Comprendre le fonctionnement du système nerveux et moteur

1. Les caractéristiques d’un réflexe

Réflexe : Réponse involontaire et rapide à une stimulation.

Réflexe myotatique : Contraction d’un muscle après son propre étirement (maintien de la posture et de l'équilibre). Il utilise deux neurones : neurone sensoriel vers neurone moteur.

2. Éléments de l'arc réflexe

• Récepteur sensoriel : Capte un stimulus et élabore le message nerveux correspondant.
• Fibres nerveuses (nerf) : Transmettent le message au centre nerveux puis au muscle.
• Centre nerveux : Élabore un message moteur dépendant des messages reçus (moelle épinière ou cerveau).
• Organe effecteur : Sa contraction est provoquée par la réception du message.

Le récepteur envoie un message nerveux par un neurone sensoriel jusqu’à un centre nerveux.

3. Du stimulus à la réponse motrice

• Le message nerveux est de nature électrique.
• État de repos : Polarisation membranaire en dehors de toute stimulation.
• Le message nerveux est codé par la fréquence des potentiels d'action (PA).

A. Du cortex moteur primaire à la moelle épinière

Le cortex moteur primaire commande directement l'exécution du mouvement. Les messages nerveux moteurs partent du cortex moteur au niveau des neurones. Ces neurones projettent leurs axones vers le bulbe rachidien où il y a un premier relais. Puis, les axones croisent le plan de symétrie gauche-droite pour arriver au niveau de la moelle épinière. À ce niveau, les fibres nerveuses établissent un deuxième relais (par le biais d'une synapse) avec des motoneurones dont les corps cellulaires sont situés dans la corne ventrale de la substance grise. Chaque motoneurone intègre alors différents messages provenant d'autres neurones, puis transmet un unique message nerveux moteur.

B. De la moelle épinière au muscle

L'excitation des motoneurones fait naître un message nerveux moteur transmis par les fibres nerveuses motrices (axones) jusqu'au muscle. À ce niveau, l'extrémité des fibres motrices établit des connexions avec les cellules musculaires : il s'agit de synapses neuromusculaires. Chaque fibre musculaire reçoit le message nerveux d'un seul motoneurone. L'excitation des cellules musculaires entraîne une contraction permettant le mouvement. Le message nerveux transmis par les fibres nerveuses est de nature électrique. L'excitation d'un neurone fait naître un train de potentiels d'action qui se propage le long des fibres nerveuses. Au niveau d'une synapse, le message est de nature chimique.

4. Transmission synaptique

Synapse : Zone de communication entre deux neurones ou entre un neurone et un muscle.

Le système nerveux central peut, volontairement ou involontairement, permettre la contraction musculaire. Dans les deux cas, le motoneurone achemine un message nerveux de nature électrique le long de la fibre nerveuse.

1. L'arrivée d'un train de potentiels d'action au niveau de la terminaison synaptique du neurone présynaptique entraîne la fusion des vésicules synaptiques contenant l'acétylcholine avec la membrane présynaptique.
2. Libération d'acétylcholine (neurotransmetteur cholinergique) au niveau de la fente synaptique de la plaque motrice.
3. L'acétylcholine se fixe sur des récepteurs spécifiques localisés sur la membrane de la cellule post-synaptique (la cellule musculaire).
4. La reconnaissance du neurotransmetteur par son récepteur spécifique entraîne l'apparition d'un potentiel neuromusculaire et déclenche la contraction musculaire.
5. L'inactivation rapide de l'acétylcholine dans la fente synaptique par des enzymes et sa recapture interrompent la transmission synaptique.

Nous allons maintenant voir ce qu'il se passe lorsqu'une fléchette imbibée de curare pénètre dans un muscle.