Réflexe myotatique et réflexe de retrait

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : La communication nerveuse
Type : Restitution des connaissances | Année : 2012 | Académie : Sujet zéro
Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
 
Réflexe myotatique et réflexe de retrait

La communication nerveuse

Corrigé

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Ens. spécifique

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Sujet zéro

restitution des connaissances • 8 points

Cet exercice se présente sous la forme d’une question de synthèse et d’un QCM.

Question de synthèse

L’étirement d’un muscle stimule des capteurs, les fuseaux neuromusculaires.

> Indiquez les caractéristiques du message nerveux émis par l’un de ces capteurs puis véhiculé par la fibre nerveuse afférente et précisez comment ce message nerveux active un motoneurone de ce même muscle.

Question à choix multiple (QCM)

Quand on met la main sur un objet brûlant, un brusque retrait du membre a lieu : c’est un réflexe médullaire appelé réflexe de retrait.

> Indiquez, pour chaque item, la proposition exacte.

D’après le document, dans le réflexe de retrait :

1.a) Les neurones afférents ont leur corps cellulaire situé à un endroit différent de celui occupé par le corps cellulaire des neurones afférents du réflexe myotatique.

b) Les neurones afférents sont connectés aux motoneurones de la même façon que dans le réflexe myotatique.

c) Il y a deux endroits où un potentiel d’action provoque la libération d’un neuromédiateur par un neurone.

d) Un des neurotransmetteurs en jeu est l’acétylcholine.

2. a) Les potentiels d’action émis par le motoneurone ont une amplitude variable en fonction de l’intensité de la stimulation de la peau.

b) Le motoneurone représenté ne peut être stimulé que par des messages émis par les récepteurs cutanés.

c) Dans ce réflexe, capteurs et effecteurs ne sont pas localisés dans le même organe contrairement au réflexe myotatique.

d) La fréquence des potentiels d’action véhiculés par le motoneurone est invariable.

Document

Le réflexe de retrait

Schématisation, au niveau neuronique, de l’arc réflexe en jeu lors du réflexe de retrait.


Question de synthèse

  • Bien lire l’énoncé pour définir les limites de la question à traiter : ne pas aborder l’étude de l’organisation du muscle, des différents types de neurones et de la synapse neuromusculaire. Il s’agit d’une question portant sur quelques aspects physiologiques du réflexe myotatique et non d’une étude exhaustive de ce réflexe.
  • Construire la réponse selon le plan suggéré dans la question.
  • Bien faire la distinction entre messager et message.
  • Penser au codage du message nerveux en fréquence de potentiels d’action et du message chimique en concentration de neuromédiateur.
  • La réalisation de schémas, même si elle n’est pas demandée, contribue à clarifier votre exposé. Ne pas hésiter à les multiplier et éviter toutefois d’en faire la paraphrase écrite.

QCM

  • Ce QCM repose sur un document relatif à un réflexe non étudié, sans doute, en classe mais vous devez savoir lire l’arc réflexe qui en est le support.
  • Les propositions des items nécessitent la comparaison des informations extraites du document avec vos connaissances sur le réflexe myotatique.

Mobiliser ses connaissances

  • Le message nerveux est codé en fréquence de potentiels d’action.
  • Le réflexe myotatique est un réflexe monosynaptique.
  • Au niveau de la synapse, le message nerveux est traduit en un message chimique codé en concentration de neuromédiateur.
Corrigé

Question de synthèse

Introduction

  • Le réflexe myotatique est la contraction d’un muscle déclenchée par son étirement.
  • Les fuseaux neuromusculaires sont les capteurs qui détectent cet étirement et qui émettent un message afférent.
  • La fibre afférente issue du fuseau neuromusculaire appartient à un neurone (neurone en T), dont le corps cellulaire se trouve dans un ganglion rachidien.

Cette fibre est directement connectée au corps cellulaire et aux dendrites d’un motoneurone situés dans la corne antérieure de la substance grise de la moelle épinière (figure 1).


Figure 1 L’arc réflexe myotatique

  • Après avoir précisé les caractéristiques du message afférent, nous montrerons comment il stimule les motoneurones innervant le muscle.

