Acétylcholine (Ach)

Physiologie nerveuse
Physiologie de la fibre nerveuse
1-
Exploration de la propagation
a)
Méthode
Cette exploration se fait au niveau de l’axone du corps cellulaire et la terminaison
2
4
Soma
Terminaison
+
+
-
+
-
+
-
+
+
-
+-
-3
+
-
+
+
-
-
-
-
++
-
+
+
-
+
+
+
+
- 5 +
-
+
+
+
+
+
-
+
-
-
+
+
-
-
+
+
-
+
1
1électrode
2° électrode
4
1
3
5
2
En 1 on représente la ligne isoélectrique. En 2 on voit que le PA passe devant la première électrode du
dispositif d’enregistrement d’où une dépolarisation  c’est une déflexion comme on le voit pour les ECG
( QRS).
Le PA passe entre les deux électrodes il y a dons un retour à la normale car pas d’enregistrement. Enfin en
4, on observe un potentiel biphasique au niveau de la deuxième électrode. Cette mesure est faite à l’envers
de la première car tous les enregistrements se font par un différentiel de potentiel mais on prend pour valeur
numérique la valeur absolue de ce que l’on obtient. Réellement, pour les deux variations mesurées on a les
mêmes valeurs numériques du même PA.
Si on avait utilisé qu’une seule électrode, on aurait mesuré un potentiel monophasique.
b) Excitabilité
Si l’on administre une stimulation sur le genou d’un sujet et que l’on mesure la réponse à l’aide d’une
aiguille, on verrait ce genre de graphique :
i
2x Rh
Rh
Temps
Chronaxie
Temps utile
Rh : rhéobase
2- Mécanisme de la propagation (= conduction)
a) Axone non myélinisé
On observe des circuits locaux par l’excitation d’un petit segment grâce à une stimulation. Des charges vont
se propager au niveau du segment  il va se dépolariser. Cependant, cette dépolarisation se fera tout le
long des l’axone très proche d’où une perte de temps. IL faut noter que la propagation du PA ne se fait que
dans un seul sens c’est à dire du corps cellulaire à la terminaison ; c’est une propagation orthodromique
(c’est ce que l’on observe dans les conditions physiologiques). Dans les conditions expérimentales, la
propagation du PA est dite antidromique.
b) Axone myélinisé
On observe une propagation dite saltatoire c’est à dire par saut entre chaque trou fait par la gaine de myéline
qui sont séparés de 200 µ. On observe une dépolarisation qu’au niveau de ces trous d’où une propagation
beaucoup plus rapide que pour les axones non myélinisés.
 Conduction saltatoire ? courants locaux.
c) Vitesse de conduction
Elle est déterminée
par l’existence au non de myéline
Par le diamètre de l’axone plus il est grand plus la vitesse de propagation
élevée.
sera
d) Cas du nerf
Il est constitué d’un ensemble de fibres qui peuvent se différencier de part leur diamètre et le fait qu’elles
soient myélinisées ou non. Cette constitution va entraîner une somme de propagation différente pour
chaques fibres que constitue un neurone et au total une vitesse de propagation difficile à déterminer.
Les nerfs sont dits hétérogènes dans leur constitution ; il peut y avoir au sein d’un même nerf des fibres
efférentes et sensitives.
L’électrophysiologie médicale d’un nerf monophasique ou biphasique donne :
A
A
B
C
S
Temps
De ce graphique, on en déduit qu’il existe trois types de fibres nerveuses dans un même nerf.
A : les fibres à gros diamètre, myélinisée et qui véhicule le message à une grande vitesse de 100 m/s. Ces
fibres appartiennent au motoneurone du système sympathique volontaire.
B : des fibres à diamètre moyen, myélinisées qui conduisent à une vitesse de 10 m/s. Ce sont des fibres du
SNA effectrice ou motrice.
C : elles ont un petit diamètre (1 à 2 µ) et sont non myélinisées ; elles conduisent à 1 m/s. Ce sont des fibres
du SNA sensorielles.
Les nerfs sont donc constitués de fibres nerveuses différentes. Chaques fibres nerveuses va donner un
potentiel monophasique qui vont s’additionner. L’amplitude (en mV) reste très faible par rapport au PA de
l’ordre du µV.
