Jonction neuromusculaire
Définition
La jonction neuromusculaire est le point où une impulsion électrique est envoyée du système nerveux et transmise au muscle. Ces impulsions signalent aux fibres musculaires de se contracter et de produire un mouvement.
La jonction neuromusculaire est une connexion synaptique entre l'extrémité terminale d'un nerf moteur et un muscle (squelettique, lisse, cardiaque). Cette jonction est le site de transmission du potentiel d'action du nerf au muscle. Elle est aussi un site pour de nombreuses maladies et un site d'action pour de nombreux médicaments pharmacologiques.
Anatomie d'une jonction neuromusculaire :
La jonction neuromusculaire est un type de synapse où les signaux neuronaux du cerveau ou de la moelle épinière interagissent avec les fibres musculaires squelettiques, provoquant leur contraction.
Explications
L'activation simultanée de nombreuses fibres musculaires provoque la contraction des muscles, qui à son tour peut produire du mouvement. La jonction neuromusculaire est donc un élément clé de la capacité du corps à produire et à contrôler le mouvement. Étonnamment, les processus au niveau de la jonction neuromusculaire se déroulent à des vitesses qui permettent aux mouvements de survenir sans retard ni décalage appréciable.
La jonction neuromusculaire, où les nerfs et les fibres musculaires se rencontrent, est une synapse essentielle pour la contraction et le mouvement des muscles. Le mauvais fonctionnement de ces jonctions peut entraîner le développement de maladies neuromusculaires évolutives, dont certaines n'ont pas de traitement efficace (comme la maladie de Lou Gehrig).
La jonction neuromusculaire est essentiellement composée de deux types différents de cellules : les cellules musculaires squelettiques et un type de cellule nerveuse appelé motoneurones. Les motoneurones sont recouverts de canaux ioniques qui s'ouvrent en réponse aux signaux électriques du cerveau. Une fois ces canaux ioniques ouverts, une série de réactions en cascade permet au signal d'atteindre les cellules musculaires squelettiques, ce qui entraîne finalement une contraction musculaire.
Composants
Chaque muscle est entouré d'une fine feuille de tissu conjonctif ou fascia appelé épimysium. Dans le muscle, des faisceaux de fibres ou de cellules musculaires, appelés fascicules, sont liés par une autre couche de tissu conjonctif appelée périmysium. Chaque fibre musculaire ou cellule d'un fascicule est elle-même enfermée dans une couche de tissu conjonctif appelée endomysium.
Chaque fibre musculaire individuelle est innervée (alimentée) et contrôlée par un motoneurone. Ce motoneurone, dont le corps cellulaire est situé dans le système nerveux central, aura des axones qui pénètrent dans le muscle et pénètrent dans le périmysium.
À ce stade, chaque axone du motoneurone se divisera en branches appelées axones terminaux. Vers l'extrémité de l'axone terminal, le plus proche de la fibre musculaire, la pointe de l'axone terminal s'agrandit et devient le bulbe synaptique terminal. C'est le bulbe terminal synaptique du motoneurone qui comprend le composant du système nerveux de la jonction neuromusculaire. La composante musculaire est une région de la fibre musculaire appelée plaque motrice. Entre les bulbes synaptiques terminaux du neurone et la membrane cellulaire de la fibre musculaire (le sarcolemme) se trouve un espace connu sous le nom de fente synaptique, qui est le dernier composant de la jonction neuromusculaire.
Ampoule terminale synaptique
La présence de la fente synaptique entre le bulbe terminal synaptique du neurone et la plaque terminale motrice de la fibre musculaire signifie que le signal électrique ou potentiel d'action, provenant du système nerveux central, doit en quelque sorte traverser (traverser) cet espace. La jonction neuromusculaire accomplit cela en transformant le signal électrique du système nerveux en un signal chimique qui peut être déplacé à travers la fente synaptique.
Le produit chimique dans ce cas est l'acétylcholine (ACh), un exemple de neurotransmetteur qui permet aux neurones de communiquer avec d'autres cellules. L'ACh est stockée à l'intérieur du bulbe synaptique dans des sacs membranaires appelés vésicules synaptiques. Lorsque le signal électrique s'approche du bulbe synaptique, il stimule l'afflux de calcium (Ca2+) en ouvrant des canaux voltage-dépendants dans la membrane cellulaire du neurone.
