Les fuseaux neuromusculaires sont des récepteurs d'étirement situés à l'intérieur des muscles striés-volontaires ; grâce à leur activité, ils sont capables de capturer l'état d'étirement des muscles et d'envoyer les informations collectées à la moelle épinière et au cerveau. L'activité des fuseaux neuromusculaires est donc très importante à la fois pour prévenir les blessures liées aux étirements excessifs, à la fois pour maintenir un tonus musculaire normal, et pour effectuer des mouvements fluides de manière harmonieuse et contrôlée.
Tous les muscles squelettiques, à l'exception d'un muscle de la mâchoire, contiennent en leur sein plusieurs fuseaux neuromusculaires, qui sont particulièrement concentrés au niveau des muscles de la mastication, de la colonne vertébrale, des yeux, des membres et des mains. Ici, les fuseaux neuromusculaires, longs d'environ 5 à 10 mm, sont disposés parallèlement aux fibres musculaires ordinaires et grâce à cette disposition particulière « côte à côte », ils sont capables de capturer le degré d'allongement.
Anatomie
Le fuseau neuromusculaire est constitué d'une capsule de tissu conjonctif qui entoure un petit groupe de fibres musculaires (de 4 à 10), dotées d'une structure cytologique « spéciale » ; ces fibres sont souvent appelées intrafusales, pour les distinguer des fibres ordinaires, qui, à conditions égales, se voient attribuer l'adjectif "extrafusal".
La physiologie des fibres intrafusales est expliquée, tout d'abord, en examinant en détail leur structure anatomique. À leurs extrémités, elles sont assez semblables aux fibres ordinaires et contiennent donc des fibrilles striées contractiles. La vraie différence réside dans la partie équatoriale qui est agrandie, dépourvue de myofibrilles et riche en terminaisons sensorielles sensibles à l'étirement, immergée dans une substance gélatineuse.
Pour cette raison, on dit que les fibres des fuseaux neuromusculaires sont effectrices aux deux pôles (elles se contractent en réponse à un stimulus nerveux) et émetteurs au centre (d'où elles envoient des informations sur l'état d'élongation).
Anatomiquement, les fibres musculaires intrafusales sont divisées en fibres de sac nucléaire (également appelées fibres de sac ou de poche) et en fibres de chaîne nucléaire. Les premiers ont une zone centrale élargie, riche en noyaux. Les fibres de la chaîne nucléaire, en revanche, ont une distribution nucléaire allongée, toujours concentrée dans la région équatoriale, mais également étendue à la périphérie ; ils sont également plus courts et plus fins que les précédents.
Du point de vue anatomique, les terminaisons sensorielles du fuseau neuromusculaire sont disposées, en partie en s'enroulant jusqu'à la région médiane (annulus-spirale ou terminaisons primaires) et en partie formant une branche de gaule dans les régions voisines (terminaisons fleuries ou secondaires).
Les terminaisons primaires sont plus épaisses, ont une vitesse de conduction élevée, appartiennent à la classe des fibres Ia et se séparent à la fois des fibres du sac et de la chaîne nucléaire ; les terminaisons secondaires, appartenant à la classe des fibres de type II, sont plutôt plus minces, moins rapide dans la propagation des impulsions et innervent principalement les fibres de la chaîne des noyaux.
Du point de vue physiologique, cependant, on distingue les fibres sensibles à conduction rapide (type Ia) et les fibres sensibles à conduction plus lente (type II). Les premiers, bien qu'ayant des terminaisons sur les deux types de fibres, sont des terminaisons annulaires-spirales caractéristiques des fibres de poche des noyaux dynamiques (voir ci-dessous). Les fibres plus lentes II, d'autre part, ont des terminaisons annulaires-spirales qui enveloppent les fibres dans un sac de noyaux statiques et les fibres de la chaîne ; les terminaisons fleuries appartiennent également à cette catégorie.
Contrairement aux fibres musculaires extrafusales, qui reçoivent des apports des motoneurones alpha, les fibres du fuseau se contractent sous l'action des motoneurones gamma (fibres nerveuses provenant de la corne antérieure de la moelle épinière caractérisées par un calibre réduit).
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