Les mouvements: de l’élémentaire au complexe

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1 Les mouvements: de l’élémentaire au complexe
Purves et coll. Chapitre 15

2 Les mouvements: de l’élémentaire au complexe
Classification des mouvements L’appareil musculaire La moelle épinière organisation générale matière grise matière blanche Les mouvements élémentaires: les réflexes le réflexe myotatique le réflexe myotatique inverse les réflexes d ’origine cutanée le réflexe H modulation des réponses réflexes pendant le mouvement

3 Classification en trois grands groupes musculaires
Musculature de la tête Musculature du tronc Musculature des membres

4 Les mouvements: de l’élémentaire au complexe
Activité réflexe résulte d’une excitation périphérique et se déroule sans l’intervention volontaire Une réponse involontaire et automatique qui sert à protéger l’organisme Réponse unique ou intégrée à un mouvement volontaire Mouvements volontaires proviennent de l’activité consciente de sujet de multiples répétitions les transforment en automatismes dont le déroulement est assuré par des mécanismes qui ne font pas appel à la conscience

5 Les actes moteurs Réflexe Mouvement volontaire Réflexe de retrait
Réflexe de toux Réflexe de déglutition Réflexe Locomotion Respiration Mastication Expressions faciales Mouvements des bras et des jambes Mouvement volontaire Mouvements précis de doigts Parole

6 Les mouvements: de l’élémentaire au complexe
La complexité et la sophistication de l’acte moteur fait appel à une corticalisation croissante

7 Mouvements volontaires de précision
Mouvements rythmiques respiration et mastication Équilibration Mouvements rythmiques locomotion Réflexes

8 Mouvements volontaires
de précision Mouvements rythmiques respiration et mastication Équilibration Mouvements rythmiques locomotion Réflexes

9 Les mouvements sont réalisés par les muscles qui se contractent et qui déplacent les segments et parties du corps

10 Muscles squelettiques ou striés
plus de 600 muscles dans le corps musculature des membres musculature du tronc musculature de la tête Système nerveux somatique

11 Les muscles striées Trois propriétés fondamentales synergie musculaire
excitabilité contractilité élasticité synergie musculaire plusieurs muscles s ’associent pour produire un mouvement

12 Les muscles striées Les muscles travaillent par couples opposés
muscle agoniste : celui qui intervient activement dans un mouvement muscle antagoniste : frêne le mouvement et règle le mouvement contraire

13 Types de mouvements selon leur vitesse d’exécution
Mouvements mono-articulaires lents ou mouvements de poursuite seul le muscle agoniste intervient au cours de l ’exécution du mouvement. le freinage repose essentiellement sur les caractéristiques visco-élastiques des muscles agonistes et antagonistes sur l’action de résistance externe parfois sur la co-contraction de muscles antagonistes (vitesse un peu plus grande)

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16 Types de mouvements selon leur vitesse d’exécution
Mouvements très rapides (balistiques) durée entre 75 et 200 ms les ré-afférences somesthésiques ne jouent aucun rôle dans l’arrêt du mouvement les activités dans les muscles agonistes et antagonistes sont programmées exemple : flexion du bras il y a deux bouffées dans le biceps il y a une bouffée dans l’antagoniste le triceps entre les deux bouffées du biceps corrélation entre l’intensité d’activité dans l’antagoniste et la vitesse du mouvement

17 Les mouvements élémentaires
La moelle épinière

18 Renflement cervical (C3 à D1) Renflement lombaire (L1 à S3)
Bulbe rachidien Moelle épinière Renflement cervical (C3 à D1) Corne antérieure Corne antérieure Corne antérieure Renflement lombaire (L1 à S3)

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20 Motoneurone = voie de sortie motrice
Informations des interneurones spinaux Information sensorielle Informations des voies descendantes Motoneurone

21 Le motoneurone (MN) 2 types Motoneurone  (MN) Motoneurone  (MN )
Innerve le fibres extrafusales Motoneurone  (MN ) Innerve le fibres intrafusales (à voir plus tard)

22 Motoneurones  Premier neurones à être étudiés dans le SNC des mammifères par des enregistrements intracellulaires à cause de leur taille m accessibilité possibilité de les identifier par stimulation antidromique Données morphologiques corps cellulaire m arbre dendritique 1000 m corrélation positive entre la taille de l ’arborisation dendritique et celle du corps cellulaire

23 Les motoneurones Organisés en regroupements ou noyaux, ou pools Noyau
alpha Unité motrice Organisés en regroupements ou noyaux, ou pools Fibres musculaires Noyau motoneuronal Muscle

