Propriocepteurs
La proprioception est un sens général somatique, qui donne à notre corps la capacité à détecter et percevoir le mouvement, l'action et la position. Elle est assurée par les propriocepteurs, des récepteurs sensoriels situés dans les parties mobiles du corps, comme les muscles, les tendons et les articulations. Ces récepteurs, sensibles à des stimulus mécaniques, fournissent des informations sensorielles sur la direction, la vitesse et la force des mouvements du corps. La kinesthésie, alias le sens du mouvement, est le produit de l’intégration par le système nerveux central (SNC) des informations envoyées par les propriocepteurs avec d'autres sensations : des afférences provenant du système vestibulaire sur la position et les mouvements de la tête ainsi que du système visuel sur la perception du mouvement propre.
Ainsi, des informations sensorielles provenant de tout le corps contribuent au maintien de l'équilibre, de la coordination et de la perception spatiale. Grâce à la proprioception, nous sommes capables de nous déplacer sans réfléchir consciemment à l'endroit où poser notre pied, ou encore de toucher notre coude les yeux fermés.
Cet article abordera les différents types de propriocepteurs et leur physiologie.
Définition |
Récepteurs sensoriels situés près des parties mobiles du corps (muscles, tendons, articulations) qui permettent au corps de percevoir ses propres mouvements et sa position afin de maintenir l'équilibre, la coordination et la conscience spatiale. |
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Types |
Fuseaux neuromusculaires : longueur et vitesse de déplacement musculaires Organes tendineux de Golgi : tension musculaire Récepteurs articulaires : angle, pression et mouvement articulaires |
Voies ascendantes |
Proprioception consciente : système des colonnes dorsales Propriocepteurs → neurones afférents (sensoriels) → ganglions des racines dorsales → faisceau gracile (partie inférieure du corps) et faisceau cunéiforme (partie supérieure du corps) → noyaux du bulbe rachidien (noyau gracile et noyau cunéiforme) → neurone de deuxième ordre→ décussation médiane du bulbe rachidien → lemnisque médian → noyau ventro-postéro-latéral (VPL) du thalamus → neurone de troisième ordre → gyrus postcentral (cortex somatosensoriel) Proprioception inconsciente : tractus spinocérébelleux Partie supérieure du corps : tractus spinocérébelleux dorsal (ipsilatérale) et tractus spinocérébelleux ventral (décussation à deux reprises) Partie inférieure du corps : voie cunéo-cérébelleuse et voie spinocérébelleuse rostrale (ipsilatéralement) |
Fonction
Les propriocepteurs fonctionnent en continu en transmettant des informations sensorielles au système nerveux central (SNC), aux régions responsables du contrôle moteur et de l'équilibre. Les variations de longueur ou de tension musculaire, ainsi que les modifications de la position articulaire, activent les propriocepteurs, qui acheminent des signaux via les voies afférentes vers la moelle spinale (moelle épinière) et le cerveau. Cette boucle de rétroaction sensorielle en temps réel, impliquant les propriocepteurs, est essentielle aux mouvements volontaires et involontaires. Les propriocepteurs peuvent former des circuits mécanosensoriels réflexes avec les motoneurones afin de fournir un retour d'information rapide sur la position du corps et des membres. Par exemple, les réflexes myotatiques (d'étirement), médiés par les fuseaux neuromusculaires, se produisent sans intervention consciente, illustrant l'efficacité du traitement proprioceptif pour maintenir la stabilité en induisant la contraction musculaire et en s'opposant à l'étirement. Le rôle des propriocepteurs dans le maintien de la conscience spatiale et du contrôle corporel souligne leur importance au quotidien : du maintien de la posture debout à la préhension d'objets, en passant par l'exécution de mouvements complexes dans les sports exigeant des réponses précises et rapides, les propriocepteurs jouent un rôle crucial dans le maintien de l'équilibre et la correction des mouvements en cas d'écart de la trajectoire.
Types
Les propriocepteurs sont généralement des mécanorécepteurs encapsulés. Il en existe trois principaux types : les fuseaux neuromusculaires, les organes tendineux de Golgi (OTG) et les récepteurs articulaires. Chaque type distinct fournit des informations différentes qui, ensemble, déterminent le profil sensoriel de la position et du mouvement du corps.
Fuseaux neuromusculaires
Les fuseaux neuromusculaires sont situés dans le ventre des muscles squelettiques. Ils sont constitués de fibres intrafusales et disposés parallèlement aux fibres extrafusales. Les fibres intrafusales sont entourées par de fibres afférentes Ia et II et sont innervées par des motoneurones gamma. Les fuseaux neuromusculaires réagissent aux variations de la longueur et de la vitesse de déplacement musculaires et contribuent au maintien du tonus musculaire et à l'ajustement de la posture lors des mouvements. Lorsqu'un muscle squelettique est étiré, le fuseau neuromusculaire envoie un signal à la moelle spinale via la racine dorsale, provoquant la contraction du muscle. Ce phénomène est appelé réflexe myotatique (réflexe d'étirement ou réflexe tendineux profond).
