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UE8 : NeurologieLundi 17 février 2020 Pr KubisRonéotypeur : Pauline TORTORARonéoficheur : Henriette CAZET

COURS 15 : SYSTEME MOTEUR MEDULLAIRE ET PERIPHERIQUE –

PARTIE 1

Le cours est identique à l’année dernière. La prof à accepté de relire la ronéo.

ROT : Reflexe Ostéo-TendineuxPA : Potentiel d’ActionMvt= mouvementSNC= système nerveux centralFNM= Fibre Neuro Musculaire

sur 12Ronéo 5- UE8- cours 15 partie 1

Sommaire

I. IntroductionA. Généralités B. Les différents types de mouvement C. Les structures anatomiques

II. Le mouvement réflexeA. Le réflexe myotatiqueB. Le réflexe myotatique inverse C. Réflexe de flexion/ retrait et d’extension croisée

III. Le mouvement volontaire A. Le cortex B. Organisation des couches en fonction des aires cérébralesC. Voies de la motricité : le système latéral descendantD. Aires de la motricité


I. Introduction

A. Généralités

Le système moteur est l’ensemble des structures qui interviennent dans le contrôle et la régulation du mouvement et/ou de la locomotion. Il intervient dans tous les mouvements du quotidien : par exemple, pour attraper une bouteille d’eau, il faut d’abord la visualiser grâce au système visuel, évaluer la force nécessaire pour d’un côté, ne pas l’écraser, mais d’un autre, réquisitionner assez de force pour ne pas la lâcher. Ainsi, un geste simple requiert l’utilisation de nombreux systèmes moteurs et sensoriels. Le deuxième type de système moteur est celui induit par la pensée, par exemple lorsqu’on se demande si l’on a bien fermé la porte de chez soi en partant: retourner à son appartement pour fermer la porte constitue une action commanditée par la pensée.

B. Les différents types de mvts

Le mvt passif

Le mouvement passif est un mouvement induit par une force, un examinateur externe. Il est illustré par le mouvement que le médecin contraint son patient à réaliser pour vérifier que celui-ci ne présente pas d’obstacle mécanique (en somme, il fait bouger le bras de son patient pour vérifier l’amplitude de mouvement). Il mobilise à la fois l’os, le tendon et le muscle (qui possède deux points d’attache : un qui est fixe et l’autre qui est mobile), et est indépendant du système nerveux.

Le mvt actif

Mouvement réflexe (inconscient)

Un stimulus sensoriel atteint un organe sensoriel, celui ci transmet un PA au SNC (moelle, tronc cérébral) avec qui il fait synapse: c’est la voie afférente. Il peut y avoir l’intervention d’un interneurone inhibiteur ou activateur (pas systématiquement), qui fait synapse avec un motoneurone alpha qui stimule l’organe effecteur (muscle) : c’est la voie efférente. Les réflexes sont inconscients et stéréotypés (un même stimulus déclenche toujours le mouvements réflexe; comme par exemple les ROT). Le réflexe est automatique et il a pour but de protéger les organes.

Mouvement automatique (+/- conscient)

Ils sont innés et plus ou moins motivés par l’apprentissage (par exemple la respiration, que l’on peut contrôler/bloquer si l’on souhaite mais qui se réalise même quand nous n’y pensons pas, ou encore le réflexe de la marche qui est ensuite modulé par l’apprentissage)

Mouvement volontaire ou intentionnel (conscient)

Déclenché par un stimulus extérieur ou intérieur (décision volontaire). Ceux-ci empruntent nécessairement le cortex cérébral (si volontaire/ conscient rôle obligatoire du cortex).


La moelle spinale fait ensuite le relai entre le cortex et l’organe effecteur. En effet, le SNC est un centre intégrateur qui peut être inhibiteur ou activateur (il module ainsi l’information).

C. Structures anatomiques impliquées

⇒ Cortex⇒ Moelle spinale⇒ Motoneurone ou nerf moteur⇒ Muscle⇒ Nerfs sensoriels et leurs récepteurs ⇒ tronc cérébral⇒ Cervelet et noyaux gris centraux

II. Le mouvement réflexe

A. Le réflexe myotatique

Il s’agit d’un réflexe ostéo-tendineux d’étirement qui est involontaire et monosynaptique, c’est-à-dire sans interneurone. Il est provoqué par une percussion du tendon qui entraine l’étirement du muscle strié squelettique et la contraction

musculaire. La fibre afférente s’approche du système nerveux, fait relai dans le SNC (l’interneurone est au niveau de la moelle spinale (parfois dans le tronc cérébral). Le réflexe est stéréotypé, rapide et reproductible.

