@ FA1 correction Le réflexe myotatique, un exemple de commande réflexe du muscle Introduction : rappels de seconde On distingue 2 types de mouvements : Certains sont involontaires et automatiques : les réflexes. Ils ont lieu sans intention de les exécuter. On distingue - Les réflexes innés qui existent chez tous les êtres humains, sans apprentissage. Ils sont prévisibles, immuables, fixés héréditairement et liés à un stimulus déterminé. Ex: le diamètre de la pupille en fonction de l intensité lumineuse Stimulus : lumière Réponse physiologique : contraction (ou relâchement) des muscles de l irisà fermeture (ou ouverture) de la pupille - D autres réflexes sont acquis et résultent d une éducation ou d un apprentissage. Ils varient d un individu à l autre. Ex : apprentissage du vélo D autres sont volontaires. Un mouvement volontaire est précédé d une certaine activité mentale, d une intention d exécuter le mouvement. I/ le réflexe myotatique : un réflexe médullaire 1. Etude expérimentale du réflexe achiléén (TP1) doc 2 page 352 Lorsque que l on teste le réflexe achilléen, on porte un coup sur le tendon d Achille en relation avec le muscle extenseur du pied. Cette percussion sur le tendon provoque un étirement du muscle qui se contracte alors brutalement ce qui entraîne une brusque extension du pied Animation : http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0027-3 Fim : le réflexe rotulien : http://svtlouisarmand.free.fr/public/videos/reflexe_rotulien.mp4 Les muscles sont le siège d une activité électrique qu il est possible d enregistrer au moyen d électrodes réceptrices et d un système d amplification. Les électromyogrammes obtenus traduisent ainsi les variations d activité musculaire.
On a enregistré l activité de ces deux muscles au cours de la succession d événements suivants : repos, extension du pied, repos, flexion du pied. L électromyogramme A correspond à l activité du soléaire et l enregistrement B à celui du jambier. Ø Anotez l enregistrement : contraction, décontraction, flexion extension du pied. Le soléaire est le muscle extenseur, sa contraction entraîne l extension du pied Le jambier est le muscle fléchisseur, sa contraction entraîne la flexion du pied. Ces 2 muscles agissent de façon opposée mais complémentaire : ce sont des muscles antagonistes. Donc, l ETIREMENT du muscle extenseur (percussion du tendon) se traduit par sa contraction réflexe à extension du pied. Expérience 1 : Electromyogramme du soléaire obtenu par une percussion sur le tendon d Achille doc 2 page 352 Expérience 2 : Electromyogrammes du soléaire obtenus par des percussions d intensité croissante sur le tendon d Achille.(doc 3 page 353) Latence de la réponse : 30ms = - Percussion - Activité électrique du muscle = contraction Effet de l augmentation de l intensité du choc : plus l intensité de la percussion augmente (etirementì ), plus la réponse du muscle a une forte amplitude (contractionì )
Le réflexe myotatique est un réflexe d étirement Le coup de marteau appliqué sur le tendon étire le muscle et celui-ci se contracte. La contraction d un muscle est un raccourcissement de ce muscle qui tire alors sur ses points de fixation c est-à-dire sur les os. Cela provoque un mouvement du segment considéré (extension du pied) Un réflexe d étirement est donc la contraction d un muscle en réponse à son propre étirement : le muscle étiré est à la fois le capteur du stimulus et l effecteur de la réponse. Cette réponse réflexe est rapide et d intensité variable. Elle dépend de l intensité du stimulus, c est-à-dire de l intensité de l étirement, cependant, une même intensité d étirement entraîne toujours la même réponse.(réponse stéréotypée) Elle dépend aussi de l état du sujet : la réponse réflexe peut-être exacerbée ou diminuée, voire absente dans certains cas pathologiques.(doc 4 pge 353) Suite à la stimulation, le réflexe myotatique se déclenche en quelques millisecondes seulement, on peut se demander s il s agit d une réponse autonome du muscle ou si celui-ci nécessite l intervention du système nerveux. Quels sont les éléments anatomiques mis en jeu dans le réflexe myotatique? 2. Les éléments mis en jeu dans le reflexe myotatique Rappels : Organisation du système nerveux Schéma de la cellule nerveuse : le neurone. Les axones constituent les fibres nerveuses, elles sont munies d une gaine (myéline à gros diamètre)) ou pas (petit diamètre). Elles sont réunies pour former les nerfs. Le sens de propagation du message est toujours à sens unique : Dendritesà corps cellulaireà axoneà arborisation terminale Une animation avec des expériences pour découvrir les structures anatomiques.: http://svt.accreteil.fr/archives/media/med1s/refmyo/refmyo_web.htm a) Le centre nerveux : la moelle épinière - Une altération de la moelle épinière peut se traduire par la suppression du réflexe myotatique : hypothèse = le réflexe myotatique est un réflexe médullaire. Ø Observons une coupe de moelle épinière au microscope
Le nerf rachidien est le nerf qui relie La moelle épinière est logée dans le canal vertébral, en arrière de la colonne et est en relation avec les différents organes du tronc et des membres grâce à 31 paires de nerfs rachidiens. La structure de la moelle épinière se caractérise par l existence de deux parties distinctes : - L une centrale, de couleur grise, la substance grise qui contient les corps cellulaires des neurones. - L autre périphérique, de couleur claire, est appelée substance blanche et contient les prolongements cellulaires des neurones de la moelle. Le canal de l épendyme, au centre, résulte de la formation embryonnaire du tube neural. Les récepteurs sensoriels à la moelle épinière = voie afférente La moelle épinière aux effecteurs = voie efférente Ils se ramifient en 2 racines (racines dorsale et ventrale) avant d entrer dans la moelle épinière. La racine dorsale présente un renflement : le ganglion rachidien (ou spinal) La substance blanche contient uniquement des fibres nerveuses c est-à-dire des ramifications des neurones.
