Vidéo: Sens somatiques mécanoréceptifs

On aurait tous bien besoin de vacances de temps en temps, et comme beaucoup de gens, j'aime la plage – la texture de ces grains de sable, le soleil chaud, l'eau fraîche et surtout mon truc préféré : laisser mes empreintes dans le sable. Le toucher, la température, la pression sont toutes des sensations somatiques. “Somatique” signifie qu'ils sont liés au corps. Ce sont des sensations que notre corps peut percevoir et dont nous sommes conscients. Il peut s'agir de sensations mécanoréceptives, thermiques ou douloureuses.

Dans ce tutoriel, nous allons en apprendre davantage sur les sens somatiques mécanoréceptifs.

Les sens somatiques mécanoréceptifs sont éveillés par des stimuli mécaniques qui déplacent physiquement ou déforment des structures sensorielles spécifiques appelées “mécanorécepteurs”. Ces sensations peuvent être de deux types : tactiles ou proprioceptives.

Les sensations tactiles incluent celles que nous avons vues plus tôt, comme le toucher et la pression, mais comportent également les vibrations. Le toucher et la pression peuvent être précis et facilement localisés, comme un papillon posé contre le dos de votre main : c’est le toucher discriminatif. Il peut aussi être brut, non précis, et difficilement localisable, comme la sensation de chaussettes sur vos pieds. On parle alors de toucher grossier ou non-discriminatif. Toutes ces sensations tactiles sont généralement captées par les mécanorécepteurs cutanés situés dans la peau.

Le sens de la position, comme son nom l'indique, consiste à savoir où se trouvent les différentes parties de notre corps les unes par rapport aux autres. Il existe deux types de sens proprioceptifs. Le premier est la proprioception statique. Par exemple, si vous pliez votre coude droit les yeux fermés, vous sauriez que votre coude droit est plié même sans le regarder.

Le deuxième type de sens proprioceptif est la proprioception dynamique où nous percevons des choses comme la vitesse à laquelle nos bras et nos jambes bougent. Les sens proprioceptifs impliquent des récepteurs particuliers, les propriocepteurs, situés dans les muscles, les tendons et les articulations.

Intéressons-nous d'abord aux sens tactiles qui utilisent les mécanorécepteurs cutanés.

Ces récepteurs sont des terminaisons neuronales spécialisées présentes dans la peau. Certains sont superficiels tandis que d'autres sont profonds. Différents types de récepteurs cutanés sont répartis dans tout notre corps. Il existe plus précisément cinq récepteurs cutanés importants pour les sensations tactiles. Ce sont des mécanorécepteurs à bas seuil, sensibles à des stimuli doux et non nocifs.

Bien que les terminaisons nerveuses libres puissent détecter le toucher et la pression non-discriminatifs, nous en apprendrons davantage à leur sujet avec la douleur et la température où elles fonctionnent alors comme des récepteurs à haut seuil. Les neurones formant ces récepteurs peuvent être dotés d’une capsule autour de leurs terminaisons, mais ce n’est pas toujours le cas. S'ils n'ont pas de capsule de tissu conjonctif, ce sont des récepteurs dits non encapsulés. À l’inverse s'ils en ont un, ils sont dits encapsulés.

Apprenons-en maintenant un peu plus sur chacun de ces récepteurs. Nous commencerons par la jonction entre l'épiderme et le derme. Certains neurones se terminent par des structures élargies en forme de disque appelées disques ou corpuscules de Merkel, près de la couche basale de l'épiderme. Elles sont associées à des cellules spécialisées appelées cellules épithéliales tactiles ou cellules de Merkel. Ensemble, ils forment ce que l’on appelle un complexe tactile épithélial, également connu sous le nom de complexe cellule-neurite de Merkel.

On trouve dans la peau velue des regroupements de ces terminaisons dotées de disques appelés dômes tactiles. Bien qu'elle ne soit pas entièrement comprise, la fonction de ces récepteurs est liée au toucher : ils aident à déterminer la texture, la pression soutenue et sont sensibles aux bords et arêtes des objets.

Ensuite, nous avons les corpuscules tactiles, également connus sous le nom de corpuscules de Meissner. Ils sont orientés perpendiculairement à la surface de la peau dans les papilles dermiques, principalement dans les peaux glabres, comme nos paumes et nos plantes de pieds. Ils sont cylindriques et dotés d’une structure centrale encapsulée faite de cellules de Schwann modifiées et ressemblant à une pile de crêpes. La terminaison neuronale non myélinisée serpente d'avant en arrière entre les cellules empilées.

