Réflexes : le réflexe myotatique

Réflexe myotatique et arc réflexe (fuseau neuromusculaire, neurone sensoriel, moelle épinière, motoneurone, muscle) ; expériences de section, de stimulation et de dégénérescence ; potentiels d’action codés en fréquence et vitesse de conduction ; synapse neuromusculaire, acétylcholine et substances qui la perturbent ; synapse unique et inhibition du muscle antagoniste ; réflexe et diagnostic médical.

À propos de cette page

Cinq problèmes à partir de documents : le relâchement des ischio-jambiers et la strychnine, le curare et la néostigmine sur un diaphragme de rat, les racines de la moelle chez le chat, une sciatique qui abolit le réflexe achilléen, la toxine botulique contre la spasticité.

5 problèmes, du plus simple au plus difficile. Écris tes réponses, puis « Vérifier ».

Résoudre un problème : la méthode

Je lis chaque document : ce qui est mesuré (PA, fréquence, latence, potentiel de plaque, électromyogramme, réflexes de l’examen), l’unité et les conditions.
Je repère le témoin et le seul facteur qui change : substance, section, côté du corps, avant et après un traitement.
Je calcule : fréquence, vitesse, durée de conduction, temps central, écart au seuil, pourcentage de baisse.
Je relie chaque résultat à un élément de l’arc réflexe ou à une étape de la synapse (libération, récepteurs, dégradation), puis à son rôle.
Je conclus en une phrase : élément atteint ou rôle démontré, avec la valeur du document qui le prouve.

Problème 1 · Le relâchement du muscle antagoniste★★★Facile

Document 1 — Électromyogrammes. Un sujet est assis, jambe pendante ; ses quadriceps et ses ischio-jambiers ont une légère activité électrique permanente. Après la percussion du tendon rotulien, on observe une bouffée d’activité dans le quadriceps, tandis que l’activité des ischio-jambiers passe de 28 µV à 4 µV pendant la bouffée.

Document 2 — Un poison. Chez l’animal, la strychnine bloque dans la moelle les récepteurs de la glycine. Après strychnine, l’étirement du quadriceps provoque toujours sa contraction, mais l’activité des ischio-jambiers ne diminue plus.

Document 3 — Des connexions. Les fibres sensorielles issues des fuseaux du quadriceps ne forment aucune synapse directe avec les motoneurones des ischio-jambiers ; elles font synapse avec des neurones de la moelle, eux-mêmes connectés à ces motoneurones.

1. D’après le document 1, le muscle qui se contracte après la percussion est le .
La bouffée d’activité apparaît dans le quadriceps, le muscle étiré par la percussion : c’est le réflexe myotatique.
2. Baisse relative de l’activité des ischio-jambiers pendant la bouffée : % (à l’unité)
(28 − 4) ÷ 28 = 24 ÷ 28 ≈ 0,857, soit environ 86 % : les ischio-jambiers se relâchent.
3. D’après le document 3, entre les fibres sensorielles du quadriceps et les motoneurones des ischio-jambiers s’intercale un .
Le message passe par un interneurone de la moelle.
4. D’après le document 2, la synapse de ce neurone intercalé sur les motoneurones des ischio-jambiers est .
Quand les récepteurs de la glycine, neurotransmetteur inhibiteur, sont bloqués, le relâchement disparaît : la synapse est inhibitrice. Elle produit un PPSI : les motoneurones des ischio-jambiers émettent moins de PA.
5. Nombre de synapses centrales du circuit des ischio-jambiers :
Neurone sensoriel → interneurone → motoneurone : 2 synapses centrales, contre une seule pour le quadriceps ; ce circuit a un temps central plus long d’environ un délai synaptique.
6. Ce fonctionnement, qui laisse le quadriceps tendre la jambe sans résistance, s’appelle l’innervation .
Innervation réciproque : sous strychnine, les ischio-jambiers, étirés par l’extension, s’y opposeraient et freineraient le mouvement.

Problème 2 · Curare et néostigmine à la plaque motrice★★★Moyen

Document 1 — Une préparation nerf phrénique-diaphragme de rat (montage décrit par Edith Bülbring en 1946), baignée dans un dérivé du curare.