Le réflexe myotatique permet le contrôle de la longueur musculaire. L'étirement passif ou actif d'un muscle entraîne une contraction réflexe de celui-ci qui a pour objectif de rendre au muscle sa longueur initiale. Il joue un rôle majeur dans le tonus et protège le muscle d’un étirement prolongé. L’organe sensoriel est le fuseau neuromusculaire. Les fibres du FNM sont appelées fibres intrafusales et sont disposées parallèlement aux fibres extrafusales (fibres striées squelettiques). Il existe deux types de fibres intra-fusales qui se distinguent par l’organisation de leur noyau : à sac nucléaire (noyaux en amas) ou à chaine nucléaire (noyaux empilés). Les fibres peuvent être entourées par une branche terminale des fibres afférentes (Ia et II).


Ia et II sont des fibres sensitives qui se rejoignent et circulent dans le même nerf afférent sensoriel. Elles ont les mêmes propriétés que les fibres extrafusales (capacité de contraction), et comme elles sont disposées de manière parallèle, elles suivent leurs mouvements. Elles ont une partie distale contractile et une partie distale non contractile.

La percussion provoque un étirement des fibres extrafusales, qui se transmet aux fibres intrafusales. Il y a alors transmission d’un PA des fibres Ia et II depuis le muscle strié jusqu’à la partie postérieure de la moelle (= voie afférente). Celles-ci font synapse avec la corne antérieure de la moelle, où se trouve le motoneurone alpha, qui se projette sur les fibres striées du muscle et provoque sa contraction. Le réflexe est arrêté par rétrocontrole inhibiteur provoqué par la collatérale de Renshaw.

Un autre motoneurone est également activé : le motoneurone gamma. Ce dernier se projette sur la partie contractile des fibres intrafusales, et renforce la contraction volontaire. Il permet le maintien de la posture ainsi que le tonus. Son diamètre est plus petit et son action sera retardée par rapport à celle du motoneurone alpha. Le motoneurone alpha va donc innerver les fibres extrafusales et gamma la partie contractile.

Enfin, il y a activation d’un motoneurone inhibiteur qui provoque l’inhibition de la contraction du muscle antagoniste : celui-ci se relâche (par exemple dans le réflexe rotulien, le muscle quadriceps se contracte et le muscle ischio-jambier se relâche : ce sont les muscles antagonistes, qui ont une fonction inverse par rapport au quadriceps).

Ainsi, sous le contrôle des voies descendantes, le FNM détecte un écart de variation de longueur du muscle. De manière générale, le système sensoriel code pour un changement d’état et leurs conséquences dans le temps.


Les fibres :

* Fibres Ia : terminaison annulo-spiralée, responsables de la réponse dynamique (vitesse de changement de la longueur du muscle : le mouvement)

* Fibres II : terminaison en gerbe ou en bouquet, responsables de la réponse statique (informe sur la longueur actuelle du muscle : la posture)

Lorsque le muscle commence à s’étirer et qu’il atteint un niveau de stabilité, on a un changement d’état, la fibre Ia va décharger, on parle d’une réponse dynamique ou

une réponse phasique. La fibre II est quand a elle est sensible à un état modifié mais stable, on a une réponse statique qui informe que le muscle est toujours étiré.

De quoi est constitué l’arc réflexe du réflexe myotatique ? - 1 récepteur sensoriel : le fuseau

neuromusculaire - 1 arc afférent = la fibre sensitive de gros diamètre Ia (>II), rapide - 1 arc efférent = le motoneurone α (+ motoneurone γ) - 1 réponse involontaireavec la contraction du muscle agoniste / homonyme, la contraction du muscle synergiqueet la relaxation du muscle antagoniste.

Concernant les neurotransmetteurs: Pour le SNC (moelle), il s’agit du glutamate, alors qu’en périphérie (dans le FNM), on retrouve l’acétylcholine.

B. Le réflexe myotatique inverse

Le réflexe myotatique inverse permet le contrôle de la tension musculaire. Il protège le tendon d'un arrachement au niveau de ses jonctions myo- et ostéo-tendineuses, du fait des trop fortes tensions qui lui seraient imposées. Il a pour rôle de détecter et stabiliser la force d’un muscle. Il permet également le maintien de la posture. Il est reproductible, involontaire et disynaptique, c’est-à-dire qu’il y a la présence d’un interneurone ; il n’y a pas de motoneurone gamma.