​​Il existe de nombreux corpuscules tactiles au bout de nos doigts, parfaitement situés pour un toucher précis et fin. Leur grande sensibilité est importante dans des activités comme la lecture du braille, par exemple. Ils peuvent également détecter des vibrations à basse fréquence comme le flottement ou la sensation d'un objet texturé se déplaçant sur la peau.

Plus profondément dans le derme se trouvent les corpuscules bulbeux, également appelés corpuscules de Ruffini ou terminaisons de Ruffini. Ce sont des terminaisons nerveuses ramifiées entre des fibres de collagène entourées d'une capsule. Ils sont situés dans les peaux velue et glabre et sont sensibles à l'étirement de la peau. Ils sont d’ailleurs également situés dans les capsules articulaires et aident à détecter la position et le mouvement, comme nous le verrons plus tard.

Dans les parties plus profondes du derme et du tissu sous-cutané se trouvent les mécanorécepteurs cutanés les plus grands et peut-être les plus connus – les corpuscules lamellaires de Pacini. Ils ont une structure en forme d'oignon que vous pouvez voir ici en coupe transversale. Ils sont sensibles aux pressions profondes et aux vibrations à haute fréquence, en particulier entre 200 et 300 Hertz.

On les trouve également en interne, dans les articulations et les membranes interosseuses. Chaque corpuscule lamellaire est formé d’une terminaison nerveuse centrale, entourée de couches et de couches de cellules de Schwann modifiées formant des lamelles concentriques autour de lui. Celles-ci sont recouvertes d'une capsule fibreuse externe. La terminaison nerveuse n'est pas myélinisée puisque le neurone afférent perd sa gaine de myéline lorsqu'il pénètre dans le corpuscule.

Passons maintenant à ces récepteurs situés autour des bulbes des follicules pileux.

Ce sont des nerfs qui peuvent s'enrouler autour ou à côté du follicule. Ils sont appelés récepteurs des follicules pileux, également connus sous le nom de terminaisons périfolliculaires. Ils sont stimulés lorsque les poils sont pliés mécaniquement et à nouveau lorsqu'ils sont relâchés. Ainsi, ils réagissent aux objets qui effleurent la surface de la peau, fonctionnant comme des récepteurs tactiles.

Pour la plupart de ces mécanorécepteurs, la distorsion physique de leur structure due à des stimuli tels que le toucher, la pression ou les vibrations, ouvre des canaux ioniques mécanosensibles. Cela permet aux ions comme le sodium de pénétrer dans la cellule, provoquant un potentiel de dépolarisation appelé potentiel de récepteur. Si l'intensité du stimulus est suffisamment forte pour amener le potentiel membranaire à un seuil, cela ouvrira des canaux sodiques voltage-dépendants, déclenchant un potentiel d'action qui se propagera le long du neurone sensoriel ou afférent.

La plupart des mécanorécepteurs cutanés ont des terminaisons neuronales. Ces terminaisons neuronales ne sont pas myélinisées. Cependant, les axones de ces neurones sont fortement myélinisés. Il s'agit de fibres de type A-bêta, qui ont une vitesse de conduction élevée d’entre 30 et 70 mètres/seconde. L'avantage d'avoir ce type de fibres est qu'elles sont bonnes pour localiser exactement d'où vient le stimulus et pour évaluer ses changements d'intensité.

Tous ces neurones afférents vont transporter des impulsions vers la moelle épinière et, par les voies sensorielles, celles-ci atteindront le cerveau. Le cerveau sera alors capable de percevoir ce stimulus. Chaque neurone sensoriel cutané dessert une zone de la peau qui est appelée son champ récepteur. Il capte les stimuli de cette région particulière, puis fait synapse avec un neurone de second ordre qui transmettra ensuite ces informations au système nerveux central.

Ces champs récepteurs peuvent varier en taille et peuvent même se chevaucher. Par exemple, le bout de nos doigts possède de nombreux neurones sensoriels et des champs plus petits, tandis que la peau de notre dos a moins de neurones mais des champs plus grands.