Transmission nerveuse
1-
Structures des synapses
a) Anatomie fonctionnelle des synapses
Elle est constituée d’un élément présynaptique et postsynaptique.
Les canaux calciques vont s’ouvrir quand le PA arrive au niveau de l’élément présynaptique pour faire
rentrer le Ca. Ce dernier va initier une interaction entre les vésicules pour les faire migrer et les forcer à
fusionner avec la membrane plasmique. Ceci va entraîner la libération du messager dans l’espace
synaptique ou fente car les deux membranes ne sont pas reliées entre elles d’où une diffusion permise.
L’espace entre ces deux membranes représente 2 à 3 fois l’épaisseur d’une membrane de 5-10 nm.
Sur l’élément postsynaptique on trouve un récepteur au messager qui va se lier puis entraîner plusieurs
types de réponse. Tout d’abord cette liaison peut entraîner la production d’un II messager qui va aller agir
sur des canaux ; ce II messager peut aussi entraîner une cascade de réaction enzymatique et créer par
exemple de nouvelles protéines.
Comment se fait l’inactivation du messager ?
Pour cela il existe trois techniques :
 Par dilution  sa concentration descend en bas de la concentration active et le reste Ach va être attaqué
par Ach estérase.
 Par recapture par l’élément présynaptique, ce phénomène existe surtout pour les catécholamines par
le mécanisme de cotransport ou synport qui reçoivent de l’énergie fournit par le gradient de Na+ qui le
pousse à rentrer dans la cellule. Il y a donc cotransport entre le messager et le Na+.
 Par destruction de la molécule par des enzymes au niveau de la mitochondrie.
Les molécules de ligands qui sont recapturées ne sont pas toutes dégradées mais peuvent être réutilisées
pour éviter une resynthèse systématique. Les membranes vésiculaires contenant le messager vont fusionner
avec la membrane plasmique mais elle est quand même reconnaissable ce qui fait qu’elle peut être
récupérée dans son unité par microendocytose  ce phénomène évite une resynthèse de vésicules
d’excrétion.
IL y a plusieurs dizaines de milliers de cellules qui fusionnent ; chaques cellules libèrent une quantité fixe
de neurotransmetteurs = quanta. Une synapse doit libérer une certaine quantité de quanta pour qu’il y est
une propagation au niveau de l’élément postsynatique  c’est la théorie du système quantique.
b) Variabilité
Classification
Selon la localisation de la synapse
Avec les dendrites : synapse axo-dendritiques
Avec les axones : synapse axo-axoniques
Avec une synapse : synapse présynaptique
Avec un corps cellulaire : synapse axo-somatique

Selon les degrés de différenciation des synapses
Synapse “ en passant ” : ce sont des varicosités qui contiennent le neurotransmetteurs qui le libèrent
quand le PA passe.
Synapse au niveau du tube digestif par exemple où la surface de contact entre les deux cellules est
augmentée grâce à des repliements d’où une plus grande quantité de quanta libéré l’ensemble est appelé
plaque motrice(l’élément postsyn est appelé appareil sous neural).
1-
Physiologie de la synapse
a) Synapse excitatrice
………
..……
On provoque une stimulation au niveau du premier neurone ; grâce à des appareils qui enregistrent les
réponses on peut constater qu’il y a bien un PA qui nait sur le premier neurone suite à la stimulation. On
place une électrode de mesure au niveau du corps cellulaire du deuxième neurone. On constate alors
qu’entre le moment où il y a l’apparition du PA sur le premier neurone, il faut attendre un certain temps
pour observer quelque chose au niveau du deuxième neurone  ce temps de latence est appelé le délai
synaptique c’est-à-dire le temps qu’il faut attendre entre l’enregistrement sur le neurone présynaptique et
postsyn.
IL peut y avoir au niveau de la synapse une libération de quanta telle que l’on va seulement observer sur le
moniteur une légère dépolarisation qui ne suffit pas à atteindre le seuil. CE potentiel postsynaptique est
entraîné par des canaux ioniques spécifiques situés exclusivement sur l’élément postsyn. Et qui sont
différents des canaux du PA.
