit des sensations plaisantes et renforce la voie de la récompense.

Compléments

• L’alcool peut se métaboliser par un processus lent.

• Le THC, ou tétrahydrocannabinol, modifie le fonctionnement du cerveau.

• Les aires citées du circuit de la récompense sont :

  • le cortex préfrontal
  • le noyau accumbens (NAcc)
  • l’amygdale
  • l’aire tegmentale ventrale (ATV)
  • le septum