Thème 3.A : Comportement, mouvement et système nerveux

« Thème 3.A : Comportement, mouvement et système nerveux Chapitre 1 : Les reflexes I) Quels sont les caractéristiques du reflexe myotatique ? La réponse reflexe du muscle se manifeste par une modification de l’état électrique du muscle consistant en une seule oscillation. Dans le cas d’un reflexe myotatique cette contraction est involontaire (se produit après un bref délai qui suit le stimulus).

La répétition de ce même stimulus montre que la réponse reflexe est stéréotypée.

C’est-à-dire que l’amplitude de la réponse et le temps de latence reste le même. Reflexe myotatique => contraction involontaire d’un muscle et un stimulus qui est son propre étirement. Schéma de l’arc reflexe II) Quelles sont les structures nerveuses du reflexe myotatique ? La moelle épinière (centre nerveux) logée dans la colonne vertébrale est composée de 2 parties : - La substance grise centrale contenant les corps cellulaires La substance blanche périphérique contenant les axones Les neurones sont le support cellulaire du reflexe myotatique :  Neurones afférents (en T) ont leur corps cellulaire dans les ganglions des racines dorsales de la moelle épinière.

Leurs extrémités sont en liaison avec les récepteurs sensoriels appelés les fuseaux neuromusculaires.

Ces neurones véhiculent l’information sensorielle du fuseau à la moelle.

Enfin, leurs terminaisons axoniques se trouvent dans la substance grise.  Neurones efférents (motoneurone) ont leur corps cellulaire dans la substance grise de la moelle épinière.

Ils véhiculent l’information motrice en empruntant la racine ventrale et en aboutissant sur les fibres musculaires effectrices. Le circuit nerveux du reflexe myotatique fait donc intervenir successivement :  Des récepteurs sensoriels, fuseaux neuromusculaires, dans les muscles et tendons à l’origine du message nerveux.  Des fibres nerveuses sensitives afférentes dans un nerf rachidien conduisant le message nerveux vers le centre nerveux.  Le centre nerveux traitant le message nerveux sensitif en un message moteur.  Des fibres nerveuses motrices dans le nerf rachidien conduisant le message nerveux efférent vers les muscles.  Un organe effecteur, le muscle, dont les fibres se contractent à la réception du message. Ce circuit neurotique est dit monosynaptique car le neurone moteur et sensitif sont connectés directement par une synapse unique.

Il est dit excitateur car cette synapse permet la naissance d’un message nerveux moteur à l’origine de la contraction musculaire. III) Quelle est la nature du message nerveux dans les neurones ? Au repos, la membrane de toutes les cellules possède un potentiel électrique basal => potentiel de repos (-70mV). La stimulation d’un axone fait apparaître un signal nerveux correspondant à une inversion brutale et transitaire du potentiel de membrane au repos => potentiel d’action. La phase de dépolarisation correspond à la variation du potentiel de 100mV (de -70 à +30mV) entre le moment du stimulus et le potentiel d’action. La phase de repolarisation permet à la membrane de revenir à son potentiel de repos. Il constitue le signal électrique élémentaire des messages nerveux et possède 3 caractéristiques : - Obéit à la loi du tout ou rien, si le seuil de dépolarisation n’est pas atteint (-50mV), le potentiel d’action n’apparaît pas. Si le seuil de dépolarisation est atteint l’amplitude du P.A est maximal et ne varie pas quelque soit l’intensité de la stimulation. Il se propage de manière automatique le long de la fibre nerveuse sans atténuation et en conservant toutes ces caractéristiques. Schéma d’un potentiel d’action L’intensité du message nerveux est codée en fréquences de potentiel d’action.

Ainsi quand l’intensité de la stimulation augmente, la fréquence des potentiels d’action augmente, sans modification de l’amplitude. IV) Comment l’arrivée d’un message nerveux au niveau du muscle induit-il sa contraction ? Les neurones pour transmettre le message nerveux à d’autres cellules ou à des cellules musculaires effectrices passent par l’intermédiaire de synapse neuromusculaires. Au niveau d’une synapse l’information nerveuse électrique doit de manière unidirectionnelle traverser : - La membrane du 1er neurone => membrane pré-synaptique L’espace intercellulaire => fente synaptique La membrane du neurone suivant => membrane post-synaptique Le neurone pré-synaptique possède de nombreuses vésicules contenant des neurotransmetteurs libérés dans la fente synaptique.

Le message nerveux est ensuite traduit en message chimique codé en concentration de neurotransmetteurs.

Ces molécules se fixent sur des récepteurs spécifiques de la membrane post-synaptique. Plus la quantité de neurotransmetteurs libérés dans la fente synaptique est importante, plus la fréquence du potentiel d’action est importante dans la membrane post-synaptique.

Dans le cas de la synapse neuromusculaire le neurotransmetteur est l’acétylcholine. Le message nerveux est bioélectrique (chimique et électrique)  Molécules antagonistes des neurotransmetteurs peuvent empêcher le bon fonctionnement synaptique en bloquant par exemple les récepteurs post synaptiques : curare.  Molécules agonistes peuvent mimer l’action des neurotransmetteurs et amplifier, prolonger son action. Au niveau d’une plaque motrice (synapse neuromusculaire) l’arrivée de potentiel d’action provoque la libération d’acétylcholine. La fixation de ces neurotransmetteurs sur des récepteurs membranaires de la cellule musculaire induit une dépolarisation membranaire => potentiel d’action musculaire (PAM) Leur propagation entraîne l’ouverture.... »