- Etablir un schéma de circulation de l information dans la moelle épinière : Expériences de sections et de stimulations. (exercice 7 page 371) François Magendie (1784-1855), l'un des pionniers de la physiologie expérimentale en France, fut le premier à mettre en évidence le rôle des racines rachidiennes. Un extrait de son journal, publié en 1822, relate ses premières expérimentations chez le Chien. «Depuis longtemps, je désirais faire une expérience dans laquelle je couperais sur un animal les racines postérieures des nerfs qui naissent de la moelle épinière (...) J'eus alors sous les yeux les racines postérieures des paires lombaires et sacrées et, en les soulevant successivement avec les lames de petits ciseaux, je pus les couper d'un côté, la moelle restant intacte. J'ignorais quel serait le résultat de cette tentative (...) et j'observais l'animal ; je crus d'abord le membre correspondant aux nerfs coupés entièrement paralysé ; il était insensible aux piqûres et aux pressions les plus fortes ; il me paraissait immobile, mais bientôt, à ma grande surprise, je le vis se mouvoir d'une manière très apparente, bien que la sensibilité y fut toujours tout à fait éteinte. Une seconde, une troisième expérience me donnèrent exactement le même résultat (...) Il se présentait naturellement à l'esprit de couper les racines antérieures en laissant intactes les postérieures (...) Comme dans les expériences précédentes, je ne fis la section que d'un seul côté, afin d'avoir un terme de comparaison. On conçoit avec quelle surprise je suivis les effets de cette section. Ils ne furent point douteux : le membre était complètement immobile et flasque tandis qu'il conservait une sensibilité sans équivoque. Enfin, pour ne rien négliger, j'ai coupé à la fois les racines antérieures et postérieures : il y eut perte absolue de sentiment et de mouvement.» Aide : Ø On rappelle que si on réalise la section d une cellule, seule la partie nucléée se régénère.
Dans le nerf rachidien circulent : - Les messages afférents (sensoriels ß récepteur) - Les messages efférents (moteurà effecteur) Dans la racine dorsale circule le message afférent et dans les corps cellulaires des neurones sensoriels seraient situés dans le ganglion rachidien. Dans la racine ventrale circule le message efférent et le corps cellulaire est situé dans la substance grise de la moelle épinière. Dans la substance grise de la moelle épinière il y a une synapse (qui explique le temps de latence enregistré et qui est > au temps de propagation = temps de transmission d un neurone au suivant.) Coupe d un ganglion rachidien Schéma d un neurone sensitif (en «T») Récepteur Substance grise (ME) Motoneurone
b) Les nerfs véhiculent les messages nerveux. Ø Observons les coupes transversales et longitudinales de nerfs Schéma interprétatif d un nerf Le nerf est donc constitué par un grand nombre de fibres nerveuses. Chaque fibre nerveuse est constituée par un prolongement cytoplasmique d un neurone entouré d une gaine protectrice, la gaine de myéline. (ou pas) Les nerfs véhiculent les messages afférent (sensitif) et efférent (moteur)
c) Un récepteur enregistre l étirement : le fuseau neuromusculaire. Ø Observez le doc 1 page 356 et complétez le schéma 4 de l annexe. Dans les muscles parmi les fibres musculaires se trouvent des fuseaux neuromusculaires. Il s agit de 3 à 8 fibres musculaires modifiées, contenue dans une capsule de tissu conjonctif. Chaque fibre musculaire d un faisceau est entourée par une terminaison nerveuse ou fibre sensitive afférente appartenant à un nerf sensitif. L étirement d un muscle, provoque l étirement des fibres musculaires modifiées, ce qui fait naître dans les terminaisons nerveuses un message nerveux afférent. Le fuseau neuromusculaire est un récepteur sensoriel qui informe de l état d étirement d un muscle.(mécano récepteur) d) La mise en jeu de l effecteur : la plaque motrice. Ø Observons la lame de plaque motrice.(doc 2 page 356) Les neurones efférents (moteurs) sont connectés aux muscles qu ils innervent. Chaque fibre nerveuse se connecte, au niveau de son arborisation terminale, à une fibre musculaire dont elle contrôle la contraction. Cette synapse neuro-musculaire se nomme aussi «plaque motrice»
BILAN : Pour aller plus loin : Rôle du réflexe myotatique dans le maintien de la posture. Lorsque, chez un Vertébré en état de veille, on observe un muscle squelettique dans sa situation anatomique normale, en préservant l intégrité de ses connexions nerveuses et tendineuses, on constate que sa consistance n est pas molle, mais ferme et élastique, et qu il ne se laisse pas étirer sans qu apparaisse une résistance. Cet état de tension légère et cette résistance à l étirement d un muscle possédant l intégrité de ses connexions tendineuses et nerveuses portent le nom de tonus musculaire. Le tonus musculaire est d une extrême importance et forme en quelque sorte la «toile de fond» des activités motrices et posturales, préparant le mouvement, fixant l attitude, sous-tendant le geste, maintenant la statique et l équilibre. La posture érigée n est pas une position d équilibre physique. La pesanteur tend à provoquer l effondrement des différentes parties du corps. Le tonus des muscles extenseurs exerce une force antagoniste à la pesanteur permettant la station debout.