L’organe sensoriel est l’organe tendineux de Golgi, situé en série des fibres fusales, à la jonction tendino- musculeuse. S’il arrive une fatigue d’un muscle de la cuisse, on aura une diminution de la force, qui diminue l’activité de l’organe tendineux de Golgi, qui conduit à une diminution de l’inhibition des motoneurones et une reprise de la contraction du muscle

Le réflexe myotatique inverse fait intervenir un arc afférent (la fibre sensitive de gros diamètre Ib), un interneurone et un arc efférent (le motoneurone α)


La contraction du muscle étire la jonction tendino-musculeuse, ce qui génère un PA depuis l’organe de Golgi ; la fibre Ib (gros diamètre) établit une première synapse avec un interneurone inhibiteur qui empêche l’activation du motoneurone alpha et donc la contraction

supplémentaire du muscle. En parallèle, il active un motoneurone alpha des muscles antagonistes : il produit ainsi l’effet inverse du réflexe myotatique. L’interneurone est donc inhibiteur sur les muscles extenseurs agonistes et excitateur sur les muscles fléchisseurs antagonistes.

C. Réflexe de flexion/ retrait et d’extension croisée

C’est un réflexe nociceptif (réflexe de défense), dont le but est d’éloigner la partie du corps soumise à un influx douloureux = réflexe polysynaptique.C’est un réflexe de défense, qui éloigne la partie du corps soumise à un influx douloureux. On parle d’inhibition réciproque : la contraction des muscles agonistes s’accompagne d’un relâchement des muscles antagonistes et vice versa. Ex : une douleur nous prend sur la plante des pieds, il va permettre le relâchement du quadriceps du côté de la douleur pour permettre de garder la jambe en haut, hors du danger, et contracter les ischio jambiers controlatéraux pour pouvoir mieux tenir sur l’autre jambe et garder l’équilibre).

RAPPELS DE P2 (et oui c’était dans tes cours de loco mon coco) Les circuits contenus dans la moelle spinale sont organisés à chaque étage : on parle de segmentation médullaire. Rappel : réflexes ostéotendineux, renseigne sur l’étage, le niveau de l’atteinte radiculaire. C5 : réflexe bicipitalC6 : réflexe stylo-radialC7 : réflexe tricipitalC8 : réflexe cubito pronateur

Ces réflexes se doivent d’être régulés : après l’étirement d’un muscle, la cellule de Renshaw envoie un message inhibiteur pour limiter la décharge via le système inhibiteur descendant. L’étude du muscle se fait par un électromyogramme, qui se fait en trois étapes : 1) Conduction motrice ou stimulo- détection motrice 2) Conduction sensitive ou stimulo- détection sensitive 3) Détection


III. Le mouvement volontaire

A. Le cortex Les lobes cérébraux sont recouverts par le cortex cérébral, dont la surface totale est de 0.45m2 chez l’adulte en moyenne. Le cortex est formé de deux hémisphères, traversés par des scissures (scissure de Rolando, scissure de Silvius), et séparés par un sillon interhémisphérique. Il existe différents lobes cérébraux : lobe frontal (très développé chez l’Homme), temporal, pariétal, occipital.

Le cerveau humain est très plissé ce qui lui permet d’augmenter considérablement sa surface (0,5m carrés tout déplissé) dans un espace réduit (contrairement au cerveau des rongeurs, qui lui est tout lisse par exemple ; il existe également des pathologies appelées lissencéphalies qui diminuent les capacités cognitives).

Le cortex est formé de 6 couches cellulaires, qui diffèrent selon leur densité cellulaires et numérotées de I à VI. Dans la couche IV, des neurones sensoriels arrivent de la périphérie et pénètrent dans le cortex.

La couche V contient des cellules pyramidales (de part la forme de leurs corps cellulaires très volumineux), dont les axones peuvent sortir du cerveau. Ainsi, les couches IV et V permettent la communication avec le reste du corps grâce à leurs fibres qui peuvent rentrer (via la couche IV) et sortir (via la couche V) du cerveau. Le neurone pyramidal est classé selon la taille du corps cellulaire : petite (10-15 μm), moyenne (25-30 μm), grande (40-50 μm), et géante (50-100 μm)=cellule de Betz).

Les interneurones ont pour rôle la communication entre les différentes couches ducortex, ils sont divisés en deux types de par leurs caractéristiques histologiques:- interneurones activateurs : cellules granulaires épineuses, à NT glutamate ou aspartate.

