Neurophysiologie : Réflexes Spino-Musculaires

Ce cours explore les réflexes spinaux, des mécanismes moteurs involontaires et stéréotypés essentiels à la protection et à la posture. Il se concentre sur la manière dont les informations sensitives sont traitées au niveau de la moelle épinière pour générer des réponses motrices.

I. Réflexes

1. Définition

Un réflexe est une activité ou une variation d'activité d'un effecteur (fibre musculaire ou cellule glandulaire) régulièrement provoquée par la stimulation d'un récepteur.

Ces mécanismes segmentaires, localisés dans des centres d'intégration (segmentaires, suprasegmentaires, sous-corticaux), produisent une réponse :

• Stéréotypée : toujours identique.

• Obligatoire : se produit systématiquement si le seuil est atteint.

• Involontaire : non contrôlée par les centres corticaux.

• Spécifique : déclenchée par un stimulus adéquat.

Les réflexes sont décrits en termes d'arcs réflexes, composés d'un neurone afférent, d'un neurone efférent et d'un centre intégrateur (ex: corne ventrale de la moelle spinale).

Il existe deux types de connexions au sein de l'arc réflexe :

• Monosynaptique : connexion directe entre le neurone afférent et efférent.

• Polysynaptique : connexion indirecte via un ou plusieurs interneurones.

2. Méthodes d'études

Ces méthodes visent à isoler et étudier l'activité réflexe intrinsèque de la moelle spinale (fonctionnement autonome) en supprimant les influences supramédullaires.

a. L'animal spinal

La moelle spinale est sectionnée au-dessus de la région étudiée. Deux types de sections sont possibles :

• Sous-bulbaire : provoque une paralysie respiratoire, nécessitant une respiration artificielle.

• Sous les nerfs phréniques : préserve la respiration.

Effets secondaires : Une phase de choc spinal (abolition des fonctions médullaires) est observée, suivie d'une phase de récupération plus ou moins longue, après laquelle l'activité réflexe intrinsèque devient observable.

b. L'animal décérébré

La section est réalisée plus rostralement, entre les tubercules quadrijumeaux (préparation décérébrée trans-rubrique), à proximité des noyaux rouges.

Avantages :

• Maintien de la régulation des fonctions végétatives bulbaires, donc pas de choc spinal.

• Suppression de l'inhibition des centres de contrôle suprasegmentaires corticaux de la motricité, entraînant une augmentation des réflexes médullaires extenseurs (rigidité posturale chez les quadrupèdes).

Ces conditions expérimentales ont permis de classer les réflexes en :

• Proprioceptifs : originaires des propriocepteurs (muscles, tendons, articulations).

• Extéroceptifs (extrinsèques) : originaires des extérocepteurs (stimulation cutanée).

• (Viscéroceptifs) : non étudiés ici.

II. Réflexes Spinaux

Les réflexes spinaux sont des réponses motrices générées et intégrées au niveau de la moelle épinière.

1. Le réflexe myotatique (réflexe d'étirement ou stretch reflex)

C'est un réflexe proprioceptif. En conditions expérimentales, il s'agit de la contraction réflexe d'un muscle en réponse à son propre étirement.

Mise en évidence

Sur un modèle animal décérébré ou spinal, l'étirement du tendon d'un muscle (ex: quadriceps) stimule le fuseau neuromusculaire (récepteur proprioceptif). Cette stimulation provoque une augmentation de la tension musculaire (contraction réflexe).

La section des racines rachidiennes postérieures (voies afférentes sensitives) abolit cette tension réflexe, mais une tension passive due aux propriétés viscoélastiques du tissu conjonctif persiste.

Organisation

L'étirement stimule le fuseau neuromusculaire, qui contient deux types de terminaisons :

• Terminaisons primaires : codent la vitesse d'allongement, connectées aux fibres Ia.

• Terminaisons secondaires : codent la longueur instantanée, connectées aux fibres II.

Les fibres Ia et II sont des voies de conduction rapides qui établissent des synapses directes (monosynaptiques) avec les motoneurones α dans la corne antérieure de la moelle spinale. Ces motoneurones α innervent les fibres extrafusales du même muscle (motoneurones homonymes), provoquant sa contraction.

Le fuseau neuromusculaire est monté en parallèle du muscle. Plus la stimulation est forte, plus la réponse est intense.

a. Caractéristiques physiologiques du réflexe myotatique

• Latence courte : due aux fibres de conduction rapide (gros diamètre) et à une seule synapse. Il est donc MONOSYNAPTIQUE.

• Réponse localisée : contraction isolée du muscle étiré.

• Force proportionnelle : la force développée est proportionnelle au degré d'allongement.

• Maintien de la contraction : pendant toute la durée de l'étirement (adaptation lente).

• Pas de post-décharge : retour à la longueur musculaire initiale après l'arrêt de la contraction, car il n'y a pas d'interneurone pour prolonger l'activité.

b. Localisation du réflexe myotatique

Il est observé au niveau des appareils locomoteur et manducateur, principalement dans les muscles extenseurs (antigravitaires). Sa finalité est posturale, s'opposant au tassement du corps dû à la gravité.

• Appareil locomoteur : maintient la posture en réponse à l'étirement des muscles extenseurs.

• Appareil manducateur : les