Le réflexe myotatique fait partie des mouvements involontaires. Nous allons commencer ce cours par un rappel sur le système nerveux et la nature des neurones puis nous étudierons le circuit neuronique impliqué dans l'arc réflexe myotatique.
Anatomie du système nerveux
La moelle épinière dans le système nerveux central
La moelle épinière et l’encéphale composent le système nerveux central. L’encéphale regroupe le cerveau, le cervelet et le tronc cérébral. La moelle épinière est la partie du système nerveux central qui se prolonge sous le tronc cérébral.
L’encéphale ne joue aucun rôle dans le réflexe myotatique. Seule la moelle épinière intervient. Cet organe, prolongement de l’encéphale, est protégé par la colonne vertébrale. Une coupe transversale de la moelle épinière permet d’en distinguer les zones principales :
- La substance grise est la zone centrale de la moelle épinière qui est composée essentiellement des corps cellulaires des neurones.
- La substance blanche est la zone périphérique de la moelle épinière qui est composée des axones et des dendrites des neurones.
- Les racines ventrales droite et gauche à travers lesquelles passent les nerfs
- Les racines dorsales droite et gauche où passent aussi les nerfs et sur lesquelles il y a un renflement qu’on appelle ganglion spinal (ou ganglion rachidien) formé de substance grise, ce sont les corps cellulaires des neurones sensitifs.
Le système nerveux périphérique
Le système nerveux périphérique est constitué des nerfs qui relient le système nerveux central et les différents organes et tissus du corps. Les nerfs sont formés d’un ensemble de fibres nerveuses elles-mêmes composées de plusieurs neurones.
Les neurones sont des cellules spécialisées que l’on retrouve à la fois dans le système nerveux central et dans le système nerveux périphérique, responsables de la réception ou de la génération, de la propagation et de la transmission du message nerveux.
Ce neurone est composé d’un corps cellulaire qu’on nomme le soma (cytoplasme + noyau), d’un axone (prolongement principal du neurone par lequel transite le message nerveux) et de dendrites (ramifications secondaires du neurone qui reçoivent le message nerveux).
La zone de jonction entre deux neurones ou entre un neurone et une cellule musculaire se nomme la synapse. C’est dans cet espace qu’a lieu le transfert d’information entre les deux cellules. Ce transfert d’information se fait par l’intermédiaire de molécules chimiques, les neurotransmetteurs. Ces neurotransmetteurs sont libérés par l’extrémité de l’axone du neurone émetteur et reçus soit par l’extrémité d’une dendrite d’un neurone récepteur dans le cas de synapse neuro-neuronique soit au niveau des plaques motrices des fibres musculaires dans le cas des synapses neuromusculaires.
Circuits neuroniques impliqués dans le réflexe myotatique
Le réflexe myotatique ou réflexe d'étirement
Un réflexe est une réaction involontaire et stéréotypée en réponse à un stimulus. Le réflexe constitue un circuit mettant en jeu cinq éléments :
- Un récepteur qui reçoit le stimulus
- Une voie afférente à travers laquelle l’information se propage
- Un centre intégrateur qui reçoit ce message et élabore une réponse
- Une voie efférente dans laquelle la réponse se propage
- Un effecteur qui réagira en fonction de la réponse reçue.
Le réflexe myotatique correspond à la contraction involontaire d’un muscle en réponse à son propre étirement. Ce réflexe est facilement identifiable lorsque l’on tape sur le tendon qui relie le muscle quadriceps à la rotule du genou par exemple. Le choc sur le tendon entraine l’étirement de ce muscle ce qui entraine à son tour la contraction du quadriceps et un mouvement soudain du pied (coup de pied).
On sait que l’encéphale n’intervient pas dans la réalisation de ce réflexe car d’une part ce réflexe a lieu même lorsque l’on est inconscient et d’autre part lorsque la moelle épinière est sectionnée suite à un accident, le réflexe myotatique est toujours présent même si on ne peut plus réaliser de mouvements volontaires (paralysie).
Fonctionnement de l’arc réflexe myotatique
Un schéma bilan est présent en fin de chapitre
- Détection du stimulus
Le choc sur le tendon va étirer le muscle. Cet étirement va être détecté par les fuseaux neuromusculaires. Ce sont des fibres musculaires modifiées associées à des neurones sensoriels sensibles à l’étirement. Un message nerveux va naitre.
- Transmission du message afférent sensitif
L’information reçue est transmise via un neurone sensitif afférent jusqu’à la moelle épinière. Le message nerveux va se propager dans l’axone jusqu’à atteindre la substance grise de la moelle épinière.
- Intégration du message dans la moelle épinière
À ce stade, l’information est intégrée au niveau de la moelle épinière. Le centre nerveux va analyser et préparer une réponse. Une transmission synaptique a lieu entre le neurone sensitif afférent et un motoneurone (neurone moteur) efférent. Un neurotransmetteur, le glutamate, est libéré et va exciter le motoneurone.
- Transmission du message efférent vers le muscle
Ce motoneurone va générer et transmettre un message nerveux via son axone vers le muscle. Alors que le corps cellulaire du motoneurone se situe dans la substance grise de la moelle épinière, le message efférent va se propager dans son axone, qui passe par la racine ventrale de la moelle épinière pour ensuite former une fibre nerveuse en s’associant à d’autres axones.
- Réponse musculaire
Les synapses qui relient les fibres nerveuses aux fibres musculaires sont des synapses neuro-musculaires, elles forment une jonction neuro-musculaire (ou plaque motrice) entre le nerf et le muscle. La réception du message à ce niveau entraine la contraction des fibres musculaires et donc l’extension de la jambe (coup de pied).
Fonctionnement coordonné des réflexes : les muscles antagonistes
Pour empêcher que deux muscles antagonistes ne se contractent en même temps, le neurone sensitif afférent va en plus stimuler un interneurone inhibiteur au niveau de la substance grise de la moelle épinière qui va ainsi inhiber le neurone moteur efférent relié au muscle antagoniste (l’ischio-jambier dans ce cas), ce qui empêchera sa contraction.
Il y a donc deux boucles neuroniques :
- Le réflexe myotatique qui consiste en la stimulation d'un motoneurone qui entraine la contraction d’un muscle : c’est une voie monosynaptique car une seule synapse joue un rôle.
- Une seconde boucle qui consiste en l'inhibition d'un autre motoneurone qui entraine le relâchement du muscle antagoniste, c’est une voie polysynaptique (bisynaptique en l'occurrence) puisqu’elle fait intervenir deux synapses.
Cela permet une réponse coordonnée pour empêcher la contraction simultanée de deux muscles antagonistes.
