Les réflexes

Les réflexes mettent en jeu différents éléments qui constituent l’arc-réflexe.

À partir d’une sensation de départ (stimulus) captée par un récepteur sensoriel, un message nerveux codé en potentiels d’action est élaboré. Il circule dans les neurones sensoriels jusqu’au centre nerveux (corne dorsale de la moelle épinière) où se produit le relais synaptique sur le neurone-moteur.

Celui-ci conduit le message nerveux jusqu’à la synapse neuromusculaire, qui met en jeu l’acétylcholine.

La formation puis la propagation d’un potentiel d’action dans la cellule musculaire entraînent l’ouverture de canaux calciques à l’origine d’une augmentation de la concentration cytosolique en ions calcium, provenant du réticulum sarcoplasmique pour les muscles squelettiques. Cela induit la contraction musculaire et la réponse motrice au stimulus.

Activité : commande nerveuse et réflexe achilléen

Activité : le circuit nerveux du réflexe myotatique

Protocole : enregistrement du réflexe myotatique

TP : mode d’action du curare sur la synapse neuromusculaire

Chapitre : les réflexes

I – Le réflexe myotatique

A – Définition et rôle

En percutant légèrement le tendon qui relie le muscle à l’os, on observe une réaction de contraction du muscle en réponse à son propre étirement : c’est le réflexe myotatique. Ce réflexe participe au tonus musculaire. En effet, les muscles sont en permanence en tension, ce qui permet au corps de s’opposer à l’action de la gravité.

B – Coordination musculaire

Lors du réflexe myotatique, la contraction d’un muscle en réponse à son étirement s’accompagne du relâchement du muscle antagoniste.

C – Rôle du système nerveux central

Chez les personnes atteintes de lésions du cerveau ou de la moelle épinière, le réflexe est perturbé, ce qui montre que le système nerveux central intervient dans la réalisation du réflexe myotatique.

Le délai entre la stimulation du tendon et la réponse du muscle met en évidence un aller-retour du message par voie nerveuse entre le muscle et la moelle épinière.

Le test médical des réflexes permet de s’assurer du bon fonctionnement des centres nerveux.

II – Les voies nerveuses impliquées

A – Nerfs reliant muscles et moelle épinière

Les muscles sont reliés à la moelle épinière par des nerfs qui contiennent les prolongements des neurones, dendrites ou axones.

B – Voies afférentes et efférentes

Les expériences de section montrent qu’il existe des neurones afférents, sensitifs, passant par la racine dorsale, et des neurones efférents, moteurs, passant par la racine ventrale.

C – Le fuseau neuromusculaire

Les dendrites des neurones sensitifs sont connectées à des cellules musculaires modifiées, ce qui constitue le fuseau neuromusculaire.

Cette structure assure une fonction de récepteur sensitif sensible à l’étirement.

D – Transmission du message nerveux

À partir du corps cellulaire du neurone sensitif situé dans le ganglion spinal de la racine dorsale du nerf, un axone se projette sur le corps du neurone moteur situé dans la corne ventrale de la moelle épinière.

Ce motoneurone se prolonge par un axone qui établit des jonctions neuromusculaires avec plusieurs cellules musculaires.

E – Inhibition du muscle antagoniste

En plus des synapses excitatrices, les motoneurones reçoivent également des synapses inhibitrices. C’est par cet intermédiaire que les motoneurones du muscle antagoniste sont inhibés lors d’un réflexe.

III – Le message nerveux : potentiel d’action et codage

A – Potentiel de repos et potentiel d’action

Une microélectrode placée dans une cellule permet d’enregistrer une différence de potentiel électrique entre l’intérieur de la cellule, négatif, et l’extérieur de la cellule, positif.

Les cellules maintiennent une différence de répartition des ions de part et d’autre de la membrane plasmique.

Sur les neurones, ce potentiel peut brusquement s’inverser avant de revenir à son état initial. Cette dépolarisation locale de la membrane est appelée potentiel d’action.

Un potentiel d’action peut se propager de proche en proche, le long des dendrites et des axones.

B – Codage en fréquence

L’enregistrement des potentiels d’action sur les fibres nerveuses connectées au muscle montre que l’intensité du stimulus et l’intensité de la réponse musculaire sont codées en fréquence de potentiels d’action.

IV – La synapse et la transmission du message nerveux

A – Organisation de la synapse

Les zones de contact entre deux neurones ou entre un neurone et une cellule musculaire forment une structure particulière, appelée synapse.

