Coordination de l'activité des muscles de la cuisse et innervation réciproque | Exercice corrigé

I- Objectifs d'apprentissage:

• Comprendre l'innervation réciproque.

• Établir le circuit nerveux reliant un motoneurone M de la moelle épinière à l’un des deux muscles antagonistes de la cuisse

II- Énoncé:

On se propose d’établir le circuit nerveux reliant un motoneurone M de la moelle épinière à l’un des deux muscles antagonistes de la cuisse: le quadriceps et le semi-tendineux.

Le dispositif expérimental représenté dans le document 1 montre l’emplacement des deux muscles. 

Des électrodes stimulatrices a et b sont placées au niveau des fibres afférentes provenant des fuseaux neuromusculaires des deux muscles. 

Une électrode réceptrice reliée à un oscilloscope, est placée au niveau du cône axonique du motoneurone M de la corne antérieure de la moelle épinière.

On stimule séparément en a puis en b. 

Les enregistrements obtenus au niveau de l’oscilloscope relié au cône axonique du motoneurone M sont représentés dans le document 2.

1- Identifiez, en justifiant votre réponse, les deux tracés obtenus.

2- Précisez, en justifiant votre réponse, lequel des deux muscles est relié au motoneurone M.

3- Expliquez la différence des temps de latence entre les deux tracés.

4- Représentez, par un schéma, les circuits nerveux reliant les fibres afférentes au motoneurones M.

5- Expliquez comment se fait la coordination des deux muscles antagonistes suite à l’étirement du muscle semi-tendineux.

III- Corrigé:

A- 

La stimulation en « a » donne une légère dépolarisation qui rapproche le potentiel du motoneurone M de la valeur seuil 

• C'est un PPSE

La stimulation en « b » donne une hyperpolarisation qui éloigne le potentiel du motoneurone M du seuil 

• C'est un PPSI. 

2- La stimulation de la fibre afférente reliée au semi-tendineux a donné naissance, au niveau du cône axonique du motoneurone M, à un PPSE, donc le motoneurone M est relié au semi-tendineux.

3-

Après stimulation en a, le message nerveux afférent atteint le motoneurone M après un retard de 0.6 ms. Sachant que le délai synaptique est de 0.5 ms 

• ce message a donc franchi une seule synapse.

Après stimulation en b, le message nerveux afférent atteint le motoneurone M après un retard de 1.2 ms > (0.5 ms x 2) 

• ce message a donc franchi au moins deux synapses.

4- Schéma représentant les circuits nerveux reliant les fibres afférentes au motoneurone M

5- 

L'étirement du semi-tendineux est converti par le fuseau neuromusculaire de ce muscle en message nerveux sensitif. 

• Ce message est conduit par la fibre nerveuse afférente Ia vers la moelle épinière où il active directement le motoneurone M. 

• Un message nerveux efférent est alors conduit par ce motoneurone vers le semi-tendineux et entraîne sa contraction.

• En même temps, par l’intermédiaire d’un interneurone inhibiteur, le motoneurone qui innerve les fibres musculaires du quadriceps est inhibé d’où le relâchement du quadriceps.