- interneurones inhibiteurs : cellules granulaires lisses, à NT GABA.

B. Organisation des couches en fonction des aires cérébrales

Cortex moteur primaire et homonculus moteur

- Le cortex est divisé en aires, selon leurs caractéristiques histologiques (épaisseurs des couches, nombre de couches, etc ...) : ce sont les aires de Brodmann.

- L’aire 4 de Brodmann, en avant de la scissure de Rolando, correspond au cortex moteur primaire (c’est la découverte de Penfield : sa stimulation entraine une contraction des muscles de l’hémicorps controlatéral).


- Ainsi, chaque point de la surface de l’aire 4 stimulé électriquement provoque un mouvement dans la partie du corps qui lui correspond : c’est la somatotopie fonctionnelle. Ainsi, chacune des régions de l’aire 4 contrôle un territoire corporel. Les mains et la bouche ont de très grandes régions de l’aire 4, elles sont surreprésentées : on parle ainsi

d’homonculus moteur non proportionnel. En effet, l’Homme à développé de façon très importante le langage articulé et la dextérité manuelle pour mieux communiquer et survivre ; ces fonctions ont donc une représentation particulièrement importante au niveau du cortex moteur primaire. La prof a précisé qu’il était important de connaître les différentes régions de l’homonculus.

- De plus, le cerveau conserve une plasticité cérébrale tout au long de la vie, c’est-à-dire un remodelage de ses régions qui permet de les développer (à travers l’apprentissage par exemple).

Inhibition latérale

L’inhibition latérale se définit par le fait que la stimulation d’une région corticale ne diffuse pas aux régions adjacentes : cela est permis par la stimulation d’un interneurone inhibiteur par une collatérale. Chez les épileptiques, il y a un dysfonctionnement de l’activation de cet interneurone inhibiteur, et donc une activation propagée des interneurones excitateurs lors de la crise, qui se fait théoriquement dans l’ordre de l’homonculus moteur (d’abord la langue, puis la face, la main etc).

Les inhibiteurs du GABA, la bicuculline (antagoniste des récepteurs GABA), reproduisent ainsi les crises.

C. Voies de la motricité : le système latéral descendant est formé de la voie

1) Voie corticospinale latérale descendante ou faisceau pyramidal : Cette voie est empruntée lors d’un mouvement volontaire (un pianiste qui appuie sur une touche par exemple) :

- L’information prend naissance au niveau de neurones pyramidaux de la couche V du cortex moteur primaire (aire 4 de Brodmann) que l’on appelle cellules


corticospinale latérale et de la voie rubro-spinale latérale descendante

pyramidales de Betz, dans la région de l’homonculus correspondant

- Cet influx nerveux passe à travers le bras postérieur de la capsule interne, puis traverse le tronc cérébral (composé du mésencéphale, du pont, le bulbe) ; au moment d’arriver dans la moelle spinale cervicale, 80 % des fibres subissent une décussation pyramidale dans la partie basse de la moelle allongée (20 % des fibres ne croisent pas, il s’agit d’un système protecteur en cas d’atteinte de la décussation).

- L’axone du neurone descend ensuite dans la moelle via le cordon latéral, et fait synapse avec le motoneurone alpha dans la corne antérieure et permet le mouvement souhaité au niveau de la musculature distale controlatérale.

- Ainsi, une lésion au dessus de la décussation (dans le cerveau ou le tronc cérébral), entraine une hémiplégie controlatérale, tandis qu’une lésion en dessous de la décussation entraine une hémiplégie homolatérale.

La voie cortico spinale permet donc la motricité fine (agilité) et distale (petits muscles de la main)

2) Voie rubro-spinale latérale : ___________________________________

L’information prend naissance au niveau du noyau rouge (et non du cortex!) Ces fibres croisent dès le pont du tronc cérébral (contrairement à la voie corticospinale où la décussation a lieu dans la partie basse de la moelle allongée, qui fait suite au tronc cérébral). Elles descendent dans le cordon latéral (dans un faisceau différent de la voie cortico-spinale, plus en dedans que la voie corticospinale, qui est plus en dehors). La voie rubro-spinale est donc spécialisée dans le mouvement des muscles proximaux (tronc, posture).

Il existe une somatotopie dorsolatérale et ventromédiale des motoneurones alpha des muscles dans la moelle. En effet, la partie dorso-latérale de la corne ventrale (où se projette la voie corticospinale) contrôle les muscles distaux, alors que la partie ventromédiale de la corne antérieure (où se projette la voie rétrospinale) contrôle


les muscles proximaux et axiaux.

