Plaque motrice

À l'entrée d'un muscle, le motoneurone se ramifie et forme une terminaison axonale accolée à la fibre musculaire qu'il innerve[3]. La terminaison axonale et la plaque motrice constituent ensemble la jonction neuromusculaire. Au niveau de cette synapse il y a transmission chimique du potentiel d'action provenant des centres nerveux médullaires. Le motoneurone et toutes les fibres musculaires qu'il innerve forment l'unité motrice[3].

Vue globale d'une jonction neuromusculaire :
1. Axone
2. Jonction neuromusculaire
3. Fibre musculaire
4. Myofibrille

Vue détaillée d'une jonction neuromusculaire :
1. Synapse terminale
2. Sarcolemme
3. Vésicule synaptique
4. Récepteur nicotinique
5. Mitochondrie

La plaque motrice contient des canaux ioniques acétylcholine-dépendants qui s'ouvrent lors de la libération de ce dernier. Cette dépolarisation gagne alors le sarcolemme et déclenche un potentiel d'action. Il est possible de bloquer la transmission par le curare. Cette utilisation est réversible: une fois l'effet du curare dissipé, la contraction du muscle est à nouveau possible.

Les étapes successives de la contraction musculaire au niveau de la synapse neuromusculaire sont[4] :

1. Arrivée d'un potentiel d'action dans la terminaison axonale ;
2. Entrée massive d’ion calcium dans l’élément présynaptique ;
3. Déplacement des vésicules contenant l’acétylcholine vers la fente synaptique ;
4. Fusion des vésicules avec la membrane présynaptique ;
5. Libération de l'acétylcholine (Ach) par exocytose dans la fente synaptique ;
6. Fixation de l'Ach sur les récepteurs nicotiniques, entraînant l’ouverture des canaux sodiques ;
7. Entrée des ions Na⁺ dans l’élément post-synaptique (plaque motrice) entraînant la dépolarisation de la membrane ;
8. L'Ach est ensuite dégradée en choline par l’acétylcholinestérase ;
9. La choline est recyclée dans l’élément présynaptique pour la synthèse d'Ach.

Certains animaux, comme la torpille ou l'anguille électrique, peuvent émettre des décharges électriques avec un organe appelé électroplaque. Cet organe est composé de cellules musculaires non différenciées et non contractiles empilées à la manière de batteries montées en série : les potentiels s'additionnent et peuvent créer une différence de potentiel globale de l'ordre de 500 volts.