Annale – Mécanismes nerveux et mouvement volontaire

Synapse neuro-neuronique

Dans le cours précédent, nous avons décrit et expliqué le réflexe myotatique et en parlant du circuit monosynaptique nous avons abordé la notion de synapse. Ce cours ainsi que le schéma ci-dessous développe cette notion, et en particulier le cas de la synapse neuro-neuronique.

 

 

 

En bleu, on retrouve le neurone sensitif (neurone A) évoqué dans le cours sur le réflexe myotatique qui, au niveau de la moelle épinière, transmet le message issu du stimulus à un neurone moteur, en vert (neurone B). Ce schéma se focalise sur la synapse entre deux neurones, appelée neuro-neuronique. Il peut également exister des synapses neuro-musculaires, comme dans le cas de la synapse entre le motoneurone et le muscle à stimuler.

 

Ici, la synapse est le lieu de rencontre entre deux neurones. On parle de bouton présynaptique pour parler de l’extrémité du neurone A au niveau de la synapse, et de bouton postsynaptique pour parler de l’extrémité du neurone B au même niveau.

Le bouton présynaptique a pour particularité de contenir de nombreuses vésicules remplies de neurotransmetteurs (en forme de triangle sur le schéma), tandis que le bouton postsynaptique possède de nombreux récepteurs aux neurotransmetteurs (forme complémentaire à celle du neurotransmetteur).

Tout d’abord, il faut comprendre que le message nerveux est de nature électrique. Il se traduit en fait par une succession de potentiels d’actions.

Hors programme : Pour approfondir un peu sur le potentiel d’action, un petit schéma est proposé à gauche des neurones. Comme on peut le voir, un potentiel d’action est un phénomène périodique, débutant par une dépolarisation (on s’éloigne de la valeur consigne), continuant par une repolarisation (on se rapproche de la valeur consigne) et se terminant par une hyperpolarisation (on s’éloigne de nouveau de la valeur consigne, mais dans le sens opposé à la première fois). Ce phénomène est dû à des entrées et sorties d’ions (dépolarisation : entrée d’ions Na+, repolarisation : sortie d’ions K+, hyperpolarisation : sortie d’ions Ca2+).

Le potentiel d’action, en arrivant au niveau du bouton présynaptique, entraîne l’ouverture de canaux calciques (Ca2+). Le calcium entrant provoque une migration des vésicules contenant les neurotransmetteurs, qui sont alors libérés dans la fente synaptique. Puis, les neurotransmetteurs se fixent sur les récepteurs présents tout au long du bouton postsynaptique. Sur le schéma, on peut remarquer que ce bouton est particulièrement invaginé (il fait de nombreux replis). Cela permet tout simplement d’augmenter le nombre de récepteurs, et donc le nombre neurotransmetteurs pouvant se fixer.

La fixation des neurotransmetteurs permet leur internalisation au sein du bouton postsynaptique, au sein de vésicules. S’il y a suffisamment de vésicules, cela entraîne une dépolarisation de la membrane, et donc recrée le potentiel d’action. Le message nerveux est ainsi transmis à un nouveau neurone, de nouveau sous forme électrique 

 

Résumé

 

Il y a un message nerveux électrique sous forme de potentiels d’actions, circulant le long d’une fibre nerveuse, qui est transformé au niveau d’une synapse en message chimique, puis retransformé à la fin de cette synapse en message électrique, donc de nouveau sous forme de potentiels d’actions.

Attention, l’espace entre les deux boutons pré et postsynaptique est appelé fente synaptique et fait autour de 40 nm. La synapse, elle, est en fait l’ensemble formé des deux boutons et de la fente.

Le réflexe myotatique

Ce cours vise à mieux comprendre ce qu’est le réflexe myotatique et comment il fonctionne. Il consiste en la contraction d’un muscle en réponse à son propre étirement.

Le schéma ci-dessous (qu’il faut savoir refaire) résume les étapes du réflexe myotatique.

 

 

Pourquoi nommer ce schéma « le circuit monosynaptique de l’arc réflexe myotatique » ?

Monosynaptique, c’est tout simplement car il se concentre sur une seule et unique synapse.

Dans le cadre du réflexe myotatique tout commence par un stimulus. Ce stimulus peut être un coup de marteau au niveau d’un tendon, par exemple. Dans ce schéma, le tendon n’est pas représenté mais l’extrémité du muscle qui subit le stimulus, oui. Ce dernier étire les fibres musculaires, et en particulier les fibres du fuseau neuromusculaire, qui sont entourées par la dendrite d’un neurone sensitif.

Au niveau de ce fuseau, l’action mécanique est transformée en message nerveux électrique qui est lui-même acheminé le long d’une fibre nerveuse, qu’on appelle fibre sensitive afférente.

La fibre sensitive afférente continue jusqu’au niveau du centre nerveux : la moelle épinière. À cet endroit se trouvent le corps cellulaire du neurone ainsi que son axone, qui transmet ensuite, via une synapse, le message nerveux à un nouveau neurone.

Ce nouveau neurone est appelé motoneurone (ou neurone moteur). Il émet via son axone un message nerveux moteur vers le muscle stimulé, et en particulier vers la jonction neuromusculaire. Ce message entraîner une contraction du muscle.

 

En résumé, il y a donc :

– Étape 1 : Stimulus

– Étape 2 : Transmission du message nerveux sensitif

– Étape 3 : Relais synaptique vers un motoneurone

– Étape 4 : Transmission du message nerveux électrique par le motoneurone vers le muscle effecteur

– Étape 5 : Contraction du muscle

 

Pour finir, on peut évoquer les légendes du schéma et en particulier les substances blanches et grises. Pour rappel, la substance blanche contient essentiellement des fibres entourées de graines de myéline. La substance grise contient les corps cellulaires.

Autre point important : la distinction entre dendrite et axone. Elle n’est pas vraiment visuelle, puisque les dendrites, bien qu’en général très longues, peuvent aussi être très courtes. Comment s’y repérer ? En étudiant le sens du message nerveux. Au niveau d’une dendrite, le message nerveux arrive, tandis qu’au niveau de l’axone, il repart. De plus, un neurone n’a toujours qu’un seul axone, alors qu’il présente plusieurs dendrites.