Un choc léger sur le tendon d'Achille provoque la contraction du muscle
qu'il vient d'étirer, et le pied s'étend. Entre les deux, deux messages nerveux se sont
succédé : un message sensitif, du muscle à la moelle épinière, puis un message moteur,
élaboré dans la moelle et conduit jusqu'au muscle.
Comment le message nerveux chemine-t-il du muscle étiré jusqu'au muscle
qui se contracte, et sur quelles expériences repose chacune des étapes de ce trajet ?
Les sept pastilles numérotées du schéma sont cliquables : chacune ouvre
l'expérience ou l'observation qui établit l'étape correspondante.
Ce que le trajet a de remarquable
Le réflexe myotatique est la contraction d'un muscle en réponse à son propre
étirement. Il est involontaire, rapide et stéréotypé. Il ne met en jeu, dans le centre
nerveux, qu'une seule synapse entre le neurone sensitif et le motoneurone : il est
monosynaptique, ce qui rend compte de la brièveté de sa latence. Le muscle y tient deux rôles : il abrite le récepteur,
le fuseau neuromusculaire, et il est l'effecteur de la réponse.
Parce qu'il emprunte à la fois le système nerveux périphérique, avec les
fuseaux neuromusculaires, le nerf rachidien et les plaques motrices, et le système nerveux
central, avec la moelle épinière, ce réflexe est utilisé en clinique pour apprécier
l'intégrité de l'ensemble du système neuromusculaire : l'abolition d'un réflexe tendineux signale
une atteinte de l'un des maillons de l'arc, son exagération une atteinte des voies
descendantes qui le modulent.
Comment le muscle antagoniste se relâche-t-il à l'instant même où le muscle
étiré se contracte, et quel circuit de la moelle épinière commande en sens contraire deux
muscles opposés ?
Les cinq pastilles numérotées du schéma sont cliquables : chacune ouvre
l'expérience ou l'observation qui établit l'étape correspondante.
Ce que l'interneurone ajoute à l'arc réflexe
Chaque segment osseux mobile est commandé par deux muscles antagonistes, un
fléchisseur et un extenseur. Le raccourcissement de l'un impose l'allongement de l'autre :
si les deux se contractaient ensemble, l'articulation se bloquerait. La contraction réflexe
du triceps sural s'accompagne donc du relâchement du jambier antérieur, et ce relâchement
n'est pas une conséquence mécanique de l'extension du pied : il est commandé, par le même
message nerveux sensitif et dans le même centre nerveux.
Le circuit qui l'assure ajoute un neurone à l'arc réflexe. Dans la substance
grise, l'axone du neurone sensitif se divise : une branche établit une synapse excitatrice
avec le motoneurone du muscle étiré, une autre avec un interneurone, neurone dont le corps
cellulaire et la totalité des prolongements restent dans le centre nerveux. Cet interneurone est inhibiteur : son arborisation terminale établit avec le
motoneurone du muscle antagoniste une synapse dont le neurotransmetteur hyperpolarise la
membrane postsynaptique et l'éloigne de la valeur seuil. La voie de l'excitation reste
monosynaptique, celle de l'inhibition compte deux synapses. Les deux voies sont empruntées
en même temps par le même message sensitif : l'inhibition du fléchisseur n'attend pas la
contraction de l'extenseur, elle est déclenchée avec elle et ne la suit que du temps d'un
relais synaptique de plus, moins d'une milliseconde.
Le motoneurone du jambier antérieur reçoit aussi, sur ses dendrites, la
terminaison d'un neurone pyramidal, dont le corps cellulaire est dans le cortex moteur et
dont l'axone descend dans la substance blanche de la moelle épinière : c'est la commande
volontaire, et c'est elle qui entretient la légère contraction du muscle. Cette commande ne
cesse pas lorsque l'interneurone entre en jeu. Le motoneurone reçoit alors au même instant
un message excitateur et un message inhibiteur, et le message moteur qu'il émet, ou qu'il
n'émet plus, est le résultat de cette somme : c'est l'intégration.
Cette organisation porte le nom d'innervation réciproque. Elle est mutuelle :
les fibres sensitives du jambier antérieur inhibent de la même façon le motoneurone du
triceps sural. Le motoneurone reçoit ainsi, sur son corps cellulaire et ses dendrites, des
synapses excitatrices et des synapses inhibitrices dont il fait la somme : le message moteur
qu'il élabore est le résultat de cette intégration, et non la simple répétition du message
sensitif qui lui parvient.