SBI4U chapitre 5.2 1 Le système nerveux et le Neurone ..LAF Biologie 12 STSE , Chapitre 8.2 p.349 Biologie 12, Chapitre 5-2 p.138 Le système nerveux Mots clefs : à définir Système nerveux central Système nerveux périphérique Neurone Nerf Cellule gliale Gaine de myéline Arc réflexe Potentiel de membrane Potentiel de repos Polarisation Pompe sodium-potassium Potentiel d’action Synapse Neurotransmetteur Acétylcholine 2 Une vue d’ensemble du système nerveux (Biologie12 STSE, chap8-2 p.350 Vert) (Biologie 12, chap5.1 p.138 Rouge) (Anatomie et physiologie humaines, chap11 p.438) Le système nerveux joue un rôle vital de régulation des structures et des processus corporels afin de préserver l’homéostasie malgré les fluctuations des conditions de l’environnement interne et externe. Le système nerveux comprend; L’encéphale, la moelle épinière et les nerfs qui relient ces organes au reste du corps. Celui des êtres humains est sans doute le système le plus complexe de tous les organismes. À lui seul, l’encéphale contient plus de 100 milliards de cellules nerveuses et chaque cellule nerveuse peut posséder jusqu’à 10 000 connexions avec d’autres cellules nerveuses. Cela veut dire qu’un influx nerveux (signal électrochimique) qui part de l’encéphale ou qui y arrive peut emprunter 1015 chemins. Les fonctions du système nerveux : 1. Information sensorielle : Par l’intermédiaire de ses millions de récepteurs sensoriels, le système nerveux reçoit de l’information sur les changements qui se produisent tant à l’intérieur qu’à l’extérieur de l’organisme. L’information recueillie est appelée information sensorielle. 2. Intégration : Le système nerveux traite l’information sensorielle et détermine l’action à entreprendre s’il y a lieu, ce qui constitue le processus de l’intégration. 3. Réponse motrice : le système nerveux fournit une réponse motrice (une commande) qui active des effecteurs (muscles ou glandes) 3 4 Le système nerveux est divisé en deux grandes parties. a) système nerveux central : composé de l’encéphale (cerveaux) et de la moelle épinière, intègre et traite l’information transmise par les nerfs. b) système nerveux périphérique : inclut les nerfs qui transmettent les messages sensoriels au système nerveux centrale et les nerfs qui relaient l’information provenant du système nerveux central aux muscles et aux glandes. Il se subdivise en un système somatique et un système autonome. Du point de vue fonctionnel, le SNP comprend deux types de voies. (fig 11.2) A. La voie sensitive ou afférente , se compose de neurofibres (axones) qui transportent vers le NSC les influx provenant des récepteurs sensoriels disséminés dans l’organisme (les fibres illustrées en bleu à la figures 11.2) Les neurofibres, sensitives qui conduisent les influx provenant de la peu, des organes des sens , des muscles squelettiques et des articulations sont appelée neurofibre afférentes somatique (soma=corps), tandis que celle qui transmettent les influx provenant des viscères sont appelées neurofibres afférentes viscérales. La voie sensitive renseignes constamment le SNC sur les événements qui se déroulent tant à l’intérieur qu’à l’extérieur de l’organisme. B. La voie motrice, ou efférente est formée de neurofibres qui transmettent aux organes effecteurs, c’est-à-dire les muscles et les glandes, les influx provenant du SNC (rouge fig11.2) Ces influx nerveux provoquent la contraction des muscles et la sécrétion des glanes : autrement dit, ils déclenchent une réponse motrice adaptée à l’événement. La voie motrice comprend elle aussi deux parties : Somatique : est composé de neurofibres motrices somatique qui acheminent les influx nerveux du SNC aux muscles squelettiques. Il est soumis au contrôle volontaire. Autonome : est composé de neurofibres motrices viscérales qui règlent l’activité des muscles lisses, du muscle cardiaque et des glandes. Ces processus sont involontaires. Les processus involontaires, comme les battements cardiaques et le péristaltisme, ne sont pas soumis à un contrôle conscient. o Le SNA se divise lui aussi en deux : Système nerveux sympathique : urgence Système nerveux parasympathique : fonction quotidiennes 5 Les cellules du système nerveux (Biologie12 STSE, chap8-2 p. Vert) (Biologie 