Si la quantité de quanta excrétée est suffisante alors le seuil sera atteint et il y aura propagation du signal 
c’est le potentiel postsynaptique excitateur.
b) Synapse inhibitrice
Après le délai synaptique on observe une hyper polarisation ; c’est donc un potentiel postsynaptique
inhibiteur.
S’il y a en même temps arrivée d’un PPSE et d’un PPSI alors la résultante sera l’addition des deux
phénomènes. Le PPSE qui était efficace tout seul (atteint le seuil) ne pourra pas atteindre le seuil s’il est
additionné au PPSI.
c) Synapse présynaptique
Liaison
présynaptique
La liaison présynaptique induit une inhibition. Moins de Ca va entrer dans la cellule moins de quanta va être
libéré. IL y aura inhibition au niveau présynaptique et non au niveau postsynaptique comme vu
précédemment  cela va diminuer le PPSE.
Il existe des récepteurs spécifiques de ce type de liaisons présynaptiques.
A noter, les synapses axo-dendritiques sont excitatrices, axo-somatiques sont inhibitrices et les
axo-axoniques sont variables.
2-
Biochimie de la neurotransmission
a) Synapse cholinergique
La synthèse de la Ach se fait dans tout le neurone car ce n’est pas une structure protéique donc elle n’a pas
besoin de ribosomes. Elle résulte de la condensation de l’acétate et de la choline (qui peut venir des PL)
catalysée par une enzyme appelée Choline acétyl transférase.
L’Ach va être contenue dans une vésicule qui va fusionner avec la membrane et va être libérée dans la fente
pour aller se fixer sur des récepteurs spécifiques de deux types : muscariniques ou nicotiniques.
N1 : excitateur sur les muscles squelettiques
N2 : liaison ganglionnaire, effet excitateur
M1 : effet excitateur sur les viscères
M2 : action cardiomodérateur sur le cœur.
La dégradation de Ach se fait par voie enzymatique, le maximum d’activité de l’Ach estérase est à 37° ce
qui entraîne une dégradation de l’Ach en 1 ms. Elle peut aussi être dégradée par le phénomène de diffusion
dans le milieu interstitiel et peut provoquer un effet indésirable à distance d’où une existence de Ach E
partout dans le milieu interstitiel.
Beaucoup de myopathies résultent d’un défaut de récepteurs cholinergiques au niveau de l’élément postsyn.
b) Les synapses Noradrénergiques
Synthèse de la noradrénaline à partir du précurseur Tyrosine :
Tyr  DOPA ( Insertion d’un groupement hydroxyle au niveau du cycle benzénique)Dopamine
(Elimination du groupement carboxyle COOH) Noradrénaline (insertion du OH au niveau du CH²).
La DA se retrouve dans une vésicule dans laquelle on trouve notamment une dopamine â Hydroxylase qui
va donc transformer DA en NA. Ce neurotransmetteur va etre déversé dans la fente synaptique pour aller
rejoindre différents récepteurs que l’on classe en plusieurs groupes :
: médiateurs d’effets contractifs des vaisseaux  vasoconstricteur.
: Ce sont des récepteurs présynaptiques qui ont un rôle inhibiteur.
: Récepteur myocardique qui ont un rôle de stimulation du SN Sympathique en augmentant la fréquence
cardiaque et la PA.
: Inhibiteur des vaisseaux muscle et surtout des bronches vasodilatation
: sur le tissu adipeux, decouverte récente.
La NA est récupérée au ¾ par un transporteur qui fait partie d’un synport avec les ions Na+ (issu du
gradient énergétique du Na+).
¼ va être dégradé à deux niveaux :
dans les mitochondries par oxydation d’une enzyme non spécifique la MAO Mono Amine Oxydase qui
donne des dérivés oxydés.
Par greffage d’un CH3 sur NA par une enzyme COMT qui donne des dérivés méthyles. Des dérivés oxydés
peuvent être détériorés par la deuxième enzyme COMT ce qui va donner des dérivés mixtes : méthyles
oxydés.
IL y a dans l’encéphale beaucoup de neurone adrénergique qui ne sont pas excitateur mais inhibiteur.