24 Racine ventrale Corne ventrale Nerf rachidien Motoneurones Fibre
musculaire

25 Noyau motoneuronal

26 Les motoneurones Le corps cellulaire des motoneurones est localisé dans le SNC (système nerveux central) Les MNs sont situés dans la corne ventrale de la moelle épinière Musculature axiale Partie médiane de la corne ventrale Musculature appendiculaire (aux membres) Partie latérale de la corne ventrale

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28 L’unité motrice (UM) Un motoneurone et toutes les fibres musculaires innervées par celui-ci Les fibres d'une UM sont mélangées avec celles d'autres UMs à l'intérieur d'un muscle

29 3 types d’unités motrices
IIb IIa I Stimulation d ’un seul motoneurone Stimulation répétée haute fréquence Stimulation maximale répétée Rapide fatigable Rapide résistante à la fatigue Lente

30 Mouvement de précision
Le nombre de fibres musculaires par UMs varie d'un muscle à l'autre dépendant de la fonction Mouvement de précision Un rapport d'innervation (#de fibres musculaires par motoneurone) bas FPB -muscle intrinsèque du pouce fibres/MN Petite UM Mouvement de force (grossier) Un rapport d'innervation élevé # de fibres musculaire par motoneurone Gastrocnemius, muscle de la jambe fibres/MN Grosses UMs

31 Régulation de la force musculaire
augmentation ou diminution du nombre d’unités motrices recrutées principe de taille les petits motoneurones sont recrutés en premier augmentation de la fréquence de décharge des motoneurones

32 augmentation ou diminution du nombre d’unités motrices recrutées
principe de taille les petits motoneurones sont recrutés en premier

33 Régulation de la force musculaire
augmentation de la fréquence de décharge des motoneurones

34 Un réflexe Une réponse involontaire et automatique qui sert à protéger l’organisme Réponse unique ou intégrée à un mouvement volontaire

35 Transmission des réflexes
Neurone sensitif Neurone moteur Récepteur périphérique Centre réflexe Effecteur (muscle) Afférent Efférent

36 Réflexes médullaires ou spinaux
Réflexes de courte latence Information captée à la périphérie Récepteur Transmission vers la moelle Afférence Connections dans la moelle Synapses Transmission vers la périphérie Efférence Réponse motrice Activité musculaire

37 Réflexes spinaux La moelle épinière dissociée des centres supérieurs peut générer des réponses réflexes Les réflexes sont de deux origines majeures Musculaire Fuseau neuromusculaire (réflexe myotatique) Organe tendineux de Golgi (réflexe myotatique inverse) Cutanée et articulaire mécanorécepteurs et nocicepteurs (réflexe de flexion)

38 Réflexe myotatique (Réflexe d’étirement)

39 Réflexe myotatique (Réflexe d’étirement)
Éléments de base Récepteur Le fuseau neuromusculaire Afférences Afférences de type Ia et II Efférences Motoneurones

40 Le réflex myotatique: le réseau nerveux Motoneurone alpha Fuseau NM
Fibre sensorielle Ia Quadriceps Motoneurone alpha Fuseau NM Le réflex myotatique: le réseau nerveux Tendon du quadriceps

41 Réflexe myotatique: séquence des événements
Étirement du muscle Étirement du fuseau neuromusculaire Activation des fibres Ia et II Contact monosynaptique des fibres Ia avec les motoneurones du même muscle Activation des motoneurones Potentiel d ’action dans les fibres motoneuronales alpha Contraction du muscle

42 Le fuseau neuromusculaire
Fibres sensorielles Muscle Capsule

43 Le fuseau neuromusculaire
Organisé en parallèle avec les fibres musculaires extrafusales fibres musculaires squelettiques 2 parties Une partie centrale non-contractile Une capsule remplie de liquide 2 régions polaires

44 Le fuseau neuromusculaire
Contient des fibres musculaires spécialisées Fibres intrafusales 2-12 fibres intrafusales/fuseau neuromusculaire Entourées par une branche terminale des fibres afférentes

45 Fibres intrafusales 2 types de fibres intrafusales
Fibres à sac nucléaire (SN) Noyaux regroupés dans un sac au centre de la région réceptrice 1-3 SNs/fuseau neuromusculaire Diamètre = 1/2 de la fibre extrafusale Fibres à chaîne nucléaire (CN) Noyaux sont disposés en chaîne (ligne) dans la région réceptrice 3-9 CNs/fuseau neuromusculaire Diamètre et longueur = 1/2 SN

46 Afférences du fuseau neuromusculaire
2 types d'afférence Afférences Ia Afférence primaire terminaisons annulospirales Afférences II Afférence secondaire Terminaisons en bouquet