L'augmentation de Ca2+ dans le cytosol du bulbe synaptique provoque le déplacement et la fusion des vésicules synaptiques vers la membrane cellulaire du neurone. Une fois fusionnées, les vésicules synaptiques libèrent leur contenu - ACh - par exocytose dans la fente synaptique. L'ACh se déplace ensuite à travers la fente synaptique vers la plaque d'extrémité motrice de la fibre musculaire.
Plaque motrice
De l'autre côté de la fente synaptique du bulbe synaptique se trouve une région spécialisée du sarcolemme des fibres musculaires connue sous le nom de plaque motrice (membrane post-synaptique). Il existe une jonction neuromusculaire associée à chaque fibre musculaire, et elle est généralement située près du milieu de la fibre. Cela signifie que la plaque motrice sera également située près du milieu de la fibre musculaire.
La plaque motrice a deux spécialisations qui la rendent idéale pour recevoir l'ACh libéré du bulbe synaptique :
- La première spécialisation au niveau de la plaque motrice est la présence de plis jonctionnels, qui sont des invaginations profondes ou des rainures du sarcolemme qui fournissent une grande surface où l'ACh du bulbe synaptique peut interagir.
- Deuxièmement, dans la région de la plaque motrice, le sarcolemme des plis jonctionnels contient 30 à 40 millions de récepteurs à l'acétylcholine. Ces récepteurs sont des protéines transmembranaires intégrales qui fonctionnent comme un canal ionique une fois activés.
La liaison de deux molécules d'ACh à un récepteur de l'acétylcholine ouvre le canal ionique dans le récepteur et permet l'influx de sodium (Na+) dans la fibre musculaire. C'est cet afflux de Na+ qui initie une fois de plus une impulsion électrique ou un potentiel d'action qui se déplace vers l'extérieur de la plaque motrice vers les deux extrémités de la fibre musculaire, provoquant la contraction et le raccourcissement de la fibre musculaire.
Fente synaptique
Jusqu'à présent, la fente synaptique n'était qu'un espace entre les composants neuronaux et musculaires de la jonction neuromusculaire. Il abrite cependant une enzyme indispensable au bon fonctionnement des muscles.
Si l'ACh restait dans la fente synaptique, il continuerait à se lier aux récepteurs de l'acétylcholine dans la région de la plaque motrice, provoquant une contraction musculaire continue. Au lieu de cela, la fente synaptique contient de l'acétylcholinestérase (AChE), une enzyme qui décompose l'ACh en acétyle et en choline, dont aucun ne peut activer les récepteurs de l'acétylcholine.
Bloqueurs de la jonction
Un certain nombre d'événements qui interviennent à la jonction neuromusculaire peuvent être affectés soit par des produits végétaux, soit par des médicaments.
Par exemple, la toxine botulique, qui est produite par la bactérie Clostridium botulinum, bloque la libération d'ACh à partir des vésicules synaptiques contenues dans le bulbe terminal synaptique. En l'absence d'ACh présent dans la fente synaptique et sans liaison aux récepteurs de l'acétylcholine dans la région de la plaque motrice, la contraction musculaire ne survient pas, paralysant essentiellement la victime, arrêtant la respiration et entraînant la mort. Cette bactérie peut exister en raison d'aliments mal conservés et la toxine qu'elle produit est l'une des plus mortelles connues. Cependant, elle peut également être utilisée de manière sélective en médecine (Botox), pour détendre les muscles qui peuvent être à l'origine de strabisme (yeux croisés), de blépharospasme (clignotement incontrôlable) ou de problèmes d'élocution dus à des spasmes des cordes vocales.
Le curare, un poison à base de plantes, peut également provoquer une paralysie musculaire en se liant et en bloquant les récepteurs de l'ACh dans la plaque d'extrémité motrice de la fibre musculaire. Dans ce cas, l'ACh est présente, mais elle ne peut pas activer et ouvrir les canaux ioniques qui permettent l'afflux de Na+ qui initie le potentiel d'action dans la fibre musculaire. Les médicaments aux propriétés similaires au curare peuvent également être utilisés à des fins thérapeutiques pendant une intervention chirurgicale pour détendre la musculature.
Plutôt que de provoquer une paralysie, d'autres produits chimiques peuvent être utilisés pour renforcer les contractions musculaires faibles si nécessaire, comme dans la myasthénie grave. Ces agents anticholinestérasiques agissent en ralentissant l'activité de l'AChE, qui à son tour ralentit l'élimination de l'ACh de la fente synaptique. Avec l'ACh persistant dans la fente synaptique, il continuera à se lier aux récepteurs de l'ACh et à renforcer la contraction musculaire.
Synonymes, antonymes
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