Anomalie liée à une insuffisance en NA il faut agir sur l’inactivation de NA grâce à un inhibiteur de MAO
IMAO antidépresseur qui renforce NA résiduel et compense l’effet dépresseur de la NA.
c) Neurotransmission au NO
Sa synthèse se fait à partir de l’arginine grâce à une enzyme appelée NO synthase pour donner NO un
composé soluble, instable ; c’est un radical libre du sang.
IL va être déversé dans la fente où il va se transformer en NO² ou NO4+ ou encore allé agir sur la guanilate
cyclase du cytosol de l'élément postsyn. Qui nécessite la transformation du GTP en GMPc ce qui va
provoquer une dilatation vasculaire.
Ce type de neurotransmission est très important dans le système digestif et aussi au niveau cardiaque.
Depuis de décennies on donne de la trinitrine en cas d’infarctus.
d) Synapse peptidergique
Des protéines formées au niveau corps cellulaire sont transvasées dans des vésicules puis transportées
jusque dans les terminaisons grâce au neurotubules. C’est une action lente donc une diffusion lente car les
protéines sont des grosses molécules. Les peptides vont être déversés au niveau de la fente pour aller se
fixer sur 4 types de récepteurs différents Hormono normo.
Dans la fente, on trouve des endopeptidase qui dégrade les peptides de proche en proche la chaîne
peptidique d’où une dégradation assez longue.
Les 4 types de récepteurs sont
Les molécules qui fonctionnent selon ce type sont soit des peptides donc ou bien des opiacés type
enképhaline ou endorphine. Les opiodes ont des fonctions naturelles, elles ont étaient découvertes par
Guillemain. Par exemple, la morphine est utilisée comme analgésique ou antitussif.
3-
Circuit polysynaptique
a) Structure des réseaux
Réseau linéaire comme dans les voies optiques
Réseau convergent
Beaucoup de neurones différents vont rejoindre un même deuxième neurone.
Réseau divergent où un seul premier neurone va aller rejoindre beaucoup de deuxièmes neurones.
La zone centrale du réseau divergent est la plus efficace (c’est la zone décharge), les zones de
périphérie(zones de facilitation) sont moins sensibles.
Réseau rétroactif
A partir d’un circuit simple type linéaire, on a un départ d’un neurone postsyn qui va aller revenir se fixer
sur le premier neurone pou exercer un effet soit inhibiteur(grand jeu dans la stabilisation des
oscillateurs)soit excitateur(oscillation qui déclenche beaucoup de PA à partir d’un seul ou 2 PA).
Système à postdécharge
C’est un système qui constitue un générateur.
b) Mécanisme d’intégration
Sommation temporelle : addition de deux excitations qui prisent séparément n’atteigne pas le seuil peuvent
si elles ne sont pas séparées pas trop de temps atteindre le seuil. Cette addition se fait pendant la phase
d’addition latente.
Sommation spatiale : deux neurones qui sont attachés au même deuxième neurone peuvent envoyer en
même temps deux excitations qui ne dépassent pas le seuil mais qui ensemble le dépasse.
c) Régulation
IL existe des phénomènes de désensibilisation, une stimulation qui était suffisante à un moment donné peut
ne plus l’être une heure après car le neurone a été désensibilisé par par exemple un phénomène de
phosphorylisation.
Parallèlement, il peut exister des phénomènes d’hyperpolarisation. A un temps T0 une stimulation peut être
insuffisante et quelques mois ou années plus tard elle devient suffisante  phénomène de potentialisation
où tous les systèmes étaient rendus plus sensible par une stimulation précédente.
Constitution générale du système nerveux
1.
Grande division du SN
a) SNC
IL est situé dans la boite crânienne et dans la colonne vertébrale où o, trouve l’encéphale, la moelle épinière
et les nerfs qui commence à L2. Il s’oppose au SNP qui compose toutes les voies qui sortent du SNC : ce
sont des efférences.
Les messages qui vont de la périphérie au centre nerveux sont des afférences.
Le regroupement des fibres nerveuses en faisceau sont des nerfs (appellation valable qu’en périphérie) à
l’opposé la substance blanche dans le SNC est appelée faisceau ou tractus. Le groupement de neurone est le
Noyau si les neurones ont tous la même fonction dans le SNC.
