Comment expliquer certains dysfonctionnements moteurs et la récupération parfois observée ?
Chapitre 1 : Le diagnostic d’un dysfonctionnement neuromusculaire.
Devant un malade consultant pour une douleur musculaire, des troubles de la motricité ou une paralysie, il est important de diagnostiquer l’origine du trouble moteur pour adapter le traitement.
Comment diagnostiquer et expliquer certains troubles moteurs?
T.1Diaporama1
(Diaporama illustrations issus du livre Belin édition 2012)
I/ Le reflexe myotatique : un outil diagnostique pour apprécier l’intégrité du système moteur.
1°) Les caractéristiques du reflexe myotatique
a) Les expériences de Sherrington
Faire exercice livre page 329 doc 4 question 3
b) L’enregistrement du reflexe myotatique
Un muscle qui se contracte est le siège d’une activité électrique que l’on peut enregistrer avec des électrodes. Le tracé obtenu est un électromyogramme .
Un coup sec appliqué sur un tendon entraine toujours la même réponse, la contraction du muscle étiré. C’est un réflexe. La contraction d’un muscle en réponse à son propre étirement est appelle réflexe myotatique.
2°)Les voies nerveuses et les neurones impliqués dans le réflexe myotatique.
Le muscle étiré génère un message qui va vers la moelle épinière, centre nerveux de ce reflexe. En réponse un nouveau message part de la moelle épinière et déclenche la contraction du muscle. Le muscle étiré est à la fois le capteur du stimulus et l’effecteur de la réponse.
Il existe un temps de latence entre l’étirement du muscle et sa réponse. Il correspond au temps mis pour le trajet du message du muscle à la moelle épinière et de la moelle épinière au muscle.
1) le trajet du message nerveux dans les racines rachidiennes et les nerfs
Les expériences de section montrent que le message sensitif issu du muscle étiré passe par le nerf et la racine dorsale pour atteindre la moelle épinière. Le message moteur part de la moelle épinière, passe par la racine ventrale et le nerf puis arrive au muscle.
2) Les neurones impliqués dans le reflexe myotatique
Un neurone, ou cellule nerveuse, est une cellule excitable constituant l’unité fonctionnelle de base du système nerveux. Le neurone est composé d’un corps cellulaire contenant le noyau, et de deux types de prolongements : l’axone, et les dendrites, qui sont en moyenne 7 000 par neurone.
Les expériences de section et la dégénérescence qui s’en suit montrent que les corps cellulaires des neurones sensitifs sont situés dans les ganglions rachidiens leur fibres constituent les nerfs et la racine dorsale, les corps cellulaires des neurones moteurs sont situés dans la substance grise de la moelle épinière leurs fibres dans la racine ventrale et le nerf.
Les fuseau neuromusculaires constituent les récepteurs à l’étirement. Il contient des fibres musculaires modifiées autour desquels sont enroulés les dendrites des neurones sensitifs.
Les dendrites collectent les informations et les apportent vers les corps cellulaires.
Le neurone moteur ou motoneurone entre en contact avec le muscle grâce à une synapse neuro musculaire et commande la contraction du muscle.
Ici le muscle est à la fois le récepteur et l’effecteur.
Le réflexe myotatique est un réflexe monosynaptique (il n’existe qu’une seule synapse sur le trajet du message nerveux ) . Il met en jeu différents éléments qui constituent l’arc-réflexe (réaliser un schéma à partir du Tp2 et 1).
II/ Nature et propagation du message nerveux
1) La sclérose en plaque : une maladie qui altère la propagation du message nerveux
Comment expliquer que l’altération de la structure des fibres nerveuses perturbe la propagation du message nerveux ?
La sclérose en plaque : vidéo 1, vidéo 2
2) Le potentiel d’action : signal nerveux élémentaire
Le neurone élément de base du système nerveux. (voir structure et fonctionnement)
Les axones conduisent des messages nerveux de nature électrique que l’on peut enregistrer avec un oscilloscope.
Le potentiel d’action obéit à la loi du tout ou rien
- Lorsque le seuil n’est pas atteint, le potentiel d’action n’apparaît pas
- Lorsque le seuil est atteint le potentiel a d’emblée la valeur maximale.
Il consiste en une inversion brusque du potentiel de membrane cet un événement très bref . (de l’ordre de la milliseconde).
3) Propagation et codage du message nerveux
Le potentiel d’action se propage le long de la fibre nerveuse à une vitesse variable selon le type de fibre. La présence d’une gaine de myéline entourant l’axone est un facteur qui favorise la vitesse élevée de propagation.
L’intensité de la stimulation est codée en fréquence de potentiel d’action.
Le neurone moteur conduit un message nerveux codé en fréquence de potentiels d’actions
4) La synapse neuromusculaire : le codage chimique du message nerveux
La zone de connexion entre deux neurones ou entre le neurone et le muscle est une synapse.
Le fonctionnement d’une synapse neuromusculaire est sensiblement identique à celui d’une synapse neuro-neuronique. L’arrivée du potentiel d’action fait fusionner les vésicules synaptiques avec la membrane pré-synaptique. L’acétylcholine libérée dans la fente synaptique se fixe sur les récepteurs de la membrane postsynaptique. Un potentiel d’action musculaire apparaît alors.
Le codage du message nerveux se fait alors en concentration en neurotransmetteur.
La commande de la contraction met en jeu le fonctionnement de la synapse neuromusculaire.
