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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
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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..
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On voit que des nerfs partent de la moelle épinière par ce que l’on appelle des racines : racine dorsale
et racine ventrale.
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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.
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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.
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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
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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
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BILAN
SCHEMA FONCTIONNEL DU REFLEXE MYOTATIQUE MONOSYNAPTIQUE
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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.
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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.
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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 ».
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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
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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)
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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.
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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.