12, chap5.1 p.140 Rouge) Le système nerveux contient surtout du tissu nerveux, qui est très riche en cellules. Par exemple, le SNC compte moins de 20% d’espace extracellulaire, ce qui signifié que ses cellules sont extrêmement rapprochées et étroitement enchevêtrées. Le tissu nerveux quoique complexe, n’est composé que de deux grand types de cellules : 1) Les gliocytes ou névroglie; de petites cellules qui entourent et protègent les neurones 2) Les neurones; les cellules nerveuses excitables qui produisent, conduisent et transmettent les signaux électriques. Les cellules du système nerveux comprennent deux types de cellules : Neurones : sont les unités structurelles et fonctionnelles de base du système nerveux. Leurs fonctions spécialisées consistent à réagir aux stimuli physiques et chimiques, à transmettre des signaux électrochimiques et à sécréter des substances chimiques qui régulent divers processus corporels. Les neurones individuels sont organisés en tissus appelés nerfs. Les cellules gliales (gliocytes ou névroglie) soutiennent les neurones. Le mot glial vient d’un mot grec qui signifie « colle ». Ensemble, les cellules gliales nourrissent les neurones, évacuent leurs déchets et les protègent contre l’infection. Elles offrent aussi une structure de soutien à tous les tissus du système nerveux. Les gliocytes sont beaucoup plus petits que les neurones et leur noyau retient plus le colorant. Ils sont environ 10 fois plus nombreux que les neurones dans le SNC et ils constituent environ la moitié de la masse de l’encéphale. Gliomes : tumeurs primaires du SNC et sont des tumeurs de la névroglie. La névroglie comprend six types de cellules : 4 dans le SNC et 2 dans le SNP (fig11.3) Névroglie SNC : Astrocytes : plus abondant, forme étoiles, Ils soutiennent et affermissent les neurones et les ancrent à leur source d’approvisionnement les capillaires. Microglies : petites cellules ovoïdes avec de longs prolongements épineux entre deux neurones. Elles détectent des attaquent sur les neurones et deviennent des macrophages qui phagocytent les envahisseurs. Ils sont super importantes pour la défense car les cellules du système immunitaire, les leucocytes, ne peuvent pas se rendre au SNC. 6 Épendymocytes : cellules épithélial qui ont pour forme cubique ou prismatique. Ils tapissent les cavités centrales de l’encéphale et de la moelle épinière. Ils sont une barrière perméable entre le liquide cérébrospinal qui remplit ces cavités et le liquide interstitiel dans lequel baignent les cellules du SNC. Le liquide cérébrospinal forme un coussin protecteur pour l’encéphale et la moelle épinière. Oligodendrocytes : Ils possèdent moins de ramifications que les astrocytes. Ils sont alignés le long des axones épais du SNC, et leurs prolongements s’enroulent fermement autour des axones. Ils agissent comme isolant appelée gaine de myéline (fig 11.3d) Névrolgie du SNP : Gliocytes ganglionnaire : entour les neurones du SNP Neurolemmocytes (cellules de Schwann) : gaine de myéline qui enveloppe les gros axones situées dans le SNP. Ils jouent un rôle essentiel dans la régénération des neurofibres périphérique endommagées. 7 La structure d’un neurone (Biologie12 STSE, chap8-2 p.351 Vert) (Biologie 12, chap5.1 p.140 Rouge) (Anatomie et physiologie humaines, chap11 p.442) Les neurones, ou cellules nerveuse, sont les unités structurales et fonctionnelles du système nerveux. Le nombre de neurones s’étalent à une centaine de milliard en nombre. C’est les neurones qui acheminent les messages sous forme d’influx nerveux entre les parties du corps. Les neurones possèdent un grand nombre de structures semblables à celles des autres cellules du corps : membrane cellulaire, cytoplasme, mitochondries et noyau. Ils sont aussi dotés de structures cellulaires spécialisées qui leur permettent de transmettre des influx nerveux. La forme et la taille des neurones varient. Toutefois, la plupart présentent quatre structures communes : des dendrites, un corps cellulaire, un axone et des ramifications terminales. (aussi voir figure 8.8 STSE p.351 Vert) Les dendrites sont de courtes ramifications qui reçoivent les influx nerveux d’autres neurones ou récepteurs sensoriels, et les transmettent au corps cellulaire. Elles