Dans la cellule pré-synaptique, de nombreuses vésicules occupent le bouton synaptique. Chaque vésicule est remplie d’un neurotransmetteur.

B – Libération et réception du neurotransmetteur

À l’arrivée d’un potentiel d’action dans le bouton synaptique, les vésicules fusionnent avec la membrane plasmique et libèrent le neurotransmetteur dans la fente synaptique.

Celui-ci diffuse dans la fente synaptique, se fixe sur le neurone post-synaptique et déclenche le départ d’un potentiel d’action.

C’est la quantité de neurotransmetteurs libérée qui détermine la dépolarisation de la cellule post-synaptique : il y a donc un codage biochimique en concentration du message nerveux lors du franchissement de la synapse.

V – Le cas particulier de la jonction neuromusculaire

A – Rôle de l’acétylcholine

Dans le cas de la jonction neuromusculaire, le neurotransmetteur est l’acétylcholine. La fixation d’une quantité suffisante d’acétylcholine sur la cellule musculaire déclenche la propagation d’un potentiel d’action le long de la cellule.

B – Dépolarisation et contraction musculaire

La dépolarisation de la cellule musculaire provoque l’ouverture de canaux calciques et la libération d’ions Ca²⁺ dans le cytosol à partir du réticulum sarcoplasmique.

Les ions Ca²⁺ se fixent sur les myofibrilles, ce qui entraîne leur contraction.

Chapitre : les réflexes

I. Réflexe myotatique

• Définition : contraction d’un muscle après percussion de son tendon (réponse à étirement).

• Rôle : maintien du tonus musculaire (équilibre face à la gravité).

• Coordination : contraction muscle + relâchement antagoniste.

• Système nerveux central : moelle épinière impliquée (délai = aller-retour nerveux).

• Test médical des réflexes = contrôle du bon fonctionnement nerveux.

II. Voies nerveuses impliquées

• Nerfs = prolongements de neurones reliant muscles ↔ moelle.

• Afférents sensitifs : racine dorsale.

• Efférents moteurs : racine ventrale.

• Fuseau neuromusculaire = récepteur de l’étirement.

• Transmission : neurone sensitif (ganglion spinal) → motoneurone (corne ventrale) → fibres musculaires.

• Inhibition du muscle antagoniste via synapses inhibitrices.

III. Message nerveux

• Potentiel de repos : intérieur cellule négatif.

• Potentiel d’action : inversion locale → dépolarisation → propagation le long des neurones.

• Codage en fréquence : intensité du stimulus = fréquence des potentiels d’action.

IV. Synapse & transmission nerveuse

• Organisation : bouton pré-synaptique avec vésicules de neurotransmetteurs.

• Libération : arrivée PA → fusion vésicules → neurotransmetteur libéré → fixation post-synaptique → nouveau PA.

• Codage biochimique = quantité de neurotransmetteurs libérés.

V. Jonction neuromusculaire

• Neurotransmetteur : acétylcholine.

• Fixation → PA dans cellule musculaire.

• Dépolarisation → ouverture canaux calciques → libération Ca²⁺ → fixation sur myofibrilles → contraction.

Animation : sommation temporelle

Animation : communication neuronale

• Neurologue (Bac+11 minimum) : médecin spécialiste du système nerveux. Il diagnostique et traite les maladies et lésions affectant les nerfs, la moelle épinière ou le cerveau. L’examen des réflexes fait partie de ses outils cliniques de base.

• Kinésithérapeute (Bac+5 minimum) : professionnel de santé qui rééduque les patients souffrant de troubles moteurs. Il utilise les réflexes et la plasticité neuromusculaire pour restaurer force, tonus et coordination.

• Technicien·ne en électrophysiologie (Bac+2/3 minimum) : il enregistre et analyse l’activité électrique des nerfs et des muscles (potentiels d’action, réflexes). Ses mesures aident au diagnostic des pathologies neuromusculaires.

Quiz de révision

• Pourquoi les réflexes sont-ils indispensables à la survie des êtres vivants ?

• Les réflexes peuvent-ils être modifiés ou supprimés par l’apprentissage ?

• Comment certaines maladies (sclérose en plaques, Parkinson, lésions médullaires) perturbent-elles les réflexes ?

• Les réflexes conditionnés (Pavlov) peuvent-ils être considérés comme de véritables réflexes biologiques ?

• Quelle est la part des réflexes dans la pratique sportive (réactions rapides, automatismes) ?

• Étudier les réflexes animaux peut-il nous aider à concevoir de meilleurs robots autonomes ?