Exercice 1 - Première proposition · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Mayotte-Liban 2022 (jour 2)

Expliquer, lors d'un réflexe, les mécanismes qui permettent à la fois la contraction du muscle et son retour à l'équilibre après son brusque étirement.

Réponse : Introduction : Le réflexe myotatique est la contraction involontaire d'un muscle en réponse à son propre étirement. Il intervient dans le maintien de la posture (tonus musculaire). Il s'agit d'expliquer comment le système nerveux assure à la fois la contraction du muscle étiré et le retour à l'équilibre. 1. Détection de l'étirement et message sensitif : - La percussion du tendon rotulien étire brusquement le quadriceps (extenseur). - Les fuseaux neuromusculaires, récepteurs sensibles à l'étirement, génèrent des potentiels d'action (PA) dans les fibres sensitives Ia. Le corps cellulaire de ces fibres se trouve dans le ganglion rachidien de la racine dorsale. - Le message nerveux est codé en fréquence de PA. Plus l'étirement est fort, plus la fréquence augmente et plus le nombre de fibres sensitives recrutées est grand. - Le document le confirme : plus l'intensité du choc augmente, plus l'amplitude de l'EMG du quadriceps est grande (environ 1,35 ; 1,6 puis 1,9 UA). Davantage de motoneurones et d'unités motrices sont donc recrutés. 2. Le centre nerveux : la moelle épinière, arc réflexe monosynaptique : - Les fibres Ia entrent par la racine dorsale. Elles font synapse excitatrice directement avec les motoneurones α du quadriceps, dans la corne antérieure de la substance grise. - Le neurotransmetteur excitateur libéré crée des PPSE. Leur sommation spatiale et temporelle, au niveau du segment initial, déclenche des PA moteurs. - Le circuit ne comporte qu'une synapse centrale, d'où une latence courte (environ 40 ms entre le choc et le pic de l'EMG). 3. La contraction du muscle étiré : - Les PA moteurs, conduits par la racine ventrale, arrivent à la plaque motrice. Ils provoquent l'exocytose d'acétylcholine. - Sa fixation sur les récepteurs de la fibre musculaire entraîne une dépolarisation et la libération de Ca²⁺ par le réticulum sarcoplasmique. - Les myofilaments d'actine et de myosine glissent, en consommant de l'ATP. Le quadriceps se contracte et la jambe s'étend. 4. Inhibition de l'antagoniste et retour à l'équilibre : - Les fibres Ia activent aussi un interneurone inhibiteur dans la moelle. Celui-ci libère un neurotransmetteur inhibiteur (glycine), qui crée des PPSI hyperpolarisants sur les motoneurones du fléchisseur (biceps crural). - Le fléchisseur, qui ne reçoit plus de PA, se relâche et ne s'oppose pas à l'extension : c'est l'innervation réciproque (circuit polysynaptique). - La contraction du quadriceps le raccourcit, ce qui supprime l'étirement des fuseaux. Leur fréquence de décharge diminue, donc l'activité des motoneurones du quadriceps diminue aussi. L'inhibition du fléchisseur cesse. - Le muscle retrouve sa longueur et son tonus de repos, et l'articulation revient à sa position d'équilibre. Le réflexe se comporte ainsi comme une boucle de régulation de la longueur du muscle. Conclusion : Le réflexe myotatique repose sur trois mécanismes : - un récepteur (fuseau neuromusculaire) qui code l'étirement en fréquence de PA ; - un centre médullaire qui intègre ce message, en excitant de façon monosynaptique les motoneurones de l'agoniste et en inhibant ceux de l'antagoniste par un interneurone ; - un effecteur, le muscle, qui se contracte grâce à la jonction neuromusculaire. La diminution du message sensitif quand le muscle se raccourcit assure le retour à l'équilibre et le maintien de la posture.