Organe tendineux de Golgi
Les organes tendineux de Golgi (OTG) sont situés à la jonction myotendineuse, en série avec les fibres musculaires squelettiques extrafusales. Ils sont encapsulés dans une capsule de tissu conjonctif et entrelacés avec une ou plusieurs fibres afférentes Ib (fortement myélinisées, permettant une vitesse de conduction élevée). Ils réagissent aux variations de tension musculaire dues à la contraction ; lorsqu’une tension excessive surcharge le tendon, l’activation des fibres sensorielles Ib transmet des signaux inhibiteurs et excitateurs à la moelle épinière, entraînant respectivement la relaxation du muscle contracté et la contraction du muscle antagoniste via les motoneurones alpha. Ainsi, les OTG protègent contre les fractures par avulsion musculaire ou les tensions excessives du muscle.
Récepteurs articulaires
Les récepteurs articulaires sont situés dans le tissu conjonctif des capsules articulaires, au niveau des articulations. Ce sont des récepteurs à seuil bas qui détectent l'angle, la pression et le mouvement articulaires, contribuant ainsi à la sensation de la position des membres. Les récepteurs articulaires sont essentiels aux mouvements complexes et/ou impliquant le port de charges. Par ailleurs, l'ajustement rapide de la respiration au début d’un exercice physique est provoqué par les informations proprioceptives transmises par les récepteurs articulaires aux centres respiratoires du cerveau, induisant une augmentation de la respiration afin de répondre aux besoins anticipés d’oxygène et d'élimination du dioxyde de carbone.
Voies ascendantes
Lorsqu'ils sont stimulés, les propriocepteurs génèrent des impulsions nerveuses qui se propagent le long des fibres afférentes vers le système nerveux central, où elles sont intégrées aux informations provenant d'autres systèmes sensoriels, tels que le systèmes vestibulaire dans l’oreille moyenne et le système visuel, pour former une représentation complète de la position, du mouvement et de l'accélération du corps.
La proprioception consciente est véhiculée par le système des colonnes dorsales. Les neurones des ganglions de la racine dorsale sont acheminés par le faisceau gracile (fibres issues des neurones sensoriels de la partie inférieure du corps) et le faisceau cunéiforme (fibres issues des neurones sensoriels de la partie supérieure du corps) jusqu'aux noyaux bulbaires respectifs, à savoir le noyau gracile et le noyau cunéiforme, où ils font synapse avec un second neurone. Ce second neurone poursuit son trajet ascendant et décusse au niveau de la ligne médiane de la moelle allongée pour former un faisceau appelé lemnisque médial. Ces axones se terminent dans le noyau ventral postérolatéral (VPL) du thalamus, où ils font synapse avec un troisième neurone, projetant vers le gyrus postcentral du cortex cérébral. À ce niveau, les stimulus somatosensoriels sont traités, permettant ainsi la perception consciente du stimulus.
La proprioception inconsciente est transmise au cervelet par les tractus spinocérébelleux, permettant ainsi la coordination automatique des mouvements. Le tractus spinocérébelleux postérieur transmet les informations proprioceptives des propriocepteurs du bas du corps, via des neurones, au noyau de Clarke dans la moelle spinale, puis au cervelet du même côté (sans décussation). Le tractus spinocérébelleux antérieur, par contre, se distingue par deux décussations : une dans la moelle spinale et une autre dans le tronc cérébral, pour finalement atteindre le cervelet du même côté que le stimulus initial. Les tractus cunéocérébelleux et spinocérébelleux rostral restent ipsilatéraux et transmettent les informations proprioceptives du haut du corps.
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Notes cliniques
Les dysfonctionnements de la proprioception peuvent entraîner divers symptômes affectant l'équilibre, la coordination et la perception spatiale. Parmi les symptômes courants, on retrouve un mauvais équilibre et un risque accru de chutes, une maladresse ou des mouvements incoordonnés, des anomalies de la marche, une instabilité posturale et des réactions motrices lentes ou inefficaces.
Les déficits proprioceptifs sont fréquents chez les personnes atteintes d'affections neurologiques touchant le système nerveux périphérique, telles que la neuropathie diabétique ou le syndrome de Guillain-Barré. Ces déficits peuvent être évalués par le test de Romberg : le patient est invité à se tenir debout, pieds joints, puis à fermer les yeux. En l'absence de repères visuels, le corps doit se fier aux stimuli proprioceptifs liés à la position des articulations et des muscles pour maintenir son équilibre. Tout changement de posture serait dû à des déficits proprioceptifs ou cérébelleux, le patient retrouvant son équilibre une fois les yeux rouverts.
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Kim Bengochea, Université Regis, Denver