Anatomie de l'arc réflexe
L'arc réflexe est la base structurale et fonctionnelle de toute réaction réflexe, même la plus complexe. Pour qu'une réponse spécifique à un stimulus ait lieu, l'impulsion nerveuse doit suivre un trajet strictement défini. L'arc comprend cinq éléments :
- Récepteur — terminaisons nerveuses sensitives qui perçoivent en premier l'excitation.
- Voie afférente — nerf sensitif transmettant le signal de la périphérie vers les centres.
- Centre nerveux — zone du SNC où se produisent le relais et le traitement de l'information.
- Voie efférente — nerf moteur acheminant l'impulsion vers la périphérie.
- Effector — organe effecteur. Il s'agit d'un tissu musculaire (qui répond par la contraction) ou d'un tissu glandulaire sécréteur (qui répond par la sécrétion).
Règle critique : un réflexe n'est possible qu'en cas d'intégrité des cinq maillons. Si la chaîne est rompue à n'importe quelle étape, la réaction ne se manifestera pas.
Classification des réactions réflexes
Toute l'activité réflexe se divise globalement en deux catégories.
- Réflexes inconditionnels — réactions innées et génétiquement déterminées. Ils sont relativement constants tout au long de la vie et sont déclenchés par l'action de stimuli adéquats sur les récepteurs correspondants. Les réactions inconditionnelles complexes comprennent les réflexes alimentaires, de défense, sexuels et d'orientation-investigation.
- Réflexes conditionnés — ce sont des réactions acquises au cours de la vie individuelle. Ils sont extrêmement variables et directement liés à l'apprentissage. Leur formation nécessite un renforcement — l'interaction du nouvel arc en formation avec l'arc d'un réflexe inconditionnel puissant satisfaisant des besoins vitaux.
Le neurone comme base du système nerveux
L'activité du système nerveux central repose sur les processus se déroulant dans les neurones. Le neurone est composé d'un corps (soma), de multiples prolongements, les dendrites (portant un grand nombre de synapses) et d'un unique axone, duquel peuvent naître des branches collatérales.
Selon les principes de l'organisation neuronale formulés par S. Ramón y Cajal, la cellule représente une unité morphologique, génétique et fonctionnelle. Une loi capitale est la loi de polarité dynamique : l'excitation se propage le long du neurone dans une direction strictement univoque (des dendrites vers l'axone). Il existe également une stricte unité trophique : lors de l'ablation du corps du neurone, l'axone dégénère, et la ligature de l'axone entraîne la mort de toute la cellule.
Selon leur fonction, les neurones se divisent en :
- Afférents : conduisent l'information provenant des organes des sens.
- Interneurones (intercalaires) : relient les cellules au sein du SNC.
- Efférents : acheminent les commandes vers les muscles ou les glandes.
Génération et transmission du signal
Les mécanismes d'excitation des neurones s'expliquent par deux théories complémentaires.
La théorie électrique s'appuie sur l'hétérogénéité de la membrane. Les synapses intégratrices (qui occupent 75 % de la surface) siègent sur les dendrites, dotées d'une conductivité voltage-dépendante grâce aux canaux calciques. L'excitation des synapses crée une différence de potentiel entre le corps cellulaire et le cône d'implantation de l'axone (origine de l'axone). Le cône est chargé positivement et dépourvu de synapses. Lorsque la différence de potentiel augmente rapidement, c'est précisément là que naît l'activité de pointes (potentiel d'action).
La théorie chimique associe l'excitation à la libération de médiateurs :
- Médiateurs excitateurs (acétylcholine, noradrénaline, glutamate) provoquent la dépolarisation de la membrane postsynaptique, formant un potentiel postsynaptique excitateur (PPSE).
- Médiateurs inhibiteurs (GABA, glycine) créent des potentiels inhibiteurs (PPSI).
Des neuromodulateurs — oligopeptides (opioïdes, substance P, angiotensine II, vasopressine, ocytocine) — peuvent moduler l'efficacité de la transmission.
