Exercice — dans l'esprit des sujets du bac
Le réflexe myotatique est la contraction réflexe d'un muscle en réponse à son propre étirement. On étudie ce réflexe chez un animal et on réalise, sur le nerf reliant le muscle à la moelle épinière, une série de sections et de stimulations. On rappelle que ce nerf contient des fibres afférentes (racine dorsale) et efférentes (racine ventrale).
- Expérience 1 — étirement du muscle, arc intact : contraction du muscle (réflexe présent).
- Expérience 2 — section de la racine dorsale puis étirement : aucune contraction.
- Expérience 3 — section de la racine ventrale puis étirement : aucune contraction.
- Expérience 4 — après section de la racine ventrale, stimulation directe du bout périphérique de cette racine : contraction du muscle.
- Énumérer, dans l'ordre, les cinq éléments constitutifs de l'arc réflexe myotatique.
- Interpréter les expériences 2 et 3. Quelle est la fonction de chaque racine ?
- Interpréter l'expérience 2 (racine dorsale).
- Interpréter les expériences 3 et 4 (racine ventrale).
- Établir le trajet complet du message nerveux depuis le récepteur jusqu'à l'effecteur.
- Ce réflexe est dit monosynaptique. Que signifie ce terme et où se situe la synapse mise en jeu ?
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1. Cinq éléments de l'arc réflexe myotatique, dans l'ordre : (1) récepteur — fuseau neuromusculaire (sensible à l'étirement) ; (2) voie afférente (sensitive) — neurone en T, axone entrant par la racine dorsale ; (3) centre nerveux — moelle épinière (substance grise) ; (4) voie efférente (motrice) — motoneurone, axone sortant par la racine ventrale ; (5) effecteur — muscle strié squelettique.
2.(a) Expérience 2 : après section de la racine dorsale, l'étirement du muscle ne provoque plus de contraction. Le message sensitif issu du fuseau ne peut plus atteindre la moelle : la racine dorsale est donc afférente (sensitive).
2.(b) Expérience 3 : après section de la racine ventrale, l'étirement n'entraîne plus de contraction — la commande motrice ne rejoint plus le muscle. Expérience 4 : la stimulation du bout périphérique de cette racine sectionnée provoque la contraction : la racine ventrale conduit donc le message efférent (moteur). Sur cette voie, le message se propage sous forme d'un potentiel d'action : c'est un phénomène électrique d'amplitude maximale qui ne peut être qu'un PA.
3. Trajet complet : étirement → fuseau neuromusculaire → fibre afférente (racine dorsale) → moelle épinière (synapse unique) → motoneurone (racine ventrale) → plaque motrice. Suite au dépôt du neurotransmetteur (acétylcholine) dans la fente de la plaque motrice, la membrane musculaire se dépolarise → contraction du muscle.
4. Monosynaptique signifie qu'il n'existe qu'une seule synapse centrale, entre le neurone afférent et le motoneurone, dans la substance grise de la moelle. Cette synapse est excitatrice (le message afférent dépolarise le motoneurone et peut y déclencher un PA). C'est ce qui rend le réflexe myotatique particulièrement rapide et stéréotypé.