En cas d’atteinte, et pour protéger les différentes voies, il existe un système de redondances: - Les 20 % de fibres issues de la voie corticospinale qui ne décussent pas- La voie rubrospinale- Le fait qu’un même motoneurone est activé par plusieurs fibres cortico-spinales- Le fait qu’une fibre cortico-spinale se projette sur plusieurs motoneurones- La plasticité cérébrale- Le système médial descendant (qui sera plus détaillé dans les prochains cours, il n’est pas à savoir pour celui-ci)

D. Aires de la motricité

Cortex primaires hétérotypiques

- Il s’agit de cortex qui présentent une grande différence de taille entres les couches corticales (d’où le nom hétérotypique). - Ils possèdent des neurones qui entrent et/ou qui sortent du cerveau.- Ils correspondent au cortex moteur primaire de l’aire 4 et au cortex sensoriel des aires 1, 2 et 3

Cortex homotypiques

- La taille de leurs couches corticales est égale (homotypique). - Il s’agit de cortex dits associatifs : leurs neurones ne sortent/n’entrent pas dans le cerveau. Ils communiquent entre eux en formant un carrefour d’échange d’informations : ils permettent une analyse des informations sensorielles. - Ainsi le cortex pariétal postérieur (aires 5 et 7) est le carrefour de toutes les informations sensorielles qu’il interprète et transmet ces informations aux autres régions. - Les cortex moteurs associatifs (qui jouent un rôle dans le mouvement) sont situés en avant de l’aire 4, au niveau de l’aire 6 (qui contient le cortex prémoteur et l’aire motrice supplémentaire) Cortex prémoteur : il contrôle les muscles axiaux et proximaux du corps et du bras vers une cible après une phase initiale d’orientation (sensorielle) (je vois une balle, je l’attrape)Il joue un rôle dans la programmation des mouvements requérant une prise d’information sensorielle (le plus souvent visuelle) ; il est donc en connexion avec l’aire pariétale postérieure.

Aire motrice supplémentaire : il répond à une stimulation interne, elle est impliquée dans l’apprentissage et la coordination entre


les différents mouvements. Les neurones miroirs (région F5 du cortex prémoteur ventral) sont activés à la fois lors de l’exécution de l’action par le sujet mais également lorsque le sujet observe le même geste réalisé par quelqu’un d’autre.

Ils jouent un rôle dans les processus d’apprentissages basés sur l’observation et l’imitation, ainsi que dans les fonctions de communication.

Exploration de la voie corticospinale : les potentiels évoqués moteurs

- Émission d’un champ magnétique à l’aide d’un courant électrique de forte intensité pendant une durée très brève : il traverse l’os crânien et atteint le cortex sans atténuation, et génère un courant électrique dans les neurones jusqu’à 3-5 cm en profondeur (le tout sans générer de douleur).

Les neurones reprennent leur fonctionnement normal quand le champ magnétique est interrompu.

- Placés au niveau du cerveau, on mesure un temps de latence cortical et au niveau du cou, on mesure un temps de latence cervical. En soustrayant ces 2 temps, on obtient le temps de conduction central.

DEDIIII

Pops : dédicace aux deux clara qui m’ont accompagné en amphi pour deux heures de pur plaisir (Dournaud on t’a vu partir au bout de

10min), gros keur sur le BDT (mon stage en réa s’est avéré bien plus difficile à cause de vos traquenards), la mif les 812, à la CCE qui

s’annonce fort tchatcheuse (grâce aux meilleurs VPs <3 ), à tous les sports que j’ai baltringue ce semestre, à ce boloss de Bubo qui veut

qu’on se voit que quand il a de la vaisselle à faire (et qui est le meilleur partenaire d’alcool triste EVER), au 12.zoulettes, aux chakals, à mes

prétendant(e)s de la st valentin <3 ( dédi aussi à Val pdt qu’on y ait pcq c’est grave le meilleur parrain et que maintenant il a plus de vie).

MAIS SURTOUT DEDI A VOUS QUI NE BALTRINGUEZ PAS CE COURS pcq c’était horrible en amphi, pire expérience ever, ambiance

2/10 vraiment je déconseille (et dédi à toi qui lis cette dédicace avant de faire le cours, bon courage pour les heures à venir <3)

Riri : à pops pour cette ronéo de l’enfer (vous ne valideriez pas sans elle..), à la team CTT/multi-loc (plus particulièrement les 100 ♥♥, hâte

de vivre l’enfer avec vous) et Adellon !


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