Le message nerveux et la commande motrice des muscles

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Classe(s) : Tle S | Thème(s) : La communication nerveuse

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La contraction des muscles dépend des messages qui leur parviennent par l’intermédiaire de leur nerf moteur. Nous allons envisager ici les différentes étapes qui permettent de passer d’un message nerveux à la commande d’une fibre musculaire.

 

Découvrons d’abord quels sont les éléments mis en jeu.

· Le muscle est constitué de cellules ou fibres musculaires dont la contraction est commandée par un ensemble de motoneurones. Les corps cellulaires de ces motoneurones sont situés dans la moelle épinière et leurs axones constituent les fibres motrices des nerfs musculaires.

· Un motoneurone innerve plusieurs fibres musculaires : l’ensemble constitué par un neurone plus des fibres musculaires représente une unité motrice.

· Chaque fibre musculaire est innervée par une ramification de l’axone d’un motoneurone. La connexion entre neurone et cellule musculaire est assurée au niveau d’une synapse neuromusculaire encore appelée jonction neuromusculaire.

Examinons ensuite quelle est la nature du message nerveux.

· Toutes les cellules vivantes présentent une différence de potentiel de part et d’autre de leur membrane. Cette différence de potentiel est appelée potentiel transmembranaire de repos ou, plus simplement, potentiel de repos. Sa valeur est de – 70 millivolts environ, car l’intérieur de la cellule est polarisé négativement par rapport à l’extérieur.

· Le signal nerveux émis par un neurone est appelé potentiel d’action. Il correspond à un changement de polarité. Ce potentiel d’action, qui dure une à deux millisecondes, comprend une phase de dépolarisation, le potentiel passant de – 70 à + 30 millivolts, et une phase de repolarisation de + 30 à – 70 millivolts.

· Le potentiel d’action prend naissance au tout début de l’axone, près du corps cellulaire. Il se propage ensuite le long de cet axone jusqu’aux fibres musculaires de l’unité motrice tout en gardant exactement les mêmes caractéristiques.

Il nous faut maintenant comprendre comment le message émis par un motoneurone peut varier d’intensité.

· Les potentiels d’action émis par les motoneurones sont invariables. En effet, leur amplitude est constante, égale à 100 millivolts. Cette amplitude constante fait donc qu’un potentiel d’action ne peut pas coder l’intensité du message émis par un neurone.

· En fait un motoneurone n’émet pas un seul potentiel d’action mais un train de potentiels d’action. C’est la fréquence, c’est-à-dire le nombre de potentiels d’action par seconde, qui code l’intensité du message.

· Si on considère la commande nerveuse globale de la contraction musculaire, le message nerveux varie aussi en fonction du nombre d’unités motrices mobilisées donc du nombre de fibres nerveuses véhiculant le message.

Voyons maintenant comment la synapse neuromusculaire permet de passer d’un message nerveux à une contraction musculaire.

· Rappelez-vous que fibre musculaire et fibre nerveuse entrent en relation au niveau de la synapse. Dans cette synapse, on reconnaît trois éléments :

­ La région présynaptique, avec le bouton synaptique formé par l’extrémité de l’axone. Ce bouton est caractérisé par sa richesse en vésicules synaptiques.

­ La région postsynaptique, avec la plaque motrice limitée par la membrane de la cellule musculaire et dépourvue de vésicules.

­ Enfin, l’espace synaptique appelé aussi fente synaptique qui sépare les deux régions présynaptique et postsynaptique. Il n’y a donc pas continuité entre la fibre nerveuse et la fibre musculaire. On dit qu’elles sont contigües.

· L’arrivée d’un potentiel d’action au bouton synaptique déclenche l’exocytose d’un certain nombre de vésicules synaptiques. Ces vésicules libèrent dans l’espace synaptique des molécules d’un neuromédiateur qui est, dans le cas de la synapse neuromusculaire, l’acétylcholine.

· Les molécules d’acétylcholine se fixent sur des récepteurs membranaires de la fibre musculaire, récepteurs qui sont uniquement présents au niveau de la plaque motrice. Elles déclenchent la naissance d’un potentiel d’action musculaire qui provoque la contraction.