Les propriétés intégratrices des centres nerveux

(2 semaines)
Les propriétés intégratrices des centres nerveux
Introduction :
Lors du réflexe myotatique, des synapses transmettent le message nerveux des neurones sensitifs vers
les motoneurones. Mais le message nerveux transmis est soit excitateur, soit inhibiteur.
Quels sont les mécanismes de la transmission synaptiques permettant ces deux réponses différentes ?
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La transmission du message nerveux entre les neurones.
1.1
L'organisation d'une synapse.
La jonction entre l'axone situé avant la synapse
(neurone présynaptique) et une dendrite ou un corps
cellulaire d'un autre neurone (neurone postsynaptique)
constitue une synapse neuro-neuronique.
Remarque : la jonction entre le neurone présynaptique
et une cellule musculaire constitue une synapse
neuromusculaire qui est à l'origine de la contraction des
fibres musculaires reliées au motoneurone.
Il existe un espace de 20 à 50 nm appelé fente
synaptique entre les membranes présynaptique et
postsynaptique.
La synapse est une structure orientée car les vésicules synaptiques sont présentes uniquement dans
l'élément présynaptique. Ces vésicules contiennent un grand nombre de molécules appelées
neurotransmetteurs.
Des récepteurs spécifiques de ces neurotransmetteurs sont situés sur la membrane postsynaptique.
1.2
La transmission du message nerveux.
L'arrivée
d'un
potentiel
d'action
à
l'extrémité
d'un
neurone
présynaptique
provoque
la
migration
des
vésicules
synaptiques, leur fusion avec la membrane
présynaptique et la libération de leur contenu
dans la fente synaptique. C'est l'exocytose.
L'activité du neurone postsynaptique est
modifiée
après
la
fixation
du
neurotransmetteur
sur
son
récepteur
membranaire. Au niveau de la synapse le
message n'est plus codé en fréquence de
potentiels d'action mais est traduit en un
message chimique codé en concentration de
neurotransmetteur libéré.
Si la quantité de neurotransmetteur libérée
et fixée sur les récepteurs de la membrane
postsynaptique est suffisante pour que le
neurone postsynaptique réponde par un
potentiel d'action, alors le message nerveux est transmis.
1.3
Conclusion.
Un message nerveux est transmis d'un neurone à d'autres neurones ou à des cellules
effectrices par des synapses.
Au niveau d'une synapse, le message nerveux présynaptique, codé en fréquence de potentiels
1
d'action, est traduit en message chimique codé en concentration de neurotransmetteur.
Les molécules de neurotransmetteur se fixent sur des récepteurs de la membrane postsynaptique ; cette fixation induit une modification de l'activité du neurone post-synaptique. Ce
changement d'activité est à l'origine d'un nouveau message.
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Le traitement du message nerveux par les centres nerveux.
2.1
L'intégration au niveau d'un neurone de la moelle épinière.
Plusieurs
messages
nerveux
présynaptiques
sont
reçus
simultanément par le motoneurone. Ces
messages sont transmis par des
synapses
dont
certaines
sont
excitatrices et d'autres inhibitrices.
Si plusieurs synapses fonctionnent
simultanément,
le
neurone
postsynaptique additionne les messages
excitateurs et inhibiteurs : c'est la
sommation spatiale. Si le traitement
des messages se fait dans le temps,
c'est la sommation temporelle. En
fonction du résultat obtenu à l'issue de
cette sommation, il se crée ou non un
message nerveux postsynaptique codé
en fréquence de potentiels d'action.
Un neurone afférent impliqué dans le réflexe myotatique établit dans les centres nerveux plusieurs
contacts synaptiques avec un ou plusieurs neurones post-synaptiques qui reçoivent eux-mêmes des
synapses venant de nombreux autres neurones présynaptiques. C'est ainsi que les centres nerveux
effectuent un traitement des messages nerveux afférents.
Le traitement des messages afférents, en réponse au stimulus d'étirement à l'origine du
réflexe myotatique, modifie la fréquence des potentiels d'action des motoneurones. Celle des
motoneurones du muscle étiré est augmentée alors que celle des motoneurones des muscles
antagonistes est diminuée, voire annulée.
2.2
L'influence des messages afférents issus du cortex cérébral.
Les motoneurones et les interneurones du réflexe myotatique sont en connexion avec
d'autres neurones que les neurones afférents issus des fuseaux neuro-musculaires.
Dans certaines limites, la stimulation d'autres récepteurs sensoriels (par exemple les
récepteurs nociceptifs = récepteurs sensoriels de la douleur) ou une commande volontaire
peuvent inhiber le réflexe myotatique.
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Conclusion.
Les neurones sont capables de produire des potentiels d'action qui correspondent à une
inversion brutale de la polarisation membranaire. Le message est alors codé en fréquence de
potentiel d'action.
Ces potentiels d'action sont transmis à d'autre neurones par l'intermédiaire de
neurotransmetteurs au niveau des synapses. Le message est alors codé en concentration de
neurotransmetteur.
Un neurone peut recevoir des trains de potentiels d'action d'un autre neurone : c'est la
sommation temporelle. Mais il peut aussi en recevoir de plusieurs neurones (excitateurs ou
inhibiteurs) : c'est la sommation spatiale.
En fonction de l'ensemble des messages excitateurs et inhibiteurs reçus, le neurone peut
déclencher la naissance d'un nouveau message nerveux : c'est l'intégration.
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