47 Afférence de type Ia Entoure la partie centrale de chaque fibre intrafusale Centre de la région réceptrice Répond : à l'étirement statique des fibres intrafusales à l'étirement dynamique des fibres intrafusales Informe le système nerveux de la vitesse du changement de longueur du muscle IMPORTANTE POUR le mouvement

48 Afférence de type II Située moins centralement que les fibres Ia
Surtout au niveau des fibres intrafusales à chaîne nucléaire Répond à l'étirement statique des fibres intrafusales Informe le système nerveux de la longueur du muscle La position

49 Les fibres sensorielles

50 Innervation du fuseau neuromusculaire
Chaque fuseau a sa propre innervation motrice C’est-à-dire que des motoneurones font contracter les fibres intrafusales: Ce sont les motoneurones gamma 5 à10 motoneurones gamma pour chaque fuseau neuromusculaire

51 Motoneurone alpha Motoneurone gamma Innervation gamma Fibres extrafusales Fibres intrafusales

52 Réflexe myotatique: connexions
Afférences Ia Excitatrices et monosynaptiques sur les MNs du muscle homonyme Monosynaptique Une synapse entre l’afférence et le MN Homonyme D’où provient l’afférence Afference Ia même muscle Antagoniste Motoneurone alpha Synergique

53 Réflexe myotatique: connexions
Afférences Ia Excitatrices et monosynaptiques sur les MNs des muscles synergistes Synergiste Muscle à fonctions similaires Afference Ia même muscle Antagoniste Motoneurone alpha Synergique

54 Réflexe myotatique: connexions
Afférences Ia Excitatrices et monosynaptiques sur les interneurones Ia (IN- Ia) Interneurone inhibiteur Interneurone Ia fait synapse sur les MNs du muscle antagoniste Antagoniste Muscle à fonctions opposés à celui d'où provient les afférences Afference Ia même muscle Antagoniste Motoneurone alpha Synergique Interneurone Ia

55 Réflexe myotatique: connexions
Afférences II Excitatrices et monosynaptiques sur les MNs du muscle homonyme Excitatrices et polysynaptiques (faibles connexions) sur les MNs du muscle homonyme

56 clip

57 Boucle de rétroaction négative qui régule la longueur du muscle

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59 Rôle de l’innervation motrice du fuseau neuromusculaire (motoneurone gamma)
Rôle principal est de maintenir la sensibilité des fuseaux neuromusculaires Motoneurones gamma sont activés simultanément avec les motoneurone alpha durant les mouvements Co-activation alpha-gamma

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61 Rôle de l’innervation motrice du fuseau
Renforcement de la contraction volontaire Servo-assistance Par activation du fuseau neuromusculaire et la boucle réflexe, l’excitation des motoneurones alpha est augmentée

62 Réflexe myotatique: effets
Excitation du muscle homonyme Excitation des muscles synergistes Inhibition du muscle antagoniste Afference Ia même muscle Antagoniste Motoneurone alpha Synergique

63 Un interneurone inhibiteur (interneurone Ia)
inhibe les motoneurones des muscles antagonistes Interneurone Ia inhibiteur Afférence Ia Fuseau NM Motoneurone alpha Muscle antagoniste

64 Réflexe myotatique inverse

65 Réflexe myotatique inverse
Os Récepteur L’Organe Tendineux de Golgi (OTG) Afférences Afférences de type Ib Efférences Motoneurones alpha OTG Afférence Ib Interneurone Ib inhibiteur Motoneurone alpha

66 Organisé en série avec les fibres extrafusales
Os Organisé en série avec les fibres extrafusales Situé à la jonction musculotendineuse Entre le muscle et le tendon Récepteur encapsulé à l'intérieur duquel passe les tendons 500 µm de longueur 10-15 fibres extrafusales sont reliées en série à chaque OTG OTG Afférence Ib Interneurone Ib inhibiteur Motoneurone alpha

67 Afférences de l’OTG Afférence de type Ib
Informe instantanément le système nerveux du degré de tension musculaire Plus sensible durant une contraction que durant l'étirement passif d'un muscle

68 Réflexe myotatique inverse: connexions
Afférence Ib pas de connexion monosynaptique sur les motoneurones toutes les connections sur les MNs sont via des INs les connexions Ib aux fléchisseurs sont très faibles par rapport à celles aux extenseurs les connections Ib sont plus étendues que celles des Ia

69 Réflexe myotatique inverse: connexions
Afférence Ib Connections disynaptiques 2 synapses entre l’afférence et le MN Excitatrices sur des INs inhibiteurs Synapse avec les MNs du muscle homonyme Synapse avec les MNs des muscles synergistes Excitatrices sur des INs excitateurs Synapse avec les MNs du muscle antagoniste