Pour la périphérie, ce même groupement est appelé ganglion (pas les mêmes que dans le système
lymphatique). Enfin, dans l’abdomen, l’entremêlement des ganglions et des nerfs est appelé plexus.
b) Distinction fonctionnelle
Efferences : ce sont des voies motrices ou effectrices
Afférences : ce sont des voies sensitives ou sensorielles
Les nerfs partent et arrivent de n’importe quels étages du SNC. S’ils partent au niveau de la moelle épinière,
on les appelle nerf spinal ou rachidien ; s’ils partent (ou arrivent ) de l’encéphale on dit nerf crânien
c) Deux catégories de SN
SN autonome, végétatif (inconscient)
SN somatique ou volontaire
d) L’encéphale
On trouve le cerveau avec à sa base le cervelet. Entre les deux, on voit le bulbe rachidien, le pont, le
mésencéphale qui constitue à eux trois le tronc cérébral
On sait qu’il est divisé en deux hémisphères droites et gauches qui sont reliées par le diencéphale. Ces deux
hémisphères ne fonctionnent pas de la même façon, l’hémisphère gauche est plus développée pour un
droitier.
e) Le cerveau
A sa base, il y a l’hypothalamus relié à l’hypophyse. Au-dessus de ce système on trouve le thalamus puis le
système limbique (qui provient du rhinencéphale) et enfin le cortex.
IL est composé de centres qui ont plusieurs noyaux et gèrent plusieurs fonctions comme le système
cardio-vasculaire.
Le thalamus contient des noyaux et des centres nécessaires à la vie végétative comme la soif, la faim. Dans
le système limbique, on trouve le siège des émotions. Enfin, dans le cortex on trouve le siège des fonctions
supérieures comme la parole, l’écriture …
1.
SNA
a) Organisation générale
Son fonctionnement se fait sur le mode conscient pour le SNS ou inconscient pour le SNA
a) Organisation des SNA
 SNA parasympathique
Les nerfs partent principalement des vertèbres 3, 7,9, 10 pour ce dernier on parle alors de nerf vague ou nerf
10. Les trois premiers nerfs vont aller innerver la tête et le cou tandis que le nerf vague va innerver les
poumons, le système cardio-vasculaire, le système digestif. Il existe un nerf qui part du sacrum pour aller
innerver les organes du petit bassin.
Les principales caractéristiques de ce système est un neurone préganglionnaire très long car il doit rejoindre
la périphérie de l’organe à innerver ; et donc un neurone postganglionnaire très petit qui se trouve la plupart
du temps le long de l’organe. A noter qu’il y a un neurone préganglionnaire qui va innerver une seule
cellule.
 SNA sympathique
Les neurones partent du milieu de la colonne vertébrale. Par exemple des dorsales ou des lombaires. Les
neurones préganglionnaires sont très courts alors que les neurones postganglionnaires sont très longs. Les
corps cellulaires des deuxièmes neurones sont regroupés dans une chaîne paravertébrale. Ces neurones vont
innerver différents organes des différentes parties du corps ou partie inférieure du corps. On observe
quelques exceptions au fait que les premiers neurones s’arrêtent au niveau de la chaîne paravertébrale. Un
neurone partant des lombaires va directement innerver les medullosurrénales. Les cellules de la medullo
produisent de l’adrénaline qui va être libéré dans la circulation pour aller agir à distance. Ce système
sympathique est dit diffus car le neurone postganglionnaire innerve beaucoup de cellules effectrices en un
seul coup avec un rapport de proportion moyen égale à 1/20.
Ce sont des simples dilatations (ou varicosités ) qui déverse le neuromédiateur au niveau des cellules par
synapses “ en passant ”.
 SN entérique*
a) Transmetteurs et Récepteurs
En ce qui concerne le système nerveux central ? Un neurone va innerver un muscle où il va déverser de
l’Ach qui va se fixer sur des récepteurs de type nicotiniques.
Pour le système nerveux autonome parasympathique, il y a un neurone préganglionnaire qui va libérer au
niveau de la synapse avec le neurone postganglionnaire de l’Ach qui va se fixer sur des récepteurs
nicotiniques du neurone postgg. Ensuite, le neurone postgg va déverser de l’Ach au niveau des viscères
innervées. Ce neurotransmetteur va se fixer sur des récepteurs de type muscariniques.