I. Le message nerveux afférent émis
par un fuseau neuromusculaire

Potentiel de repos et potentiel d’action

  • Comme toutes les cellules, la fibre non stimulée présente une différence de potentiel (ddp) de part et d’autre de sa membrane : le potentiel de repos. Celui-ci est tel que l’intérieur de la fibre est chargé négativement par rapport à l’extérieur (ddp de l’ordre de – 70 mV).
  • La fibre afférente réagit à l’étirement du fuseau en émettant des potentiels d’action (PA) : un potentiel d’action (figure 2) se caractérise par une inversion brusque du potentiel de repos qui retrouve ensuite sa valeur initiale. Sa durée est de 1 à 2 millisecondes, son amplitude absolue de 100 mV.

Figure 2 Le potentiel d’action

Le message nerveux

  • L’amplitude du potentiel d’action est invariable et ne traduit donc pas l’intensité de l’étirement ; elle ne change pas d’un bout à l’autre de sa propagation : le PA qui arrive au motoneurone est le même que celui qui est né au niveau du fuseau.
  • Lors de sa stimulation, la fibre afférente émet des PA à une fréquence d’autant plus élevée que l’étirement est fort.
  • Un potentiel d’action isolé ne code pas l’intensité du stimulus.
  • Le codage du message nerveux se fait en fréquence de potentiels d’action d’amplitude constante.

II. La stimulation du motoneurone par le message afférent

La connexion neurone afférent – neurone moteur

  • L’extrémité d’un neurone afférent (neurone en T), provenant d’un fuseau neuromusculaire, entre dans la substance grise de la moelle épinière et établit de nombreux contacts avec un neurone efférent (motoneurone) innervant le même muscle (figure 1).

Chacun de ces contacts est une synapse neuro-neuronique (figure 3).

  • Structuralement, la synapse est polarisée. On y reconnait trois régions : une région présynaptique (extrémité de la fibre afférente = bouton synaptique) riche en vésicules synaptiques contenant une substance chimique, le neuromédiateur (ou neurotransmetteur), un espace (ou fente) synaptique et une région postsynaptique qui ne possède pas de vésicule.

Figure 3 La synapse neuro-neuronique

Le fonctionnement de la synapse

  • L’arrivée d’un message afférent codé en fréquence de potentiels d’action provoque la libération de neuromédiateur. Chaque PA présynaptique déclenche l’exocytose d’un certain nombre de vésicules synaptiques qui libèrent des molécules de neuromédiateur dans l’espace synaptique. Ces molécules se fixent sur des récepteurs membranaires de la membrane postsynaptique : le neuromédiateur est le stimulus chimique de l’élément postsynaptique, le motoneurone.
  • Le message afférent codé en fréquence de PA est donc traduit en un message chimique codé en quantité de neuromédiateur secrété par la région présynaptique. Ce message chimique est à son tour traduit en un message codé en fréquence de PA, d’autant plus élevée que la concentration de neuromédiateur est importante, donc que la fréquence du message afférent est grande.

Conclusion

  • Toutes les cellules présentent un potentiel de repos, différence de potentiel de part et d’autre de leur membrane.
  • Les neurones, cellules excitables, émettent des potentiels d’action lorsqu’ils sont stimulés. Le message nerveux au niveau d’une fibre est codé en fréquence de PA. Le message afférent est traduit, au niveau d’une synapse en un message chimique codé en quantité de neuromédiateur stimulant le motoneurone postsynaptique qui le traduit à son tour en un message nerveux codé en fréquence de PA.
  • Les synapses sont des zones très sensibles dont le fonctionnement peut être perturbé par diverses substances pharmacologiques.

Question à choix multiple (QCM)

Notez bien

À l’examen, on ne vous demande pas de justifier vos choix

1. L’affirmation d) est exacte.

a) Faux. Dans les deux cas, les corps cellulaires sont situés dans le ganglion rachidien.

b) Faux. Dans ce réflexe, le neurone afférent est connecté au motoneurone par l’intermédiaire d’un interneurone.

c) Faux. Aux deux synapses interneuroniques et à la jonction (synapse) neuromusculaire.

2. L’affirmation c) est exacte : les capteurs sont cutanés et l’effecteur est musculaire.

a) Faux. L’amplitude du potentiel d’action est invariable.

b) Faux. Ce motoneurone peut aussi être stimulé par des messages venant du cortex moteur ou des fuseaux neuromusculaires du muscle fléchisseur qu’il innerve.

d) Faux. La fréquence des potentiels d’action varie en fonction de l’intensité du stimulus.