Test	Témoin	Avec le curare
PA dans le nerf après stimulation	oui	oui, normaux
ACh dosée dans le bain après stimulation	quantité normale	quantité normale
stimulation du nerf	contraction	aucune contraction
stimulation directe du muscle	contraction	contraction
ACh déposée sur le muscle	contraction	aucune contraction

Document 2 — Le potentiel de plaque enregistré dans une fibre après une stimulation du nerf (un PA musculaire ne naît que si l’amplitude atteint 20 mV). La néostigmine inhibe l’acétylcholinestérase.

Conditions	Amplitude (mV)	Durée (ms)	Contraction
témoin	38	5	oui
curare	11	5	non
néostigmine	46	18	oui, prolongée
curare + néostigmine	29	14	oui

1. D’après le document 1, le curare n’empêche ni la conduction nerveuse ni la capacité de la fibre à se .
PA normaux dans le nerf, contraction à la stimulation directe : nerf et fibre fonctionnent ; la fibre peut se contracter.
2. Le curare agit donc au niveau de la neuromusculaire.
Le message ne passe plus du nerf au muscle alors que l’ACh est libérée et que la fibre ne répond pas à l’ACh déposée : le curare agit à la synapse neuromusculaire, sur les récepteurs de l’ACh.
3. Avec le curare, il manque mV au potentiel de plaque pour atteindre le seuil.
20 − 11 = 9 mV : le potentiel de plaque reste sous le seuil, aucun PA musculaire ne naît, la fibre est paralysée.
4. Avec la néostigmine seule, la durée du potentiel de plaque est multipliée par .
18 ÷ 5 = 3,6 : l’ACh, qui n’est plus dégradée, agit plus longtemps sur les récepteurs (amplitude aussi un peu plus grande, 46 au lieu de 38 mV).
5. Avec curare et néostigmine, l’amplitude vaut % de l’amplitude témoin (à l’unité).
29 ÷ 38 ≈ 0,763, soit 76 % : au-dessus du seuil de 20 mV, la transmission est rétablie.
6. La néostigmine lève le blocage car elle augmente la d’ACh dans la fente, qui l’emporte sur le curare pour l’occupation des récepteurs.
Non dégradée, l’ACh s’accumule : sa concentration augmente et elle entre en compétition avec le curare, dont la fixation est réversible.
7. Le diaphragme est aussi paralysé par un curare : pendant l’opération, le patient est placé sous .
Sans diaphragme, il ne respire plus seul : ventilation artificielle jusqu’à la fin de l’effet.

Problème 3 · Sections et stimulations des racines chez le chat★★★Moyen

Document — Expériences historiques chez le chat anesthésié, sur les racines de la moelle qui innervent un muscle de la patte postérieure.

Expérience	Résultat
1. section de la racine dorsale, puis étirement du muscle	pas de contraction réflexe
2. stimulation du bout de la racine dorsale relié à la moelle	contraction du muscle
3. stimulation du bout de la racine dorsale relié au ganglion	pas de contraction
4. section de la racine ventrale, stimulation du bout relié au muscle	contraction du muscle
5. section de la racine ventrale, stimulation du bout relié à la moelle	pas de contraction
6. quinze jours après la section de la racine dorsale	fibres dégénérées dans le bout relié à la moelle, intactes dans le bout relié au ganglion

1. D’après l’expérience 1, la racine dorsale est au réflexe.
Sans racine dorsale, plus de réflexe : elle est indispensable.
2. D’après les expériences 2 et 3, les fibres de la racine dorsale conduisent le message vers la .
Le message déclenché du côté de la moelle entre dans le centre nerveux et atteint le muscle ; du côté du ganglion, il ne commande rien : fibres centripètes, vers la moelle.
3. D’après les expériences 4 et 5, les fibres de la racine ventrale sont .
Seule la stimulation du bout relié au muscle le fait contracter : fibres motrices (centrifuges).
4. D’après l’expérience 6, le corps cellulaire du neurone sensoriel se trouve dans le .
Seules les fibres restées reliées au ganglion survivent : le corps cellulaire est dans le ganglion rachidien.
5. D’après l’ensemble, le relais entre les deux neurones se trouve dans la .
Le message entre par la racine dorsale et ressort par la racine ventrale : le relais synaptique est dans la moelle épinière.