En ce qui concerne le système nerveux sympathique, le neurone prégg court va libérer au niveau de la
synapse de l’Ach et le neurone postgg de la NA qui va se fixer au niveau de la viscère sur des récepteurs
1. Constituant cellulaire du SN
a) Les neurones
Ils sont constitués d’un corps cellulaire contenant un noyau, à la périphérie de la cellule on observe des
prolongements plus ou moins nombreux et longs qui sont appelés dendrites. On voit aussi un prolongement
plus long qui commence par une sorte de renflement épaissie par rapport à celui des dendrites qui s’appelle
cône d’implantation. L’axone qui suit ce cône est plus ou moins long selon la nature du neurone, il est très
long ( 1 m) pour les motoneurones. Cet axone se termine par soit par des boutons terminales qui constitue
la moitié d’une synapse (une synapse entière avec l’élément postgg ou la cellule) soit par une ébauche de
bouton terminal qui est capable de donner un bouton terminal chez ceux qui on subit des dommages
neurologiques.
Il peut être garni d’une gaine de myéline interrompu à intervalles réguliers tous les 200 µ par des nœuds de
Ranvier (qui joue un rôle dans la propagation du SN). L’axone peut être amyélinisé ou myélinisé.
Ne pas confondre : nerf qui est un regroupement d’axone donc certains peuvent être myélinisés et d’autres
pas ) avec les neurones qui n’ont qu’un seul axone.
Dans le corps cellulaire il y a beaucoup de réactions métaboliques comme par exemple la synthèse de
protéines d’où une existence accrue de ribosomes qui traduit l’ARNm en protéines.
Ces ribosomes sont liés au RE pour que les Protéines soient déversées dans l’appareil de Golgi ; ces amas
très denses sont observés en microscopie optique et sont appelés Corps de Nissl.
Le cytosquelette dans l’axone est constitué d’un système de protéines en filament (neurotubules qui sont la
polymérisation de la tubuline) dans tous les neurones. Ce sont des analogues aux protéines qui sont
contractiles ; ce système est assisté par un transport axonal à deux vitesses : rapide (cm/h) ou lent (cm/j). Ce
transport est complété par un retrotransport lent dans l’autre sens pour récupérer les protéines. Ce transport
est nécessaire car il n’y a pas de ribosomes dans l’axone, il n’y a donc pas de synthèse de protéines car
l’ARNm ne peut être transporté que sur des petites distances.
Dans les maladies neurodégénératives, qui sont le plus souvent mutilfactorielles comme les troubles de
neurotransmission de l’Ach ou des troubles dans le métabolisme des tubulures.
Dans notre organisme, nous avons 100 M de neurones ce capital diminue dès l’adolescence car les neurones
ne sont pas capables de se multiplier on dit qu’ils sont amitotiques. Ils ont une durée de vie de l’ordre de
100 ans avec un renouvellement. Ils ont aussi une très grande sensibilité à l’O² et au glucose si on les prive
d’un des deux métabolites ils peuvent mourir sous forme de nécrose.
a) Aspect anatomique : classification des neurones
 Morphologie structurale
Bipolaire : une dendrite principale en face de l’axone  une des applications chez l’homme est le neurone
en “ T ” des fibres nerveuses sensorielles.
Multipolaire : plusieurs dendrites et un axone  c’est le motoneurone
Plusieurs dendrites (chevelure) et un tout petit neurone
Unipolaire : peu de dendrites et un long axone
 Classification fonctionnelle
On distingue les neurones afférents et efférents et entre les deux un interneurones qui sont très nombreux.
Les neurones postgg peuvent être excitateur ou inhibiteur.
Ils peuvent aussi être endocrines s’ils déversent ses sécrétions dans la circulation  c’est une fonction
neurosecrétoire.
 Classification neurochimique
Si le neurone déverse de l’Ach on parle de neurone cholinergique ; si c’est de la NA on parle de neurones
noradrénergique.
Selon le principe de DALE, un neurone ne produit qu’un seul neurotransmetteur ce qui est faux ! ! !