Activité intégrative selon P.K. Anokhin
Le neurone ne se contente pas de transmettre un signal. L'activité intégrative comprend trois étapes :
- Convergence d'excitations diverses sur les synapses de la cellule.
- Création d'un état intégratif à l'intérieur du cytoplasme (traitement de l'information).
- Génération d'une activité impulsive spécifique sur l'axone.
Ce processus s'accompagne de l'expression de protéines spécifiques par le génome du neurone, ce qui façonne une réponse membranaire spécifique. En conséquence, le neurone réagit sélectivement uniquement aux excitations qui contribuent à satisfaire le besoin initial de l'organisme.
En bref : réponses aux questions sur le sujet
Selon quels critères les réflexes sont-ils classés en physiologie normale, outre leur origine (conditionnés/inconditionnels) ?
En physiologie normale, les réflexes sont classés selon plusieurs critères. Critères de classification des réflexes :
- Selon la localisation des centres — spinaux, bulbaires, mésencéphaliques (tronc cérébral), corticaux.
- Par rapport aux organes régulés — somatiques, végétatifs (autonomes).
- Selon l'effecteur — musculaires, sécrétoires.
- Selon la structure du maillon central — monosynaptiques, polysynaptiques.
- Selon la signification fonctionnelle — fléchisseurs et extenseurs, statiques et statokinétiques, simples et en chaîne, tendineux et myotatiques.
- Selon la signification biologique — de défense (protecteurs), d'orientation.
On distingue également la classification basée sur l'interaction des systèmes nerveux somatique et végétatif.
Quels types d'inhibition centrale existent dans les arcs réflexes ?
L'inhibition centrale est classée selon sa nature électrophysiologique et sa localisation. Selon la nature électrophysiologique, on distingue :
- Inhibition par hyperpolarisation — diminution de l'excitabilité tissulaire due à une hyperpolarisation.
- Inhibition par dépolarisation persistante — obstacle au retour du potentiel membranaire au repos en raison d'une fréquence élevée d'excitation.
- Inhibition par stabilisation — blocage de la perméabilité sodique des membranes sans modification du potentiel de repos.
Selon la localisation, on distingue :
- Inhibition présynaptique — se produit dans la synapse axo-axonique, bloque la conduction de l'excitation avant la cellule principale.
- Inhibition postsynaptique — se produit dans la synapse axo-somatique, inhibition directe du neurone postsynaptique.
Il est également fait mention de l'inhibition réciproque (conjuguée).
Pour se remémorer facilement les 5 maillons de l'arc réflexe, utilisez la phrase : «Réflexe Absolument Complètement Efficace Effecteur » (Récepteur, Afférence, Centre, Efférence, Effecteur).
Questions des cours et des examens
Que se passe-t-il si l'on endommage l'un des composants de l'arc réflexe ?
Le réflexe disparaîtra complètement. La condition sine qua non de la réalisation de toute réaction réflexe est l'intégrité absolue des cinq composantes de l'arc.
Où exactement l'influx nerveux prend-il naissance dans le neurone ?
La génération du potentiel d'action se produit dans le segment initial, à savoir le cône d'implantation de l'axone. Cette zone est chargée positivement et est dépourvue de synapses.
Comment les réflexes conditionnés et inconditionnés sont-ils liés entre eux ?
L'établissement d'un réflexe conditionné repose sur le renforcement, c'est-à-dire l'interaction d'un nouvel arc d'excitation (conditionné) avec l'arc d'un réflexe inconditionné puissant qui satisfait les besoins vitaux.
À étudier également sur le sujet
- Fonctions des neurones : réceptrice, de codage, de transport et trophique.
- Rôle du facteur de croissance nerveuse (NGF) dans le trophisme et le développement des connexions synaptiques.
- Caractéristiques des mécanismes de transport axonal rapide et lent.
- Récepteurs NMDA et action spécifique du glutamate dans le SNC.
- Structure du système nerveux de type syncytial chez les invertébrés inférieurs.
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