sont nombreuses et très ramifiées, ce qui augmente la surface disponible pour recevoir de l’information. Le corps cellulaire contient le noyau et est le siège des réactions métaboliques de la cellule. Il traite aussi l’information provenant des dendrites. Si l’information est assez volumineuse, le corps cellulaire la transmet à l’axone qui produit alors un influx. L’axone achemine les influx dans la direction opposée au corps cellulaire. La longueur des axones va de 1mm à 1m en fonction de la position du neurone dans le corps. Par exemple, le nerf sciatique contient des axones neuronaux qui vont de la moelle épinière jusqu’aux muscles du pied, ce qui représente une distance de plus de 1m. La terminaison d’un axone se ramifie en un grand nombre de prolongements fibreux (figure 8.8). Pour communiquer avec les neurones, les glandes ou les muscles adjacents, la terminaison de l’axone libère des signaux chimiques dans l’espace entre lui-même et les récepteurs ou les dendrites des cellules avoisinantes. 8 Les axones de certaines neurones sont recouverts d’une couche isolante appelée gaine de myéline, qui leur donne un aspect blanc brillant. La gaine de myéline protège les neurones et accélèrent la transmission des influx nerveux. Les cellules de Schwann, un type de cellule gliale, s’enroulent autour de l’axone pour former la myéline. ( voir wiki) Gaine de myéline : Axones myélinisés : conduisent les influx nerveux rapidement; 150 fois plus vite, 150mètres/sec Retrouvé chez les neurones long et ou avec un diamètre important. La myéline ne recouvre que les axones, les dendrites n’en ont pas. Dans le SNP, les gaines de myéline entourant l’axone sont formées d’un très grand nombre de neurolemmocyte qui s’incurvent pour s’enrouler autour de l’axone. Les enroulements sont lâches initialement puis le cytoplasme des neurolemmocytes est graduellement expulsé d’entre les couches de membrane. Quand l’enroulement est achevé, l’axone se trouve entouré d’un grand nombre de couches concentrique (50 à 300) composés des membranes plasmique des neurolemmocytes. La gaine est un isolant électrique exceptionnel puisqu’elle ne contient presque pas de protéine, ou canaux qui laissent passer les ions. Axone amyélinisé : acheminent les influx nerveux lentement. 9 Différences des neurones aux autres cellules de ton corps : (voir Vidéo) 1) Cellules excitables : capable de transmettre un signal électrochimique (le long du neurone et d’un neurone à l’autre) grâce à des protéines spécialisées qui permettent un gradient d’ions. 2) Cellules sécrétrices : sécrètent des neurotransmetteurs au niveau des boutons synaptiques (dans la synapse). 3) Cellules amitotiques : cellules bloquées dans l’interphase et qui ne vont pas réaliser la mitose. Ils ne vont pas faire de division cellulaire, donc incapable de se reproduire. (Exception des neurones dans le sens olfactif et dans l’hippocampe, zone des mémoires qui de 1 à 4 ans fabriquent 500 000 neurones /min) 4) Cellules longévités extrêmes : longues vies, environ 100ans. Par contre, lorsque les neurones meurent ton système nerveux peut se réparer en faisant des nouvelles connections entre les neurones. 5) Cellules polarisées : Ces cellules possèdent 2 pôles (extrémités), soit un pôle qui reçoit l’influx nerveux (dendrites) et le second qui transmet l’influx nerveux. (via la synapse, boutons synaptiques) Notez qu’il est possible de recevoir un influx nerveux au milieu des axones ou il y a connexion avec un autre neurone. 6) Cellules à métabolisme élevé : Les neurones consomment beaucoup d’oxygène et de glucose pour approvisionner (ATP) leur haut taux de métabolisme. Les neurones ont un nombre élevé de mitochondries afin de fabriquer plein d’ATP. 7) Cellules à polymorphisme inégale : Les neurones possèdent plusieurs formes (audelà de 150) 8) Cellules les plus longues du corps humain : Le nerf sciatique a plus d’un mètre de long. Les neurones contiennent des microtubules et de la protéine Actine. Ces ont comme fonction d’acheminé des substances d’un bout à l’autre de l’axone. i) déplacement antérograde : mvt vers la synapse : mitochondrie, enzymes ii) déplacement rétrograde : mvt vers le noyau; organites à recycler 10 La classification des neurones Type de neurone : Structure Sur le plan structural, on les classe en fonction du nombre de prolongements qui émergent du corps cellulaire. On en décrit 3 types de neurones de structure : 1) Neurone multipolaire : Trois prolongements ou plus Très nombreux, 99% SNC Nombreuses dendrites sur le corps cellulaire, un seul axone situés dans l’encéphale et la moelle épinière. (SNC) Neurones Moteurs efférents Interneurones (relais entre afférent et efférent) 2) Neurone bipolaire : Deux prolongements issus de côtés opposés du corps cellulaire Une dendrite qui sort du corps cellulaire, un seul axone Situés dans la rétine l’oreille interne, la rétine et l’aire olfactive (senteur) SNP, Neurone sensitif afférent Très rare 3) Neurone unipolaire : Dendrites sont en ligne avec l’axone, tandis que le corps cellulaire y est attaché en T. Fusion de la dendrite et de l’axone -Situés dans le système nerveux périphérique. (SNP) Neurone sensitif afférent 11 Type de Neurone : Fonctionnel Sur le plan fonctionnel, on reconnaît trois grands types de neurones. Ces trois types de neurones constituent la voie de transmission principale des influx de tout le système nerveux. Cette voie, dépend de trois fonctions qui se chevauchent : La transmission des influx sensoriels, l’intégration et la transmission des influx moteurs. a) La transmission des influx sensoriels; Les récepteurs sensoriels, comme ceux de la peau, reçoivent des stimuli et produisent des influx nerveux. Les neurones sensitifs acheminent ces influx vers le système nerveux central (99% encéphale et moelle épinière). (Unipolaire +Bipolaire) b) L’intégration : Les Interneurones sont tous situés à l’intérieur du système nerveux central. Ils servent de liens entre les neurones sensitifs et les neurones moteurs. Ils traitent et intègrent les influx sensoriels qui arrivent au système nerveux central et transmettent les influx moteurs qui partent du système nerveux central. (multipolaire) c)La transmission des influx moteurs : Les neurones moteurs acheminent les influx provenant du système nerveux central vers les effecteurs. Les effecteurs comprennent les muscles, les glandes et d’autres organes qui réagissent aux influx provenant des neurones moteurs. (Multipolaire) 12 13 14 #7 – Le système nerveux permet de percevoir l’environnement externe et de réguler l’environnement interne. Exemple : vasodilatation quand il fait chaud. #8 – Les sous-systèmes : central et périphérique. Central : composé de l’encéphale et de la moelle épinière qui intègre et traite l’information. Périphérique : Somatique : (volontaire) récepteurs sensoriels des nerfs qui transmettent l’information au SNC. Autonome : (involontaire) contrôle le système digestif, la respiration, les battements du cœur. #9 – Neurones (voir les 8 caractéristiques) vs. Cellules gliales Cellules gliales nourrissent les neurones, protègent contre les infections et enlèvent les déchets. #10 - #11 Structure : Unipolaire, multipolaire et bipolaire Unipolaire – dans le SNP, moteur Bipolaire – dans la rétine, oreille interne, dans l’air olfactif de l’encéphale, interneurones Multipolaire – dans la moelle épinière et l’encéphale, sensitif. L’arc réflexe Réflexes : Réactions brusques et involontaires à certains stimuli sont appelées réflexes. Ex : tu peux éloigner brusquement la main d’un objet brûlant ou pointu, cligner des yeux lorsqu’un objet s’approche de ton visage ou vomir si un aliment irrite ton estomac. Arc réflexe est la mise en jeu d’une série de neurones qui explique les comportements réflexes. Dans la plupart des arcs réflexe, la transmission des influx dépend de trois neurones seulement. Ainsi, les réflexes peuvent être très rapides et se produire en 50 m/s environ. -Les arcs réflexes parviennent à l’encéphale ou à la moelle épinière et en partent avant que les centres cérébraux impliqués dans le contrôle volontaire aient le temps de traiter l’information sensorielle. Ex : si tu marches pieds nus sur un caillou, tu sentiras la douleur seulement après retiré ton pied. (Biologie12 STSE, chap8-2 p.351 Vert) (Biologie 12, chap5.1 p.141, figure5.5 Rouge) 15 La Nature électrique des nerfs (Biologie12 STSE, chap8-2 p.354 Vert) (Biologie 12, chap5.2 p.147 Rouge) Potentiel de repos de membrane Pompe sodium-potassium 16 Potentiel d’action Étapes : 1. Une fois le potentiel seuil atteint (-50mv), un potentiel d’action est déclenché. 