Les éléments du réflexe

Il existe un lien entre l’œil et le muscle : c’est le système nerveux.

Les récepteurs sensoriels sont à l’origine de messages nerveux sensitifs transportés par les nerfs sensitifs jusqu’aux centres nerveux.

Ces derniers analysent l’information reçue et enclenchent un message nerveux moteur transporté par un nerf moteur jusqu’aux organes effecteurs du mouvement à l’origine de la réponse. Cette communication est très rapide:

Les mouvements peuvent être volontaires ou réflexes. 

Cette réponse dépend de la force du stimulus et de l’état du sujet : les réflexes peuvent être exacerbés, c’est-à-dire augmentés (contraction forte même si le stimulus est faible), ou au contraire amoindris voire même absents. 

Sur chaque membre, on observe des couples de muscles dits antagonistes car chacun est chargé d’un mouvement opposé au mouvement créé par l’autre muscle comme par exemple le mouvement de flexion opposé au mouvement d’extension. Ainsi les muscles antagonistes ne doivent et ne peuvent se contracter en même temps. L’enregistrement de leur activité électrique le prouve.  

Les réflexes interviennent dans le maintien de la posture.

Ainsi pour maintenir le corps en position verticale permanente, les muscles antagonistes présentent des contractions régulières et alternes permettant de stabiliser l’organisme. On parle de tonus musculaire.  

Pour le déterminer, il suffit d’étudier la vitesse de réalisation d’un réflexe myotatique.

On sait qu’un stimulus déclenche la naissance d’un message nerveux sensoriel qui circule dans un nerf sensitif. Ce message va être analysé par un centre nerveux qui à son tour émettra un message nerveux moteur circulant dans un nerf moteur et qui est responsable de la réponse de l’organe effecteur en l’occurrence le muscle. 

Les deux centres nerveux existants qui pourraient être impliqués dans ce réflexe myotatique ne sont pas situés à la même distance. Cette distance est bien évidemment plus courte dans le cas de la moelle épinière que dans le cas de l’encéphale. Les distances tendon d’Achille-moelle épinière et tendon d’Achille-encéphale varient selon la taille du sujet. 

Ainsi, la vitesse de circulation des messages nerveux étant connue (50 m. s-1), en mesurant le temps de réaction du muscle extenseur du pied suite à son propre étirement, on pourra calculer la distance parcourue par les messages (v =d/t ) et ainsi déterminer quel centre nerveux est impliqué dans ce réflexe.

Pour pouvoir déterminer cette distance, il va falloir avant tout déterminer le délai « t » entre le choc du marteau sur le tendon d’Achille c’est-à-dire le stimulus et la réponse du muscle.   

Pour cela, il faut utiliser un système ExAO sur un cobaye. À l’aide d’électrodes disposées sur le muscle extenseur du pied et d’un marteau médical, tous connectés à l’ordinateur, on peut enregistrer l’activité électrique du muscle sur une période de 1 seconde.

L’enregistrement se déclenche au moment du choc sur le tendon, choc enregistré par le marteau connecté. Sur cet enregistrement, le délai de réponse est de 25 ms. La vitesse de circulation des messages nerveux étant de 50 m.s-1, on peut calculer la distance parcourue par le message nerveux sensitif et le message nerveux moteur.

Si

Or il y a eu un trajet aller et un trajet retour. Ainsi la distance entre le lieu du choc et le centre nerveux est donc de 1.25/2 soit environ 0.63 m.

Le médecin français François Magendie a réalisé en 1822 des expériences de section des nerfs rachidiens. Il en a tiré l’organisation du réflexe achilléen. À cette époque, il ne pouvait pas enregistrer l’activité électrique : il se contentait d’observer la réponse de l’animal testé. 

Aujourd’hui on peut reconstituer ses expériences en enregistrant l’activité électrique des muscles (électromyogramme).

On constate que quand on sectionne la racine dorsale, il y a perte de sensibilité : on suppose que la fibre sensitive passe par la racine dorsale.

On constate que quand on sectionne la racine ventrale, il y a perte de motricité : on suppose que la fibre motrice passe par la racine ventrale.

On constate que quand on sectionne le nerf, il y a perte de motricité et de sensibilité : on suppose que le nerf rachidien (sortant de la colonne vertébrale) contient à la fois des fibres sensitives afférentes et des fibres motrices efférentes.

On constate que quand on sectionne la racine dorsale puis que l'on stimule chaque partie du nerf, seule la stimulation de la partie du nerf côté moelle épinière provoque une activité musculaire et donc transmet une information. On en déduit que les messages circulent du ganglion vers la moelle épinière puis en direction du muscle. Cela confirme notre observation précédente que la racine ventrale transmet des messages moteurs.

On constate que quand on sectionne la racine ventrale puis que l'on stimule chaque partie du nerf, seule la stimulation de la partie du nerf côté muscle provoque une activité musculaire et donc transmet une information. On en déduit que les messages moteurs circulent de la moelle épinière vers le muscle. Cela confirme notre observation précédente.

On constate que quand on sectionne le nerf rachidien puis que l'on stimule chaque partie du nerf côté moelle épinière, aucune activité électrique du muscle n'est enregistrée. Cela signifie bien que par le nerf circulent les messages sensitifs et moteurs.

Ce circuit est en réalité composé de 2 neurones.

Le fuseau neuromusculaire est un mécanorécepteur constitué de fibres musculaires modifiées et de prolongements neuronaux. Disposé parallèlement aux fibres du muscle, il est sensible à l'allongement de celui-ci, et traduit un stimulus mécanique en un message nerveux. C’est donc un récepteur sensoriel lié aux informations sur les postures et les mouvements venant des muscles et des articulations : on parle de récepteur proprioceptif. 

Comme les principaux neurones du système nerveux central, ce motoneurone est un neurone multipolaire : il possède de nombreuses dendrites et un axone.

Son corps cellulaire est situé dans la partie antérieure de la substance grise de la moelle épinière située du même côté du corps que le membre détenant le muscle étiré. La moelle épinière est située dans le canal vertébral, protégée par les vertèbres et des membranes, les méninges.  

Le messager chimique libéré par la synapse va se fixer sur des récepteurs présents sur la membrane de la cellule musculaire et provoquer, lors de sa fixation, la contraction de celle-ci.

Un nerf sortant de la moelle épinière s’appelle un nerf rachidien. Il y en a au total 62 soit 31 paires : une paire par segment de moelle épinière. 

Chaque nerf rachidien possède 2 racines connectées à la moelle épinière :