70 Réflexe myotatique inverse: ses effets
Inhibition du muscle homonyme Inhibition des muscles synergistes Excitation du muscle antagoniste

71 Rôle du réflexe Servo-contrôle de la tension musculaire
Une tension musculaire trop élevée Diminution de la tension par ce réflexe inhibiteur Une tension musculaire faible Effets du réflexe sont moins grands donc, possibilité d'augmenter la contraction Mécanisme de protection contre des contractions qui peuvent générer des tensions musculaires excessives et endommageantes à la fin d'un mouvement Atteinte des limites mécaniques de l'articulation

72 Raideur musculaire La raideur est le changement de force par rapport au changement de longueur (F/L) Les afférences musculaires jouent un rôle important dans le contrôle de la raideur musculaire Fuseau neuromusculaire (Ia et II) mesure la longueur du muscle OTG mesure la force du muscle

73 Le réflexe H ou de Hoffmann
n’est pas un réflexe physiologique se manifeste lors d ’une stimulation électrique transcutanée d’un nerf nerf sciatique poplité externe qui innerve le soléaire et les jumeaux interne et externe

74 Le réflexe H ou de Hoffmann
Événements qui apparaissent dans l’ordre en augmentant l ’intensité de stimulation. réponse H à 30 ms résulte de l’activation des fibres sensorielles Ia

75 Le réflexe H ou de Hoffmann
Événements qui apparaissent dans l’ordre en augmentant l’intensité de stimulation. réponse M à 6 ms résulte de l ’activation des fibres motrices 

76 Le réflexe H ou de Hoffmann
Événements qui apparaissent dans l’ordre en augmentant l’intensité de stimulation. diminution de l’amplitude de la réponse H résulte de la propagation des potentiels dans les fibres motrice  dans le sens inverse de la conduction normale produisant une collision. Les motoneurones sont aussi en période réfractaire

77 Courbe de Recrutement H-M
5-8 ms 25-35 ms Courbe de Recrutement H-M Réponse M Pourcentage de M max Réponse H Intensité de stimulation

78 Réflexes myotatiques Réflexe H Réflexe tendineux Réflexe d’étirement
2 mv 20 ms Morita et al, 1998

79 Réflexe de flexion

80 Réflexes de flexion 2 types de réflexe de flexion
Réponses à des stimuli non-nocifs ou non- douloureux Activations de récepteurs cutanés Afférentes de A bêta(II) Faible activation de un ou plusieurs fléchisseurs Pratiquement aucun mouvement Réponses à des stimuli nociceptifs ou douloureux Activations des nocicepteurs dans la peau ou plus profondément dans les muscles Afférences de type A delta (III) et C (IV) Contraction de plusieurs muscles fléchisseurs Mouvement de flexion de l'articulation

81 Les réflexes d’origine cutanée
Récepteurs Les récepteurs cutanés Afférences Afférences A bêta (II), A delta (III) et C(IV) Efférences Motoneurones alpha

82 les muscles fléchisseurs
A pour effet de provoquer une excitation des motoneurones qui innervent les muscles fléchisseurs Interneurones excitateurs Muscles fléchisseurs Afférence de la douleur

83 Flexion ipsilatérale et extension controlatérale

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85 Connexions Réflexe de flexion (de retrait) Côté ipsilatéral
Excitatrices et polysynaptiques sur les MNs des muscles fléchisseurs Inhibitrices et polysynaptiques sur les MNs des muscles extenseurs

86 Connexions Réflexe d'extension croisée Côté controlatéral
Inhibitrices et polysynaptiques sur les MNs des muscles fléchisseurs Excitatrices et polysynaptiques sur les MNs des muscles extenseurs

87 Effets Flexion du côté ipsilatéral Excitation des fléchisseurs
Inhibition des extenseurs Extension du côté controlatéral Excitation des extenseurs Inhibition des fléchisseurs

88 Modulation des réflexes
les réflexes médullaires sont pour la protection de l'organisme Modifiables (plastiques) Les circuits spinaux impliqués dans les réflexes sont sous l'influence d'influx excitateurs et inhibiteurs Voies descendantes Autres régions de la moelle épinière

89 Stimulation non-nocive
Modulation du réflexe de flexion Stimulation non-nocive Yang & Stein, 1990

90 Réseau d’inhibition réciproque
Motoneurone fléchisseur Interneurone excitateur Interneurones inhibiteurs Influx descendant du cerveau Interneurone excitateur Motoneurone extenseur Peut produire une activité alternée dans les muscles fléchisseurs et les muscles extenseurs. Mécanismes qui s’apparentent à la locomotion

91

92 Fin