Le système nerveux assure la communication intercellulaire en transmettant des messages nerveux de nature électrique. Il permet ainsi la perception sensorielle ainsi que l’exécution des mouvements, indispensables aux fonctions des métazoaires (= animaux)
I- Caractéristiques des mouvements
Fiche « Rappels sur les mouvements » + Correction
A- Un mouvement fait intervenir différentes parties de l’articulation
Une articulation est un système complexe formé par :
- Deux os liés entre eux par des ligaments.
- Du cartilage et du liquide synovial leur permettant de se déplacer l’un par rapport à l’autre sans s’abimer.
- Des muscles squelettiques reliés aux os par des tendons
Une articulation comporte 2 muscles, dits antagonistes l’un de l’autre car ils ont des actions opposées
Lorsqu’un muscle se contracte, il se raccourcit et exerce une tension sur le tendon et donc sur l’os auquel il est attaché. Cela provoque le mouvement de l’os. Dans le même temps, le muscle antagoniste se détend et donc s’allonge permettant le mouvement sans bloquer l’articulation.
B- Mouvement reflexes vs Mouvements volontaires
Les mouvements articulaires sont classés en 2 catégories :
- Les mouvements volontaires, décidés par le sujet, ils sont contrôlés par le cerveau.
- Les mouvements réflexes : Ce sont des mouvements incontrôlés, rapides et stéréotypés. Ils interviennent suite à un étirement du muscle et sont notamment important dans le contrôle de la posture.
Par exemple, le reflexe Achiléen, qui consiste en une contraction du muscle soléaire (= muscle du mollet) suite à l’étirement du tendon d’Achille, permet de se redresser si on chute en avant et donc de maintenir la posture
Ces deux types de mouvement peuvent être étudiés par enregistrement et étude des électromyogrammes. Cela permet de mettre en évidence leurs caractéristique (délai court ou long, amplitude constante ou non …)
II- Le circuit cellulaire du reflexe myotatique
A- Le muscle : organe récepteur
Un muscle squelettique est composé de cellules très longues : les fibres musculaires (= myocytes) qui peuvent s’allonger où se raccourcir (voir chapitre 3).
Certaines cellules musculaires sont modifiées et entourées de dendrite d’un neurone sensitif « en T »: elles forment alors un fuseau neuro-musculaire. Le fuseau neuromusculaire est le mécanorécepteur déclenchant le réflexe myotatique.
Suite à un stimulus (déséquilibre ou coup), le muscle est étiré : Le fuseau neuromusculaire s’étire alors, ce qui provoque la naissance de message nerveux le long de la dendrite de la fibre nerveuse.
Ce message nerveux est dit sensitif car il fait suite à une sensation (étirement) et afférent car il va du récepteur sensoriel au centre nerveux. Cela est démontré par les expériences de Magendie
B- La transmission du message nerveux par les nerfs
Le message nerveux sensitif est transporté par les nerfs jusqu’à la moelle épinière.
Un nerf est un regroupement de fibres nerveuses (dendrites ou axones). Dans notre cas, le nerf sensitif est composé des dendrites des neurones sensitifs en T émanant du fuseau neuro-musculaire.
Les expériences de Waller prouvent que les corps cellulaires des neurones sensitifs se situent au niveau des ganglions dorsaux de la moelle épinière.
C- La moelle épinière : centre nerveux du réflexe.
Le centre nerveux contrôlant le reflexe myotatique est la moelle épinière. On dit que le réflexe est un mouvement médullaire.
Cela peut être démontré par l’expérience de Sherrington
Le message nerveux afférent arrive par la racine dorsale de la moelle épinière.
Dans la corne ventrale de la substance grise, il est transmis à un autre neurone (le neurone moteur = motoneurone).
La zone de connexion entre les 2 neurones est appelée une synapse neuro-neuronique.
Le motoneurone élabore alors un message nerveux qu’il transportera jusqu’au muscle en passant par la racine ventrale de la moelle épinière. Ce message nerveux est dit moteur car il entraine un mouvement et efférent car il va du centre nerveux jusqu’à l’organe effecteur (le muscle). Cela est démontré par les expériences de Magendie.
D- Le muscle : organe effecteur.
Le message nerveux efférent est transmis du motoneurone au muscle au niveau d’une synapse neuro-musculaire.
La zone de la cellule musculaire qui reçoit le message nerveux est appelée la plaque motrice.
Au niveau d’une plaque motrice, chaque cellule musculaire est innervée par un seul motoneurone.
L’arrivée du message nerveux entraine la contraction du muscle. (voir III-C)
BILAN : Schéma fonctionnel du réflexe myotatique
III- Du message nerveux à la contraction musculaire
A- Nature et propagation du message nerveux dans une fibre nerveuse
La répartition des ions de part et d’autre de la membrane des neurones crée une différence de potentiel électrique entre le cytoplasme et le milieu extracellulaire. 
