sensoriel

A. Généralités

                Ces centres nerveux sont à la base des ordres qui sont envoyés aux structures effectives. Pour que ces ordres soient adaptés aux situations, il va falloir que les centres nerveux soient informés des variations de l’environnement et c’est le rôle des structures appelées les récepteurs sensoriels donc d’informer l’individu. Ces informations qui sont aussi bien externes qu’internes vont aider à constituer le schéma corporel ou encore appelé en EPS les corps propres.

 

         1) Rôles

                Les récepteurs ont pour rôles de traduire une énergie d’origine variable : lumineuse, sonore, thermique, mécanique, en énergie électrique consistant en des successions d’influx nerveux (dépolarisation, repolarisation). Les influx nerveux cheminent par l’intermédiaire des fibres nerveuses jusqu’au centre nerveux intégrateur.

 

         2)Première classification

Il existe plusieurs types de récepteurs sensoriels, chacun spécialisé pour un type particulier de stimulus.

- Les mécano récepteurs répondent à une déformation du fuseau neuro-musculaire et les organes tendineux de Golgi, corpuscules de Pacini et aussi au niveau de l’oreille interne, les cellules ciblées labyrinthiques.

- Les chémo récepteurs qui vont répondre à certaines substances chimiques avec lesquelles ils vont rentrer en contact. (Récepteurs sensibles au dioxyde de carbone, au pH).

- Les récepteurs thermiques sont sensibles à des modifications de température (au chaud ou au froid).

- Les photos récepteurs sont sensibles à la lumière au niveau de la rétine cônes et bâtonnets.

- Les nonicepteurs répondent à la douleur.

 

         3) Deuxième classification

- Récepteurs extéroceptifs. Ce sont tous les récepteurs qui reçoivent les informations venant de l’extérieur : goût, ouïe, vue, toucher, odorat.

- Récepteurs intéroceptifs en provenance de l’intérieur du corps : Récepteurs proprioceptifs, informations des muscles, tendons et articulations.

- Récepteurs viscéro qui véhiculent les informations issues des différents organes.

 

         4) Fonctionnement

                Notion de champ récepteur. Les influx qui sont issus des récepteurs sensoriels vont être véhiculés au système nerveux central par les nerfs sensitifs et chaque fibre nerveuse sensitive innerve plusieurs récepteurs sensoriels répartis dans une région limitée de l’organisme. La région innervée par cette fibre dans laquelle la stimulation des récepteurs va provoquer une dépolarisation celle-ci est appelée champ récepteur. Les champs récepteurs de fibres voisines peuvent se chevaucher de telle façon que la stimulation excite plusieurs fibres sensitives. La précision avec laquelle le stimulus va être localisé dépend de la taille du champ récepteur et du degré de chevauchement des différents champs récepteurs.

 

Spécificité:

La sensation produite par l’excitation du récepteur dépend de la fibre nerveuse qui véhicule le signal et non du type d’influx. Ex : rotation du membre inférieur

Chaque fibre nerveuse qui entre dans le système nerveux est étiquetée en terme de sensation véhiculée et de territoire corporel représenté. Une fibre = une sensation.

 

Intensité:

Le système nerveux doit reconnaître quel récepteur a été stimulé mais aussi être capable de détecter son intensité du stimulus. Cela s’exprime en terme de potentiel d’action ayant une amplitude fixe. L’intensité du stimulus ne peut être codée que par la fréquence des influx (appelée train d’influx qui constitue la trame du message nerveux).

 

Déclenchement du message:

La stimulation d’un message va engendrer la création d’un potentiel électrique que l’on va pouvoir comparer à un PPSE. La sommation de ces potentiels va créer un potentiel générateur qui va déterminer si le potentiel seuil est atteint, la création de l’onde de dépolarisation.

 

Mécanisme d’adaptation:

Si un stimulus constant prolongé est appliqué à un récepteur sensoriel, la fréquence du potentiel d’action va diminuer et c’est ce qu’on appelle l’adaptation. L’adaptation est l’amplitude du potentiel générateur qui va diminuer si le stimulus persiste. La vitesse de diminution va déterminer la vitesse d’adaptation du récepteur. On a des récepteurs : D’adaptation rapide, récepteurs phasiques; d’adaptation lente, récepteurs toniques (surtout la douleur).

 

B. Notion d’arc réflexe

         1) Observation

                Les réponses à de nombreux stimuli peuvent avoir lieu en dehors du contrôle conscient du mouvement. La réponse primitive est identique d’un sujet à l’autre alors que les réponses secondaires peuvent varier. La réponse primitive est stéréotypée et fait partie des activités réflexes.

Le réflexe le plus simple est le réflexe mono synaptique.

