Les réflexes

Lors d'un réflexe myotatique, le stimulus est l'étirement du tendon, qui provoque l'étirement du muscle, perçu par le fuseau neuromusculaire constitué de fibres musculaires modifiées. Un message nerveux sensoriel est généré puis véhiculé le long d'un neurone sensoriel du nerf rachidien, qui parvient à la moelle épinière par sa racine dorsale (ou postérieure). Les neurones sensoriels ont leurs corps cellulaires dans les ganglions rachidiens ; leurs extrémités sont en contact avec le corps cellulaire d'un motoneurone (ou neurone moteur), au niveau de la substance grise de la moelle épinière. Le centre nerveux des réflexes myotatiques est donc situé dans la moelle épinière, et le cerveau n'intervient pas dans leur commande.
Dans le neurone, le message nerveux est de nature électrique et consiste en une succession de potentiels d'action transmis le long de l'axone d'un neurone. Le potentiel d'action est une inversion transitoire du potentiel membranaire du neurone (tension électrique existant de part et d'autre de la membrane plasmique). Ils sont tous identiques (même durée et même amplitude) et se propagent le long de l'axone du neurone de proche en proche sans s'atténuer. L'intensité du message nerveux est codée en fréquence de potentiels d'action : plus le nombre de potentiels d'action véhiculés par le neurone par unité de temps est important, plus l'intensité du message nerveux est élevée.
Dans la substance grise de la moelle épinière, l'extrémité de l'axone du neurone sensoriel est en contact, au niveau d'une synapse, avec le corps cellulaire du motoneurone, ce qui constitue le relais synaptique de l'arc réflexe. L'arrivée du message nerveux à l'extrémité du neurone présynaptique déclenche la sécrétion d'un neurotransmetteur présent initialement dans des vésicules au niveau de l'extrémité neuronale. Par exocytose, les vésicules fusionnent avec la membrane plasmique du neurone présynaptique et libèrent leurs neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Ceux-ci se fixent sur des récepteurs spécifiques présents sur la membrane plasmique du neurone postsynaptique (le motoneurone). Cette fixation déclenche la création d'un message nerveux formé de potentiels d'actions se propageant dans le motoneurone. La quantité de neurotransmetteurs libérés dans la synapse est en adéquation avec la fréquence des trains de potentiels d'action du neurone présynaptique. Ainsi, au niveau de la synapse, l'intensité du message nerveux de nature chimique est codée en concentration de neurotransmetteurs.

Les motoneurones cheminent par les racines ventrales des nerfs rachidiens jusqu'aux organes effecteurs, c'est-à-dire les muscles. La zone de contact entre le motoneurone et le muscle est appelée synapse neuromusculaire, jonction neuromusculaire ou encore plaque motrice. Au niveau de la synapse neuromusculaire, l'arrivée du message nerveux propagé dans le motoneurone entraîne l'exocytose dans la fente synaptique d'un neurotransmetteur, l'acétylcholine. Celle-ci se fixe sur ses récepteurs à la surface de la cellule musculaire. Des cations entrent dans cette cellule et provoque une dépolarisation de sa membrane : un potentiel d'action musculaire est alors généré. Celui-ci se propage le long des replis internes de la membrane plasmique musculaire, étroitement associés au réticulum sarcoplasmique, ce qui déclenche l'expulsion des ions calcium de ce réticulum. L'augmentation de la concentration en ions calcium agit sur le cytosquelette de la cellule musculaire et provoque la contraction musculaire.