2. Canaux sodium sensibles à la tension s’ouvrent et rendent la membrane très perméable aux ions sodium qui se précipitent dans l’axone. (1 milliseconde ou moins) La différence de potentiel dans cette petite zone de l’axone atteint alors +40mV. 3. Ce changement du potentiel de membrane provoque la fermeture des canaux sodium et l’ouverture des canaux potassium sensibles à la tension. Les ions potassium sortent vers l’extérieur de l’axone et transportent ainsi la charge positive à l’extérieur du neurone. Par conséquence le potentiel de membrane redevient plus négatif -90mV qu’à l’origine au repos. On dit qu’il est hyperpolarisé. Les canaux potassium se ferment. Durant quelque milliseconde après un potentiel d’action, la membrane est incapable de répondre à un nouveau stimulus et de déclencher un autre potentiel d’action. Cette brève période est appelée période réfractaire de la membrane. 4. La pompe sodium-potassium et la diffusion naturelle d’une petite quantité de ces ion rétablissent rapidement le potentiel de repos de membrane -70mV. La membrane est alors repolasirée. 17 Les influx nerveux dans les neurones myélinisés Un influx nerveux consiste en une série de potentiels d’action. Comment un potentiel d’action peut-il en déclencher un autre? Les axones de certains neurones sont recouverts d’une gaine isolante grasse appelée gain de myéline. À intervalles réguliers, les axones des neurones myélinisés présentent des zones dénudées appelées nœuds de Ranvier (fig 8.15) Les nœuds de Ranvier contiennent plusieurs canaux de sodium sensibles à la tension. Ce sont les seules régions des axons myélinisées qui contiennent assez de canaux sodium pour dépolarisé la membrane et produire un potentiel d’action. 1) Lorsque les ions sodium entrent dans la cellule, la charge se propage rapidement à travers le cytoplasme jusqu’au nœud suivant. 2) Quand les ions sodium atteignent le nœud de Ranvier suivant les charges positives réduisent la charge négative nette à l’intérieur de la membrane axonale. La présence d’ions sodium positivement chargés cause une dépolarisation de la membrane. Le potentiel de membrane atteint alors le potentiel de seuil. Comme un potentiel d’action vient de se produire au nœud de gauche, la membrane est Réfractaire, ce qui signifie qu’elle ne peut pas encore engendrer un autre potentiel d’action. 18 Ce mécanisme empêche les influx de changer de direction. La membrane du nœud de Ranvier de droite n’étant pas réfractaire, à chaque nœud jusqu’à la terminaison du neurone. Influx nerveux : Processus par lequel un potentiel d’action stimule la production d’un autre potentiel d’action au nœud suivant constitue l’influx nerveux. Conduction Saltatoire Les potentiels d’action sont forcés de « sauter » d’un nœud de Ranvier à l’autre à cause de la gaine de myéline, la propagation d’un influx dans un neurone myélinisé est appelée conduction saltatoire. Le mot saltatoire vient d’un mot latin qui signifie « sauter ». La transmission des influx est beaucoup plu lente dans un axone démyélinisé que la conduction saltatoire dans un axone myélinisé. Elle dure environ 0.5 m/s comparativement à 120 m/s dans un axone myélinisé. Dans les neurones sans myéline, la propagation d’un influx nerveux est continue. Au lieu de sauter d’une section d’un axone à l’autre, les potentiels d’action provoquent la libération de sodium le long de chaque portion adjacente de la membrane. Figure 1 http://4.bp.blogspot.com/-6OGuDtdQLyk/T1to7A7sZTI/AAAAAAAAADI/9BBe_lbil5k/s1600/img24.jpg 19 20 La transmission d’un influx à travers une synapse (Biologie12 STSE, chap8-2 p.359 Vert) (Biologie 12, chap5.2 p.150 Rouge) (Anatomie et physiologie humaines, chap11 p.462) Synapse : Le point de jonction entre deux neurones, ou entre un neurone et un effecteur, est une synapse. Une jonction neuromusculaire est une synapse entre un neurone moteur et une cellule musculaire. Synapse axodendritiques : Synapse entre corpuscules nerveux terminaux des tolédendrons et les dendrites Synapse axosomatique : Synapse entre corpuscules nerveux terminaux des tolédendrons et le corps cellulaire d’un autre neurone