On observe une libération de plusieurs neurotransmetteurs comme des peptides ou purines qui ont un rôle
régulateur. Au cours de l’embryogenèse, certains neurones d’un type donné peuvent changer en cours de
fonction.
a) Cellules gliales
C’est les cellules qui sont en effectifs le plus important dans le tissu nerveux, qui concourent au bon
fonctionnement du tissu nerveux.
Elles s’insèrent entre les neurones et elles sont inexcitables ce qui constituent un isolement électrique pour
éviter les court circuit. Si elles sont déficientes cale peut provoquer des crises d’épilepsie.
Elles jouent le rôle de fibroblaste de SN
architecture
 si lésions tissulaires, elles vont se multiplier pour cicatriser le neurone
 émettent des pseudopodes autour des vaisseaux sanguins pour contrôler les échanges qui se constituent
entre la BHE  rôle trophique (passage des nutriments)
 au niveau des neurones il y a une libération de K+ et une absorption de Na+ ; les cellules gliales régulent
en absorbant le K+ et participent au métabolisme du neurotransmetteur ; contrôle l’environnement.
 libèrent molécule à proximité  fonction paracrine
 Classification
Astrocytes qui ressemblent presque à des neurones en forme d’étoile.
Oligodendrocytes (que dans SNC) ou cellule de Schawnn (dans SNP)
Cellule épendymaire : prolongement qui sur un pôle brasse le LCR dans le canal médullaire.
Microglie (forme d’oursins) qui provient des macrophages chargés de la voirie tissulaire : Défense
immunitaire interne.
Les cellules de Schawnn constitue la gaine de myéline au niveau SNP, il n’y a presque que la membrane
faite de lipides donc isolante.
Physiologie
Les Principaux ligands :
A) Ligands hydrophiles :
1) Les ligands de bas poids moléculaire (BPM) :
Acétylcholine
(Ach)
Monoamines
 Système
nerveux
Acides aminés
NH2
NH2
R
R
COOH
périphérique
COOH
inhibiteur :
 Système
- catécholamine :
nerveux
NA 
musculaire
noradrénaline (NT) gammaaminobutyrique
 Système
A  adrénaline (H)
autonome
DA  dopamine
(parasympathique)
- autres :
Sérotonine
-GABA
-glycine (glycocolle)
excitateur :
Purines
ATP
NO (gaz en manque

d’électron : H/NT)
ADP

AMP

ADO
Adénosine
-acide glutamique
(glutamate)
Histamine (H/NT)
2) Les ligands de haut poids moléculaire (HPM)
Peptides
 Hormones :
 Opioïdes :
-vasopressine
-enképhaline (cerveau)
(ADH)
-endorphine
-insuline
-CCK
-angiotensine
Gaz
CO : dans des limites
infratoxiques
B) Ligands lipophiles (hydrophobes) :
Ces ligands sont transportés dans l’organisme par des protéines (souvent l’albumine) car ils sont très
différents des ligands hydrophiles.
Stéroïdes
Hormones thyroïdiennes Eicosanoïdes
 Cholestérol
Fonctionne avec l’Iode
 Minéralo-…
Acides Gras (avec 20 carbones)
acide arachidonique
(régulation du milieu intérieur)
T3…T4
 Prostaglandine
-Aldostérone
 Leucotriène
-Cortisol
 Thromboxanes (effet vasomoteur)
-Vitamine D.
 Sexuels
♀ progestérone, œstrogène, …
♂ Testostérone, androstérone
Physiologie des cellules excitables
1-Electrogenèse des cellules
a)Origines
Les ions ne peuvent par franchir la membrane lipidique, ils passent donc dans des canaux. Le Potentiel de
repos PR a pour origine les déséquilibres entre la concentration en ions K+ entre l’intérieur de la cellule où
il est très concentré et l’extérieur où il y en a peu. Pourtant la valeur du PR est toujours négative alors que
K+ est chargé positivement pourquoi ?
De part et d’autre de la membrane, il y a une éléctronégativité constante car dans la cellule il y a des anions
compensateurs qui sont les protéines chargées négativement et qui ne peuvent pas se déplacer. Il y en a
aussi à l’extérieur mais le milieu est tellement plus dilué que dans la cellule que l’éléctronégativité se fait
plus ressentir à l’intérieur où les protéines sont beaucoup moins diluées.