III/ les lésions accidentelles cérébrales et médullaires révèlent le rôle du cortex cérébral et de la moelle épinière dans l’activité motrice
1) L’analyse de données médicales et anatomiques révèlent l’existence d’un cortex moteur
La découverte historique des aires cérébrales : Travaux de Penfield
Toute stimulation d’une partie de l’aire motrice se traduit par un mouvement d’une partie du corps
Rappel IRM anat. : images anatomiques du cerveau correspondant à des coupes virtuelles ou en 2D
IRM fonctionnelle renseigne sur l’activité cérébrale :on superpose aux données anatomiques des infos sur la variation locale de la consommation d’O2
Toute lésion d’une partie de l’aire motrice entraine une paralysie. On a donc pu réaliser une cartographie de l’aire motrice. Chaque région du corps est contrôlée par une zone du cortex moteur dont la surface dépend de la sensibilité motrice de la région. L’homonculus moteur figure un être humain dont les différentes parties du corps ont une taille proportionnelle à la surface de l’aire M1 qui en contrôle la motricité.
L’exploration du cortex cérébral que ce soit par stimulation comme le fit Penfield , par imagerie médicale de personnes ayant eu un AVC et présentant des paralysies, ou d’IRMf permet de localiser dans le cerveau des zones spécialisées dans le contrôle volontaire des mouvements appelé aires corticales motrices.
Faire exercice livre page 347 documents 4 à 6 question 2.
La commande volontaire du mouvement est contrôlée par l’aire motrice primaire.
D’autres aires corticales collaborent en préparant le mouvement :
-
Aire motrice supplémentaire contrôlée par des stimuli internes
-
Aire prémotrice contrôlée par des stimuli externes
L’exploration du cortex cérébral permet de de?couvrir les aires motrices spe?cialise?es a? l’origine des mouvements volontaires.
2) Les lésions de la moelle épinières montrent que les messages moteurs cheminent par la moelle épinière :
Lorsque la ME est lésée on constate des paralysies plus ou moins généralisées selon la hauteur où se situe la lésion.
Les messages qui partent du cortex moteur cheminent par des faisceaux de neurones qui se croisent au niveau du bulbe rachidien, descendent dans la moelle épinière et établissent des connexions synaptiques avec des motoneurones qu’ils stimulent.
Les messages nerveux moteurs qui partent du cerveau cheminent par des faisceaux de neurones qui descendent dans la moelle jusqu’aux motoneurones. C’est ce qui explique les effets paralysants des le?sions me?dullaires.
3) Les motoneurones intègrent les messages qu’ils reçoivent
Lors du reflexe myotatique, la contraction volontaire du muscle antagoniste diminue l’amplitude de la réponse.
Tout ce qui distrait le sujet a tendance à augmenter cette réponse.
La réponse musculaire lors du reflexe myotatique dépend des conditions dans lesquelles se trouve le sujet.
Le motoneurone tient donc aussi compte des autres informations qu’il reçoit simultanément, c’est ce qu’on appelle l’intégration.
Bien que le principe de fonctionnement de toutes les synapse chimiques soit identique.
Leur effet varie en fonction de la nature du neurotransmetteur contenu dans les vésicules synaptiques.
Certains génèrent des dépolarisations lorsqu’il se fixent sur le récepteur de la membrane postsynaptique et permettront la naissance d’un nouveau message nerveux postsynaptique. De telles synapses sont excitatrices.
D’autres générent des hyperpolarisations lorsqu’ils se fixent sur le récepteur de la membrane postsynaptique et empêchent la naissance d’un nouveau message nerveux postsynaptique. De telles synapses sont inhibitrices.
A tout moment le motoneurone reçoit des informations provenant de plusieurs synapses, certaines excitatrices d’autres inhibitrices. Le corps cellulaire doit donc intégrer ces informations c’est à dire en faire « la somme algébrique » et émet un message moteur unique.
Message rapproché dans en provenance de la même synapse= sommation spatiale.
Message provenance de l’activité de plusieurs synapses différentes = sommation spatiale.
La fibre motrice ne reçoit le message provenant que d’un seul neurone, elle n’a pas de capacité d’intégration.
Le corps cellulaire du motoneurone rec?oit des informations diverses qu’il inte?gre sous la forme d’un message moteur unique et chaque fibre musculaire rec?oit le message d’un seul motoneurone.
Comment expliquer la re?cupe?ration motrice parfois observe?e après un accident ou un avc?
IV/ Les capacités de récupération de certains troubles s’expliquent par la plasticité cérébrale
Tp4 Plasticité du cortex moteur
1) La plasticité cérébrale mise en évidence après une greffe des deux mains
Cette plasticite? ce?re?brale explique les capacite?s de re?cupe?ration du cerveau apre?s la perte de fonction accidentelle d’une petite partie du cortex moteur.
2) La plasticité cérébrale permet l’apprentissage
Les cartes motrices de plusieurs individus présentent des différences.
Comment les expliquer ?
L’entrainement (l’apprentissage) étend durablement la représentation corticale du cortex moteur associé avec la tache étudiée.
Cette capacité de remaniement du cortex au cours de la vie est la plasticité.
La comparaison des cartes motrices de plusieurs individus montre des diffe?rences importantes.
Loin d’e?tre inne?es, ces diffe?rences s’acquie?rent au cours du de?veloppement, de l’apprentissage des gestes et de l’entrai?nement.
3) Plasticité cérébrale et vieillissement
Les capacite?s de remaniements se re?duisent tout au long de la vie, de me?me que le nombre de cellules nerveuses. C’est donc un capital a? pre?server et entretenir.