Synapse axoaxonale : Synapse entre corpuscules nerveux terminaux des tolédendrons et l’axone d’un autre neurone 21 Il existe aussi deux types de synapses : 1) Électrique et 2) Chimiques 22 Synapse électriques : Lorsque 2 neurones se touchent et connectent par un canal de protéine (la connectine) et que le cytoplasme des deux cellules se touche. Transmission électrique super rapide, SNC, mémoire Retrouvé chez les embryons lors du développement…deviendront des synapses chimiques Analogie : seuil de porte entre 2 chambres Figure 2 https://project.inria.fr/keops/fr/what-aregap-junctions/ La Synapse Chimique Les synapses chimiques se caractérisent par leur capacité de libérer et de recevoir des neurotransmetteurs chimiques. Une synapse chimique typique est composée de deux éléments : 1) corpuscules terminal présynaptique (renferme des dizaines de vésicules synaptiques qui contiennent des milliers de molécules de neurotransmetteurs) 2) Une région qui possède des protéines réceptrices spécifiques aux neurotransmetteurs situées sur la membrane d’une dendrite ou sur le corps cellulaire d’un neurone postsynaptique. Neurone présynaptique et postsynaptique sont séparée par une fente synaptique de 30 à 50 nm de largeur. Le courant électrique ne peut pas se transmette directement au neurone postsynaptique. On nécessite un intermédiaire chimique : le neurotransmetteur. La synapse est unidirectionnelle 23 Les neurotransmetteurs transportent l’influx nerveux d’un neurone à l’autre. Les neurotransmetteurs acheminent aussi l’influx nerveux vers un effecteur comme une glande ou une fibre musculaire. Les neurotransmetteurs ont un effet excitateur ou inhibiteur sur la membrane postsynaptique. Si leur effet est excitateur, les récepteurs provoquent l’ouverture des canaux ioniques pour permettre aux ions positifs comme le sodium de diffuser dans le neurone postsynaptique. La membrane devient alors légèrement dépolarisée. Ex : L’acétylcholine, est un neurotransmetteur excitateur qui est libéré dans les jonctions musculaires. Elle excite la membrane cellulaire du muscle, causant sa dépolarisation et la contraction de la fibre musculaire. Si le neurotransmetteur a un effet inhibiteur, le récepteur déclenchera l’ouverture des canaux potassium, libérant ainsi des ions potassium dans la synapse. La membrane devient alors plus négative, donc hyperpolarisée. On retrouve plus de 50 substances pouvant agir comme des neurotransmetteurs. Neurotransmetteurs Fonctions Effets d’une production anormale Dopamine Surconcentration = schizophrénie Déficit = peut causer Parkinson, (destruction des neurones) Une concentration insuffisante dans les synapses de l’encéphale est liée à la dépression. Sérotonine Agit sur les synapses de l’encéphale associées au contrôle des mouvements corporels; liée aux sensations de plaisir, comme manger. Régule la température et les perceptions sensorielles; Intervient dans la régulation de l’humeur. Source tableau: Biologie12 STSE, chap8-2 p.360 Vert 24 La synapse par Étapes : 1) Le potentiel d’action arrive au corpuscule nerveux terminal, bout d’un neurone présynaptique. 2) Les canaux à calcium voltage-dépendants s’ouvrent et du Ca2+ entre dans le corpuscule nerveux terminal. 3) L’entrée du Ca2+ déclenche l’exocytose dans le synapse des vésicules synaptique contenants le neurotransmetteur. (fusion des sacs intracellulaires avec la membrane) 4) Le neurotransmetteur diffuse alors à travers la synapse (fente synaptique) et met de 0.5 à 1 m/s à atteindre les récepteurs spécifiques sur la dendrite du neurone postsynaptique ou la membrane cellulaire de l’effecteur. 5) Sur la membrane postsynaptique, le neurotransmetteur se lie à des récepteurs membranaires spécifiques. 6) La liaison du neurotransmetteur aux récepteurs déclenche l’ouverture des canaux ioniques (sodium). 7) L’ouverture des canaux dépolarise la membrane postsynaptique et, si le potentiel de seuil est atteint, un potentiel d’action est déclenché. 