Cellules de Renshaw: caractéristiques et fonctions de ces interneurones

Les cellules de Renshaw sont un groupe d'interneurones inhibiteurs qui font partie de nos fonctions motrices de la moelle épinière.

Ces cellules (du nom de la première personne à les décrire, Birdsey Renshaw) étaient les premier type d'interneurones spinaux à être fonctionnellement, morphologiquement et pharmacologiquement identifié. Dans cet article nous verrons ses caractéristiques.

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Que sont les cellules de Renshaw ?

Le concept de cellules de Renshaw a été postulé lorsqu'il a été découvert à partir de signaux antidromiques (qui se déplacent dans le sens inverse du sens physiologique) un motoneurone qui a voyagé collatéralement vers l'arrière, de la racine ventrale au moelle épinière, et qu'il y avait des interneurones se déclenchant à haute fréquence et entraînant une inhibition.

Dans plusieurs enquêtes, il a également été montré que ces interneurones, les cellules de Renshaw, Ils ont été stimulés par l'acétylcholine des motoneurones.

, le neurotransmetteur chargé de générer des potentiels d'action dans les fibres musculaires pour générer des mouvements de contraction.

Un autre élément de preuve a été de découvrir que la stimulation antidromique des fibres nerveuses générait également des potentiels d'action dans le corps de neurones moteurs, ainsi que l'hyperpolarisation (augmentation de la valeur absolue du potentiel membranaire de la cellule) d'autres groupes de motoneurones.

Mécanismes d'action

Les cellules de Renshaw, situées dans les cornes antérieures de la moelle épinière, transmettre des signaux inhibiteurs aux motoneurones environnants. Dès que l'axone quitte le corps du motoneurone précédent, il génère des branches collatérales qui se projettent vers les cellules de Renshaw voisines.

Particulièrement intéressant a été étudié comment les cellules de Renshaw se couplent aux motoneurones, ainsi que leur rôle dans les modèles de réseaux de rétroaction négative opérant dans différentes parties du système nerveux central.

motoneurones α

les motoneurones α donnent lieu à grandes fibres nerveuses motrices (d'un diamètre moyen de 14 nanomètres) et se ramifient plusieurs fois le long de leur parcours, puis pénètrent dans le muscle et innervent les grosses fibres musculaires squelettiques.

La stimulation d'une fibre nerveuse α excite de trois à plusieurs centaines de fibres musculaires squelettiques à n'importe quel niveau, collectivement appelées « unité motrice ».

Les cellules de Renshaw sont associées à ce type de motoneurone de deux manières. D'un côté, en recevant un signal excitateur de l'axone du motoneurone, dès qu'il quitte la racine motrice; de cette façon les cellules "savent" si le motoneurone est plus ou moins activé (potentiels d'action de déclenchement)

Pour l'autre, via la délivrance d'axones inhibiteurssynapse avec le corps cellulaire du motoneurone débutant, ou avec un autre motoneurone α du même groupe moteur, ou avec les deux.

L'efficacité de la transmission synaptique entre les axones des motoneurones α et les cellules de Renshaw est très élevé, puisque ce dernier peut être activé, bien qu'avec des rafales de durée plus courte, pour une seule neurone moteur. Les décharges sont générées par des potentiels postsynaptiques excitateurs de longue durée.

interneurones

Les interneurones sont présents dans toutes les régions de la substance grise médullaire, à la fois dans les cornes antérieures, ainsi que dans les cornes postérieures et intermédiaires qui se trouvent entre elles. Ces cellules sont beaucoup plus nombreuses que les motoneurones.

Ils sont de petite taille et ont une nature hautement excitable, car ils Ils sont capables d'émettre spontanément jusqu'à 1 500 décharges par seconde. Elles ont de multiples connexions entre elles et nombre d'entre elles, comme dans le cas des cellules de Renshaw, établissent des synapses directes avec les motoneurones.

Circuit de Renshaw

Les cellules de Renshaw inhibent l'activité des motoneurones, limitant leur fréquence de stimulation, ce qui directement influence la force de contraction musculaire. Autrement dit, ils interfèrent avec le travail des motoneurones, diminuant la force de contraction musculaire.

D'une certaine manière, ce mécanisme peut être bénéfique car nous permet de contrôler les mouvements afin de ne pas causer de dommages inutiles, effectuer des mouvements précis, etc. Cependant, dans certains sports, une plus grande force, vitesse ou explosivité sont requises et le mécanisme d'action des cellules Renshaw peut rendre ces objectifs difficiles.

Dans les sports qui nécessitent des actions explosives ou rapides, le système cellulaire de Renshaw est inhibé par le système nerveux central, de sorte qu'un plus grande force de contraction musculaire (ce qui ne signifie pas que les cellules de Renshaw s'arrêtent automatiquement fonction).

De plus, ce système n'agit pas toujours de la même manière. Il semble qu'à un âge précoce il ne soit pas très développé; et on le voit, par exemple, lorsqu'un enfant essaie de lancer la balle à un autre garçon qui se trouve à une courte distance, car normalement, au début, il le fera avec beaucoup plus de force que nécessaire. Et cela est dû, en partie, à la petite "action" des cellules Renshaw.

Ce système d'interneurones inhibiteurs se développe et se façonne avec le temps, compte tenu de la nécessité pour le système musculo-squelettique lui-même d'effectuer des actions plus ou moins précises. Par conséquent, si nous devons effectuer des actions précises, ce système sera remarqué et développé davantage; et vice versa, si nous optons pour des mouvements et actions plus violents ou explosifs.

Fonctions cérébrales et motrices

Au-delà des cellules de Renshaw et à un autre niveau de complexité, le comportement de nos muscles est contrôlé par le cerveau, principalement par sa région externe, le cortex cérébral.

Il zone motrice primaire (situé au centre de notre tête), est chargé de contrôler les mouvements ordinaires, comme la marche ou la course; et la zone motrice secondaire, responsable de la régulation des mouvements fins et plus compliqués, tels que ceux nécessaires pour produire la parole ou jouer de la guitare.

Une autre des zones importantes dans le contrôle, la programmation et le guidage de nos mouvements est la zone prémotrice., une région du cortex moteur qui stocke les programmes moteurs appris à travers nos expériences.

Parallèlement à cette région, nous trouvons également la zone motrice supplémentaire, responsable de l'initiation, de la programmation, de la planification et de la coordination de mouvements complexes.

Enfin, il convient de noter le cervelet, la zone du cerveau responsable, ainsi que le ganglions de la base, pour démarrer nos mouvements et maintenir le tonus musculaire (état de légère tension pour rester debout et prêt bouger), car il reçoit des informations afférentes sur la position des extrémités et le degré de contraction musclé.

Références bibliographiques:

• Renshaw, B. (1946). Effets centraux des impulsions centripètes dans les axones des racines ventrales spinales. Journal de neurophysiologie, 9, pp. 191 - 204.