Exercice 1 - Première proposition · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Métropole 2 remplacement 2022

Expliquer, dans le cas d'un mouvement volontaire, comment une succession de messages de natures différentes peut aboutir au raccourcissement d'une cellule musculaire.

Réponse : Un devoir bien structuré comprend : 1. Introduction : - Définition du mouvement volontaire commandé par le système nerveux central. - Problématique : quelle est la chaîne des événements et la nature des différents messages permettant de passer d'une commande centrale au raccourcissement d'une fibre musculaire ? - Annonce du plan. 2. De la commande motrice corticale au motoneurone médullaire : - *Origine du message :* Le cortex moteur primaire élabore le message nerveux moteur sous forme de potentiels d'action (PA). Le message électrique est codé en fréquence de potentiels d'action. - *Trajet :* Les axones des neurones pyramidaux descendent par les voies motrices, croisent la ligne médiane au niveau du bulbe rachidien, puis cheminent dans la moelle épinière. - *Relais synaptique dans la moelle :* Synapse neuro-neuronique entre le neurone pyramidal et le motoneurone dans la corne antérieure. Le message électrique est converti en message chimique (libération de neurotransmetteurs dans la fente synaptique), codé en concentration de neurotransmetteur, puis régénéré en message électrique le long de l'axone du motoneurone. 3. La transmission neuromusculaire : - L'axone du motoneurone innerve plusieurs fibres musculaires (unité motrice) au niveau de la synapse neuromusculaire (ou plaque motrice). - L'arrivée des potentiels d'action entraîne l'entrée d'ions $\mathrm{Ca}^{2+}$ dans la terminaison présynaptique, déclenchant l'exocytose d'acétylcholine (Ach). - L'acétylcholine diffuse et se lie à des récepteurs spécifiques de la membrane de la cellule musculaire (sarcolemme). - Cette liaison ouvre des canaux ioniques et déclenche un potentiel d'action musculaire qui se propage le long de la membrane plasmique et dans les tubules transverses (tubules T). 4. Du signal électrique musculaire au raccourcissement cellulaire : - La dépolarisation des tubules T provoque l'ouverture de canaux calciques du réticulum sarcoplasmique, entraînant une libération massive d'ions $\mathrm{Ca}^{2+}$ dans le sarcoplasme. - La fixation des ions $\mathrm{Ca}^{2+}$ sur les protéines régulatrices démasque les sites de liaison de l'actine pour les têtes de myosine. - En présence d'ATP, les têtes de myosine pivotent, ce qui fait glisser les myofilaments fins d'actine entre les filaments épais de myosine vers le centre du sarcomère. - Les sarcomères se raccourcissent, ce qui conduit au raccourcissement global de la cellule musculaire (et donc à la contraction). 5. Conclusion : - Bilan récapitulant la succession des messages : Électrique (cortex) $\rightarrow$ Chimique (synapse médullaire) $\rightarrow$ Électrique (motoneurone) $\rightarrow$ Chimique (acétylcholine) $\rightarrow$ Électrique (sarcolemme) $\rightarrow$ Chimique/ionique ($\text{Ca}^{2+}$) $\rightarrow$ Mécanique (glissement des myofilaments).