On peut mesurer cette différence de potentiel électrique, par des électrodes reliées à un voltmètre : elle est appelée potentiel de repos membranaire et vaut environ – 70 mV.
Les neurones sont donc des cellules polarisées : un courant électrique peut se créer de part et d’autre de leur membrane
Lors d’une stimulation d’intensité suffisante, la polarisation membranaire du neurone est modifiée (par ouverture et fermeture de canaux ioniques) : elle enchaine alors des dépolarisations et des repolarisations dans un certain ordre, formant un potentiel d’action (PA).
Schéma des échanges d’ions à l’origine du potentiel d’action
Ce potentiel d’action est l’unité de base du signal nerveux.
Le PA est stéréotypé (les dépolarisations et repolarisations seront toujours identiques) et ne dépends donc pas de l’intensité de la stimulation
Schéma d’un potentiel d’action
La formation d’un PA suit la loi du tout-ou-rien :
- soit le seuil d’excitation n’est pas atteint et la fibre reste au repos
- soit le seuil d’excitation est atteint et le potentiel d’action a d’emblée son amplitude maximale.
Un ensemble de potentiels d’action forme un message nerveux.
Ce message nerveux est codé en fréquence de potentiels d’action : plus la stimulation est grande plus la fréquence des potentiels d’action est grande (et plus la contraction musculaire sera importante)
Ce message nerveux se propage de manière unidirectionnelle et sans amortissement le long de la membrane du neurone.
La vitesse du message nerveux est augmentée par la présence d’une gaine de myéline autour de la fibre.
En effet les cellules formant la gaine de myéline agissent comme des isolants, et le message nerveux va ainsi « sauter » d’un nœud de Ranvier (= zone sans gaine de myéline) à l’autre
B- Transmission synaptique du message nerveux d’une cellule à l’autre
Une synapse est une zone de de transmission du message nerveux d’un neurone à une autre cellule.
Une synapse est formée d’un neurone présynaptique et d’une cellule postsynaptique (neurone ou cellule musculaire) séparées par une fente synaptique.
La fente synaptique empêche la transmission d’un message de nature électrique : le message électrique y est alors transformé en message chimique.
Lorsque les potentiels d’actions formant le message nerveux électrique arrivent au neurone présynaptique (1) , des canaux calciques s’ouvrent et des ions Ca2+ entrent dans le neurone (2) .
Cela déclenche l’exocytose (= le rejet) des vésicules de neuromédiateur dans la fente synaptique (3).
Les neuromédiateurs (ou neurotransmetteurs) sont des molécules messagères du système nerveux. Dans la synapse neuro-musculaire, le neuromédiateur est l’acétylcholine, mais il en existe d’autres dans les synapses neuro-neuroniques (GABA, dopamine …)
Les neuromédiateurs sont alors libérés dans la fente synaptique (4) (ils forment un message chimique) et se lient aux récepteurs de la membrane post-synaptique ce qui entraine l’ouverture de canaux ioniques (5) , générant de nouveaux potentiels d’action (donc un message électrique) dans la cellule post-synaptique. (6)
Schéma des étapes de la transmission synaptique
Le message nerveux électrique est donc transmis du neurone présynaptique à la cellule post synaptique en passant par la fente synaptique où il est transformé en message nerveux chimique
Plus la fréquence des PA du message présynaptique est grande, plus il y a de vésicules de neuromédiateurs relâchées, donc plus le message nerveux post-synaptique généré sera intense.
Ainsi, l’intensité du message nerveux transmis dans la synapse est codée en concentration de neuromédiateur
C- Arrivée du message nerveux et contraction musculaire
Dans le cas d’une synapse neuro-musculaire, le message nerveux postsynaptique entraine l’ouverture de canaux calciques situés dans le réticulum sarcoplasmique (organite stockant des ions calcium).
Il y a alors une libération d’ions Ca2+ dans le cytoplasme, ce qui va permettre la mise en mouvement des myofilaments d’actine et de myosine provoquant ainsi la contraction du muscle. (cf. chapitre 2)
Certaines molécules présentent des structures similaires à celles des neuromédiateurs et peuvent modifier le fonctionnement synaptique en se fixant sur les récepteurs de l’acétylcholine empêchant l’action de cette dernière : ces molécules sont dites antagonistes (de l’ACH).
C’est le principe de base du fonctionnement des myorelaxants ou du poison le curare.
Il existe également des molécules qui empêchent l’élimination de l’ACH et prolonge la durée de son effet : elles sont dites agonistes de l’ACH.
Vidéo de révision du chapitre :
(merci Dimitri – chaine Youtube : Bio Logique)
Laisser un commentaire