 

 

         2) Structure

                Il faut un récepteur sensitif qui produit une bouffée d’influx dans un nerf sensitif qui fait synapse directement avec un motoneurone médullaire qui va être activé. Les motoneurones vont provoquer à leur tour la contraction musculaire et donc le mouvement.

Récepteur sensoriel à Nerf sensitif à Centre intégrateur à Fibre motrice à Organe effecteur.

         3) Types de réflexes

                Le réflexe est mono synaptique. Deux synapses au niveau de la moelle épinière et entre le nerf et le muscle. La première est appelée centrale et la deuxième est la plaque motrice.

 

- Les réflexes poly synaptiques. Plus de 2 synapses.

- D’autres types de réflexes plus complexes qui font intervenir plus d’un segment médullaire. Ils sont appelés inter segmentaire. On s’intéresse à plusieurs étages. Dans tous les réflexes, il y a un délai qui est le temps de réaction. Ce délai comprend le temps puis pour la conduction le long des fibres nerveuses, la transmission dans la synapse centrale et dans la synapse nerf-muscle et l’activation de l’appareil contractile (20 à 24 milli secondes à Réflexe mono synaptique rotulien).

 

C. Les récepteurs proprioceptifs

         1) Fuseau neuro musculaire

a. Structure

                Si un muscle est innervé, étiré, il va engendrer une tension pour résister à l’étirement, c’est le réflexe d’étirement, réflexe mono synaptique par les fuseaux neuro musculaire (récepteur sensitif). Les fuseaux neuro musculaire sont disposés parallèlement aux fibres musculaires classiques et sont composés de fibres fusales (3 /10) alors que les fibres musculaires classiques sont dites extra fusales.

                Ces fibres fusales ont différentes caractéristiques : Elles ont un diamètre inférieur aux fibres musculaires et les noyaux sont amassées dans la partie moyenne des fibres. On ne trouve pas de structure contractile dans la partie centrale seulement aux extrémités. L’innervation motrice est assurée par des motoneurones b et g à opposer aux motoneurones a qui eux innervent les fibres musculaires. Les fibres musculaires intra fusales possèdent une innervation sensitive. Au centre des fuseaux neuro musculaire, on va trouver des axones qui entourent la partie centrale nucléée (partie annulospiralée).

 

 

b. Fonctionnement

Réflexe rotulien: C’est le réflexe dans lequel le tendon rotulien est heurté par un marteau. Il survient alors un étirement rapide des quadriceps et du fuseau neuro musculaire. Il y a extension de la jambe par contraction des muscles de la cuisse.

 

Il y a 4 étapes :

- Quadriceps au repos, les fuseaux neuro musculaires sont eux sollicités, ils vont décharger les influx avec une basse fréquence. Ces influx arrivent au niveau de la synapse avec le motoneurone mais ne sont pas suffisant pour produire un PPSE et donc la dépolarisation de la membrane du motoneurone.

- Coup de marteau sur le tendon rotulien: On a un étirement du muscle, un étirement du fuseau neuro musculaire.

- En réponse les fuseaux neuro musculaires accélèrent leur fréquence de décharge. Cette augmentation de fréquence permet souvent un PPSE et donc une dépolarisation de la membrane du motoneurone.

- L’influx permet de transmettre au quadriceps, contraction réflexe donc rôle de protection musculaire.

 

c. Rôle motricité

Du fait de la sensibilité des fuseaux neuro musculaire au changement de longueur, il ne pourrait travailler que dans une gamme étroite de longueur musculaire. S’il répondait de façon passive les motoneurones g vont permettre aux fuseaux de travailler sur tout.

Elles sont contractiles donc l’effet des motoneurones g va consister à raccourcir les terminaisons et mettre la partie centrale sous tensions au cours du raccourcissement musculaire, l’activité du motoneurone g va remplir la pause des fibres fusales et maintenir la sensibilité des terminaisons sensitives.

En cas d’allongement musculaire, on a une diminution d’activité des motoneurones g qui entraîne le relâchement des extrémités musculaires du fuseau et donc empêche l’étirement trop important des terminaisons sensitives. La modulation du niveau d’activité du motoneurone g va contribuer à assurer une meilleure sensibilité des fuseaux neuro musculaire dans la gamme des longueurs auquel un muscle fonctionne à un moment donné.

 

Exemple de fonctionnement : Levée d’une masse importante.

Au début l’activité du motoneurone a est insuffisante pour lever la masse g les terminaisons sensitives sont mises sous tension et vont produire une volée d’influx dans le nerf sensitif. Cette augmentation de fréquence va situer les motoneurones a et donc le muscle entraîne une augmentation de la force produite. On dit que les fuseaux neuro musculaire sont des détenteurs de longueur du muscle plutôt que la tension du muscle, réflexe myotatique.

 

d. Innervation réciproque.