8) L’effet du neurotransmetteur prend fin par son recaptage par les protéines de transport, sa dégradation enzymatique ou sa diffusion à l’extérieur de la synapse 25 Révision de la section 8.2 (Biologie12 STSE, chap8-2 p.362 Vert) 26 Potentiels postsynaptiques et intégration synaptique (Anatomie et physiologie humaines, chap11 p.465) RA-1 –Distinguer le potentiel postsynaptique excitateur du potentiel postsynaptique inhibiteur. Les récepteurs du neurotransmetteur entraînent des variations locales du potentiel de membrane ( + ou – mV) qui sont graduées selon la quantité de neurotransmetteur libérer et la durée du séjour du neurotransmetteur dans la fente synaptique. Les canaux récepteurs des neurotransmetteurs sont insensibles aux variations du potentiel de membrane et ne produisent pas d’influx nerveux. Selon leur effet sur le potentiel de membrane du neurone postsynaptique, on divise les synapses chimiques en deux types soit les synapses excitatrices et les synapses inhibitrices. Synapse Excitatrices et PPSE La liaison du neurotransmetteur avec les récepteurs, ouvre un seul type de canal ionique sur les membranes postsynaptiques (corps cellulaire ou dendrite des neurones). L’ouverture de ce canal permet aux Na+ et aux K+ de diffuser simultanément à travers la membrane dans les directions opposées. Le gradient électrochimique du sodium est supérieur à celui du potassium et donc la diffusion du Na+ vers le cytoplasme et plus importante que la sortie du K+ vers la synapse. Ce phénomène donne lieu à une dépolarisation de la membrane. On nomme cette dernière comme étant un potentiel gradué. Lorsqu’un neurotransmetteur s’accroche à un récepteur; un canal s’ouvre et on a une petite dépolarisation dans un endroit. Ces dépolarisations locaux sont appelés potentiels postsynaptiques Excitateurs (PPSE) Chaque PPSE ne dure que quelque millisecondes puis la membrane revient au potentiel de repos. (-70mV). Un seul PPSE ne peut produire un potentiel d’action dans le neurone postsynaptique. Le courant créé par chacun des PPSE diminuent avec la distance. Si beaucoup de molécules de neurotransmetteurs s’accrochent au récepteurs donc beaucoup de canaux seront ouvert et ont aura une plus grosse dépolarisation. (ex : 0mV). Aussi, si plusieurs PPSE s’additionnent un après l’autre et si le courant (dépolarisation) atteint la zone gâchette du cône et si il est assez puissant, les canaux voltage-dépendants de l’axone s’ouvriront et on aura production d’un potentiel d’action (influx nerveux). Synapse Inhibitrices et PPSI 27 La liaison du neurotransmetteur dans les synapses inhibitrices réduit la capacité d’un neurone postsynaptique d’engendrer un potentiel d’action. La face interne de la membrane devient plus négative. Ces changements de potentiel sont appelés potentiels postsynaptique inhibiteurs (PPSI) La plupart des neurotransmetteurs inhibiteurs entraînent une hyperpolarisation de la membrane postsynaptique en augmentant sa perméabilité aux ions K+ (sortent de la cellule), aux ions Cl- (qui entrent dans la cellule) ou aux deux. Résultat: À mesure que le potentiel de membrane s’accroît et s’écarte du seuil d’excitation de l’axone, le neurone postsynaptique devient moins susceptible de « faire feu », et il faudra des courants dépolarisants (PPSE) plus forts pour créer un potentiel d’action. Sommation RA-2-Distinguer la sommation temporelle de la sommation spatiale Somation : Somme des dépolarisations postsynaptiques Sommation temporelle : a lieu lorsqu’au moins un corpuscule nerveux terminal d’un neurone présynaptique transmet plusieurs influx consécutifs et que la libération du neurotransmetteur s’effectue par décharges successives et rapprochées. Le premier influx produit un léger PPSE sur la membrane plasmique du neurone postsynaptique et, avant qu’il ne dissipe, des influx successifs déclenchent d’autre PPSE. Ces PPSE s’additionnent et entraînent une dépolarisation de la membrane plasmique du neurone postsynaptique beaucoup plus grande que celle qui résulterait d’un seul PPSE. Sommation spatiale : a lieu lorsque le neurone postsynaptique est stimulé en même temps par un grand nombre de boutons terminaux appartenant au même neurone, ou plus fréquent, à différents neurone. 28 Un plus grand nombre de récepteurs peuvent alors se lier au neurotransmetteur et déclencher simultanément des PPSE; ces derniers s’additionnent entraînant ainsi la dépolarisation de la membrane plasmique du corps cellulaire et éventuellement un potentiel d’action au niveau de l’axone. 29