Stimulons deux points placés à proximité l'un de l'autre. Si les deux sont des champs récepteurs distincts avec leurs propres neurones sensoriels, ils feront synapse sur des neurones de second ordre, et une fois qu'ils atteignent le cerveau, les stimuli seront perçus comme deux points distincts. Au lieu de cela, si les champs étaient plus grands, les deux points pourraient se trouver dans un seul champ et donc être détectés comme un seul point.

De grands champs récepteurs peuvent se chevaucher. Les neurones transportant des informations provenant de ces champs pourraient alors converger et s'additionner sur un neurone de second ordre. C'est la sommation spatiale, que nous avons vue dans les leçons précédentes. Cela fait du champ récepteur du neurone de second ordre un grand champ et donc les deux stimuli séparés sont perçus comme un seul stimulus, même si deux points distincts ont été stimulés. Il s'agit de la discrimination en deux points, c’est-à-dire notre capacité à évaluer si deux points de stimuli sont des points séparés.

La distance minimale nécessaire entre les deux points pour les distinguer est ce que l’on appelle le seuil de discrimination en deux points, qui est beaucoup plus bas sur le bout des doigts que sur le dos. Au fur et à mesure que le stimulus se poursuit, la réponse de ces récepteurs diminue régulièrement. Il s'agit de l'adaptation, que nous avons apprise dans notre vidéo d'introduction sur les récepteurs sensoriels.

Les mécanorécepteurs connaissent également une adaptation. Certains s'adaptent rapidement et d'autres prennent leur temps, s'adaptant lentement.

Les corpuscules lamellaires sont des récepteurs qui s'adaptent très rapidement. Ils réagissent dès que le stimulus, comme la pression, est appliqué et cessent très rapidement de répondre. Mais lorsque la pression est relâchée, ils réagissent à nouveau. Ces types de récepteurs sont mieux adaptés aux stimuli qui changent rapidement comme les vibrations à haute fréquence.

Les corpuscules de Meissner s'adaptent également rapidement. Les corpuscules bulbeux et les complexes de Merkel, quant à eux, s'adaptent lentement. Ils réagissent aussi longtemps que le stimulus est présent, gardant le cerveau continuellement informé.

Maintenant que nous avons abordé les sens tactiles, jetons un coup d'œil rapide aux sens proprioceptifs.

Comme nous l'avons appris précédemment, il s'agit généralement de propriocepteurs. Il est important de se rappeler que les récepteurs tactiles cutanés comme les corpuscules bulbeux et lamellaires se trouvent également dans les articulations, ainsi que des récepteurs ressemblant aux organes tendineux et aux terminaisons nerveuses libres. Ils sont impliqués dans la détection de la position, détectant les angles des articulations et informant ainsi le cerveau de la position des différentes parties du corps dans l'espace.

Les muscles et les tendons ont des propriocepteurs importants – le fuseau neuromusculaire et l'organe tendineux de Golgi. Les fuseaux neuromusculaires sont des récepteurs encapsulés répartis dans les muscles squelettiques de tout le corps. Ils sont composés de fibres musculaires spécialisées dans une capsule. Ces fibres intrafusales, comme on les appelle, sont innervées par des neurones A-alpha fortement myélinisés. Ils détectent l'étirement des fibres musculaires.

Lorsque le muscle s'étire, leur fréquence de décharge augmente. Lorsque le muscle se raccourcit, la fréquence diminue. Cela donne au système nerveux central des informations concernant la longueur du muscle, le taux de variation de cette longueur et donc les angles des articulations.

L'organe tendineux, communément appelé organe tendineux de Golgi, est situé dans les tendons, près de l'attache avec le muscle. Ce sont des faisceaux de fibres tendineuses entourées d'une capsule. Ils ont des nerfs afférents A-alpha fortement myélinisés qui se ramifient après être entrés dans la capsule. Ces organes tendineux de Golgi sont plus sensibles aux tensions musculaires lorsqu'un muscle se contracte. Ils fournissent des informations sur la tension dans le muscle et le taux de changement de tension.

Ensemble, ces propriocepteurs sont importants pour le sens de la proprioception et sont responsables de maintenir le système nerveux central informé en permanence. Ils adaptent lentement les récepteurs qui répondent aussi longtemps que le stimulus est présent. Ainsi, nos mécanorécepteurs façonnent nos expériences sensorielles en captant à la fois les sens tactiles et les sens proprioceptifs.

Voilà qui conclut ce tutoriel sur les sens somatiques mécanoréceptifs.

N'oubliez pas de consulter nos autres unités d'étude et nos articles sur le système nerveux.

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