Contrôle du tonus musculaire
Le principal régulateur du tonus musculaire est le fuseau musculaire, une petite unité sensorielle étroitement associée à un muscle et située parallèlement à celui-ci. Se connectant à l’endomysium d’une fibre musculaire, les fuseaux musculaires sont composés de fibres de sac nucléaire et de fibres de chaîne nucléaire. Ces deux types de fibres sont similaires aux fibres musculaires dans la mesure où elles contiennent des myofilaments d’actine et de myosine qui leur permettent de s’étirer avec le muscle. Cependant, contrairement aux fibres musculaires squelettiques où les noyaux sont étalés et situés à la périphérie de la cellule, dans les fibres à sac nucléaire et à chaîne nucléaire, les noyaux sont situés dans une région centrale qui est élargie dans les fibres à sac nucléaire.
Les deux cellules du fuseau musculaire contiennent des neurones sensoriels. Lorsqu’ils sont étirés, les fuseaux musculaires s’activent, déclenchant des impulsions vers la moelle épinière qui peuvent générer un réflexe immédiat. Les fuseaux peuvent également déclencher des impulsions vers le cortex cérébral fournissant des informations sur le degré d’étirement au sein du muscle.
Pour maintenir le tonus, les fuseaux opèrent également une boucle de rétroaction en déclenchant directement les motoneurones liés à leurs muscles associés. Si le tonus diminue et que le muscle étire le fuseau, une impulsion entraîne une contraction musculaire. Grâce à cette contraction, le fuseau n’est plus étiré.
On retrouve un système similaire dans les tendons qui attachent les muscles aux os. Des récepteurs d’étirement distincts, appelés organes tendineux golgi, évaluent le niveau d’étirement au sein du tendon. La sensibilité de l’organe du tendon golgi est nettement inférieure à celle du fuseau, on pense donc qu’ils existent pour prévenir les dommages plutôt que pour contrôler le tonus musculaire.
Les organes du tendon golgi sont des récepteurs de l’étirement.