Le réflexe d’étirement sur le muscle agoniste sera complet par une action réflexe sur les muscles antagonistes, mécanisme d’innervation réciproque. Les influx sensitifs forts : synapse avec le motoneurone et qui innerve le muscle antagoniste en plus ils feront synapse avec des neurones intermédiaires dit d’association qui auront un effet inhibiteur sur les motoneurones a des muscles antagonistes. Si on étire un muscle en réponse grâce au réflexe myotatique, on a une contraction du muscle agoniste et avec le mécanisme d’innervation réciproque, on aura un relâchement du muscle antagoniste.

 

e. Rôles du réflexe myotatique.

Outre la protection du muscle, il intervient au niveau réflexe anti gravitère et permet à l’homme de garder sa position debout, la gravité cause l’affaissement du muscle et donc provoque un étirement des muscles extenseurs. Le réflexe myotatique en réflexe à cet étirement va provoquer une contraction de ces muscles et donc maintient de la position debout (érigé).

f. Autres réflexes

- Le réflex des raccourcisseur : homo-latéral, poli-synaptique. Cible de ce réflex : muscles fléchisseurs qui vont protéger l’organisme suite à une agression. Concerne seulement le membre atteint. Il intervient de manière prioritaire en bloquant la majorité des afférences médullaires.

- Réflex d’extension croisé : association de 2 actions réflexes : une homo-latérale des fléchisseurs et controlatérale des extenseurs. En homolatérale on a une contraction des fléchisseurs et relâchement des extenseurs. En controlatéral on une contraction des extenseurs et un relachement des fléchisseurs.

 

Fuseau neuro musculaire : récepteur de la longueur du muscle

 

         2) Organes tendineux de Golgi

Ils vont être à l’origine des informations sur la tension musculaire, ils sont constitués de terminaisons nerveuses arborisées qui sont contenues dans les tendons des différents muscles. Lorsque le muscle est mis sous tension, on tire sur l’articulation, les terminaisons nerveuses sont stimulées et l’influx nerveux généré va rendre compte de la tension et de la force produite par le muscle. Si la force exercée est susceptible d’entrainer des lésions au niveau du muscle, ses organes tendineux de golgi vont être à l’origine d’une réflexe protecteur qui va inhiber l’activation des motoneurones alpha. Cette inhibition relâche le muscle et donc une diminution de la tension réalisée par le muscle sur l’articulation. Ce type de réflex annule le réflex du fuseau neuro-musculaire. Le muscle ne s’oppose plus à son extension et donc on va éviter la lésion musculaire.

 

         3) Récepteurs articulaires

A l’origine du schéma corporel. Au niveau des ligaments et capsules articulaires se trouvent une série de récepteurs parmi lesquels on retrouve des organes de golgi, des corpuscules de Ruffini et de Pacini qui vont être stimulés soit par le mouvement en lui-même, soit par la position à proprement parler de l’articulation. On va décrire 4 types de terminaisons nerveuses :

 - Type 1 : Les organes de golgi : situés au niveau des ligaments

-Innervés par les fibres nerveuses de gros diamètres (Aalpha)

-Adaptation lente

-Ils renseignent sur la position articulaire

- Type 2 et 3 : Les corpuscules de Ruffini et de Pacini : innervés par des fibres de diamètre moyen (Abeta)

                 -Les corpuscules de Ruffini codent la position réelle de l’articulation. On les retrouve également au niveau des corpuscules articulaires

                 -Les corpuscules de Pacini codent les mouvements au travers de la vitesse de déplacement de l’articulation.

 

- Type 4 : les terminaisons nerveuses libres : situées sur les ligaments et les capsules de ses articulations. Elles jouent un rôle dans la transmission de l’information douloureuse. Innervées par des fibres III.

 

Les membranes synoviales et le cartilage ne contiennent pas de récepteurs sensorielles. Ces recepteurs établissent des connexions dans la moelle épinière, au niveau de la substance grise et ses infos sont renvoyées au SNC pour être traitées.

         4) Cellules de Renshaw

                Cellules nerveuses : neurones en position intermédiaires, dans la corne antérieure de cette moelle. Ces cellules établissent des synapses avec les motoneurones de l’étage médullaire concerné et essentiellement homo latérales. Les cellules sont inhibitrices avec pour neurotransmetteur la glycine. On parle de synapse glycinergique. Ces synapses reçoivent des connexions, des afférences, des muscles de la peau et des centres supérieurs. Leurs fonctions c’est d’envoyer un influx inhibitteur vers les motoneurones et donc entrainer une diminution des influx nerveux au niveau des motoneurones alpha. Le but de ces cellules de Renshaw est de réguler le recrutement des fibres motrices et donc une adaptation aux besoins de force musculaire et dans un second temps elles vont permettre de limiter l’apparition de la fatigue musculaire. Le travail en muscu vise à développer les fibres musculaires.