Problème 4 · Une sciatique et un réflexe disparu★★★Difficile

Monsieur L., 47 ans, souffre depuis trois semaines d’une douleur qui descend de la fesse gauche jusqu’au pied. L’IRM montre une hernie discale entre les vertèbres L5 et S1, du côté gauche, qui comprime une racine nerveuse dans le canal vertébral. À ce niveau, les racines dorsale et ventrale d’un même segment cheminent côte à côte.

Document 1 — Examen neurologique.

Examen	Côté droit	Côté gauche
réflexe rotulien	normal	normal
réflexe achilléen	normal	aboli
sensibilité du bord externe du pied	normale	diminuée
force pour se hisser sur la pointe du pied	normale	diminuée

Document 2 — Correspondances. Réflexe rotulien : segment L3-L4 ; réflexe achilléen : segment S1 ; sensibilité du bord externe du pied : racine dorsale S1 ; muscles du mollet : motoneurones du segment S1.

1. Côté atteint :
Toutes les anomalies sont à gauche ; à droite, tout est normal.
2. Segment de moelle dont dépendent les trois fonctions atteintes :
Réflexe achilléen, sensibilité du bord externe du pied et muscles du mollet dépendent tous de S1 (document 2).
3. Le réflexe rotulien normal montre que l’arc du segment fonctionne.
L’arc L3-L4 fonctionne des deux côtés : on exclut une atteinte de toute la moelle ou de tous les nerfs du membre ; ce réflexe n’étant pas vif, rien n’oriente vers les centres supérieurs.
4. La sensibilité diminuée du bord externe du pied traduit l’atteinte des fibres .
La racine dorsale S1 gauche est touchée : fibres sensorielles.
5. La force diminuée du mollet traduit l’atteinte des fibres .
La racine ventrale S1 gauche est touchée aussi : fibres motrices. Une seule des deux atteintes suffirait à interrompre l’arc et à abolir le réflexe achilléen.

Problème 5 · Toxine botulique et spasticité★★★Difficile

Léa, 9 ans, a subi une lésion cérébrale à la naissance. Les fléchisseurs de son coude droit sont spastiques : ils résistent à l’étirement et son réflexe bicipital droit est très vif, alors que son arc réflexe est intact. On lui injecte de la toxine botulique dans le biceps droit ; la toxine pénètre dans les terminaisons des motoneurones proches du point d’injection.

Document — Mesures avant et quatre semaines après l’injection (la ligne marquée * provient d’études chez l’animal).

Mesure	Avant	Après
amplitude de la réponse électrique du biceps lors du réflexe bicipital (mV)	4,2	1,3
quantité d’ACh libérée par PA* (unités arbitraires)	100	30
réponse du biceps à l’ACh déposée directement*	normale	normale
fréquence des PA des fibres sensorielles du biceps pour un étirement donné (Hz)	74	74
réflexe tricipital droit (triceps non injecté)	normal	normal

1. Diminution relative de la réponse réflexe du biceps : % (à l’unité)
(4,2 − 1,3) ÷ 4,2 = 2,9 ÷ 4,2 ≈ 0,690 : baisse d’environ 69 %.
2. La fréquence des PA sensoriels est inchangée : les fuseaux et les neurones sensoriels sont .
74 Hz avant et après pour un même étirement : fuseaux et neurones sensoriels sont intacts.
3. Le biceps répond normalement à l’ACh déposée : la toxine agit donc sur la terminaison .
Récepteurs et fibres musculaires fonctionnent : la toxine agit sur la terminaison présynaptique du motoneurone, en empêchant l’exocytose.
4. Baisse de la quantité d’ACh libérée par PA : %
(100 − 30) ÷ 100 = 70 %, cohérente avec la baisse de 69 % de la réponse réflexe : moins d’ACh, moins de fibres excitées, réponse plus faible.
5. Le réflexe tricipital reste normal : l’effet de la toxine est .
Seules les terminaisons proches de l’injection sont atteintes : effet local. Injectée dans la moelle, elle toucherait de nombreuses synapses ; or la synapse visée est dans le muscle.
6. Le réflexe de Léa était vif car la lésion a réduit le contrôle modérateur exercé par l’ sur les motoneurones.
L’arc fonctionne, mais l’encéphale ne modère plus les motoneurones : réflexe vif, muscle spastique. La toxine ne répare pas la lésion, elle réduit la réponse de l’effecteur.

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