D. Les récepteurs extéroceptifs

         1) L’œil

a. Généralités

Il faut contrôler la quantité de lumière qui pénètre dans l’œil, c’est l’iris qui est chargée de contrôler sa quantité de lumière en contrôlant l’ouverture de la pupille. Ces rayons lumineux doivent être déviés sur les cellules qui vont être stimulées par les rayons lumineux. Cette déviation se fait par le cristallin qui va devoir subir des modifications dans sa forme, c’est ce qu’on va appeler l'accommodation. La transformation de ces rayons lumineux en une information nerveuse se fait par des récepteurs situés au niveau de la rétine. L’envoie des informations est traitées par les différentes cellules nerveuses de la rétine et acheminement des messages jusqu’au cortex visuel par le nerf optique.

b. Configuration générale

Les yeux sont ce qu’on appelle les globes oculaires. En moyenne une sphère de 2 à 3 cm insérées dans les orbites (paroi osseuse) et séparées de cette paroi par un matelas graisseux : il va permettre les mouvements dans l’orbite sans frottement et amortisseur en cas de choque sur les yeux. Ce globe oculaire est composé 3 enveloppes concentriques :

- Une externe fibreuse

- Une moyenne vasculaire

- Une interne sensitive

La couche fibreuse c’est ce qu’on appelle la sclérotique (la + externe) c’est elle qui donne l’aspect du blanc des yeux et a la particularité de se prolonger vers l’avant par une structure transparente qu’on appele la corné qui va laisser passer les rayons lumineux. La cornée est riche en terminaisons nerveuses, essentiellement des nocisepteur qui vont permettre des réactions rapides aux agressions douloureuses. La stimulation de ces récepteurs provoque une réaction motrice à la stimulation de ces nocicepteur qui est le clignement des paupières. On cligne entre 20 et 30 fois par minutes. Il n’y a pas de vaisseaux sanguins ce qui fait qu’on peut facilement la remplacer sans qu’il y ai de phénomène de rejet.

La deuxième couche est l’Uvée (couche moyenne) : couche fortement vascularisée, elle va apporter les nutriments nécessaires au bon fonctionnement de l’œil. Il est composé de plusieurs segments. A l’arrière il y a la choroïde. Vers l’avant cette choroïde va s’épaissir pour contenir un muscle : le muscle ciliaire puis au-delà de l’épaississement, cette choroïde se durcit pour former l’iris. En fonction de la quantité de pigment présent au niveau de l’iris on aura la couleur des yeux. Cet iris contient des mucles :

                                - 1 muscles circulaire : le muscle sphymctèrien de la pupille et des fibres musculaires radiales qui sont dilatatrices. L’ensemble de ces muscles va permettre l’ouverture ou la fermeture du trou qui existe au niveau de l’uvée qu’on appelle la pupille. La fermeture de la pupille qu’on appelle le myosis se fait par la contraction du muscle sphymctèrien et l’ouverture de la pupille : la mydriase se fait par la contraction des fibres radiales dilatatrices. Elle se fait en obscurité pour faire entrer le maximum de lumière.

 

La dernière couche (la plus interne) : la rétine qui tapisse la face interne. Elle est constituée de plusieurs couche cellulaires

- Les cellules de l’épythélium  pigmentaire qui vont unir la rétine à la choroïde. Enchâssé dans l’épithélium pigmentaire il y a la couche des cellules photo-réceptrices qui est constituée de 2 types de photo récepteurs : les cônes  responsables de la vision de la couleur et les bâtonnets responsables de la vision monochromatique. Période réfractaire plus courte que les cônes. Les cônes vont être responsables de la vision centrale et les bâtonnets de la vision périphérique. Les cônes sont sensibles à 3 longueurs d’ondes qui sont le bleu le vert et le rouge. Le cerveau a créer une 4e couleur : le jaune. La répartition des cônes et des bâtonnets n’est pas constante. Répartition différente avec une concentration différente des cônes au niveau central avec un pic au niveau de la macula, la zone de la vision centrale et en périphérie principalement les bâtonnets (voir schéma).

 

La dernière couche est les fibres nerveuses avec un traitement des… avec des cellules horizontales suivies de cellules bi-polaires qui établissent des contactes avec les cellules macryme et les dernières cellules les cellules ganglionnaires dont les axones ont formé le nerf optique. Les axones de ces cellules ganglionnaires vont converger vers un orifice qui se situe au fond de l’œil qui va former la papille ou tache aveugle. C’est une zone qui ne possède aucun photorécepteurs.

Une organisation de la rétine où les photo-récepteurs ne sont pas à la surface de la rétine mais enchâssés par la rétine.

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