Pour compenser cette éléctronégativité, K+ descend son gradient de concentration en diminuant la quantité
de charge + dans la cellule en migrant vers l’extérieur ; on retrouve donc la valeur négative du PR.
b) Mesures
Il y a deux siècles, sur des tissus fraîchement prélevés, on appliquait un galvanomètre entre l’extérieur du
muscle et l’intérieur à l’aide de deux électrodes.
Durant les années 40, les cellules ont pu être observées avec une bonne performance sous le microscope ce
qui a permit de développer des techniques importantes. Les cellules étaient implantées avec des électrodes
de verre avec une pointe inférieure à 1µ. Cette électrode était remplie d’un électrolyte KCl et était branchée
à un dispositif électronique. Dès que l’électrode rentre dans la cellule on observe une dépolarisation jusqu’à
– 70. L’inconvénient de cette technique c’est que le potentiel observé résulté de l’action de nombreux
canaux ioniques. On a donc utilisé une autre technique qui consisté à isolé un canal avec une électrode de
verre et faire des mesures de part et d’autre de ce canal.  C’est l’enregistrement de type “ patch-clamp ”.
2- Le potentiel d’action PA
a) Origines
C’est l’annulation du PR en faisant rentrer des ions + par des canaux qui sont pendant le PR au repos. Une
stimulation provoque l’ouverture des canaux sodiques de façon très rapides.
La repolarisation peut se faire de différentes façons :
Soit en faisant rentrer des ions – mais ce n’est pas un phénomène observé physiologiquement.
Soit en ouvrant beaucoup de canaux potassiques qui vont permettre de faire s’échapper des ions + vers
l’extérieur.
Cependant, dans certaines cellules comme les cellules musculaires lisses, la dépolarisation n’est pas du à
une entrée de Na+.
L’apparition d’un PA entraîne une perturbation des gradients ioniques il faut donc un dispositif qui permet
le retour du K+ dans la cellule pour rétablir l’équilibre. Ce phénomène est du à une protéine de transport ou
cotransport et c’est une réaction qui nécessite un apport d’énergie car les K+ ne veulent pas rentrer
spontanément de même que les Na+ ne veulent pas sortir.
Cette protéine est appelée pompe Na+K+-ATPase car elle nécessite l’apport d’ATP.
b) Description du PA
Il commence par une légère dépolarisation qui doit obligatoirement atteindre un seuil sinon il n’y a pas de
PA. C’est la phase d’addition latente, période pendant laquelle les différents PA peuvent s’ajouter.
Vient ensuite une très grande et rapide dépolarisation (jusqu’à + 30 V) qui est caractérisée par une entré
massive de Na+ est qui est appelée phase réfractaire absolue, les autres PA qui arrivent durant cette phase
ne sont pas pris en compte.
Puis il y a une inversion de polarité.
Enfin une repolarisation jusqu’à retrouver le PR, c’est la phase réfractaire relative. Si un PA arrive, on
observera une repolarisation à deux bosses.
Enfin, on verra une post hyperpolarisation qui correspond à la phase de post sous excitabilité et selon les
cellules on pourra voir une post dépolarisation qui caractérise la période de super excitabilité.
c) Variabilité des PA selon le type de cellules
Amplitude
Durée
100 mV
1 ms
Neurones
Fréquence
500Hz = 500 PA/s
Muscles
squelettiques
Cœur
100 mV
10 ms
50 Hz
100 MV
200-300ms
On limite la fréquence
pour
arranger
le
transport du O² et
éviter l’arythmie.
Muscles lisses
Plus petite par entrée Très long
de Na+ pour maintenir
la dépolarisation.
d) Conséquences
La membrane a un très fort pouvoir isolant équivalent à 100000 V/ cm si l’on le rapporte au cm pour une
membrane de 75 A d’épaisseur.
La membrane est constituée de protéines qui sont polaires ou apolaires et donc chargées soit négativement
ou positivement. Les charges positives vont être attachées du côté extérieur d’où une electropositivité en
contact avec le milieu extérieur et les parties négatives des protéines vont être dirigées vers l’intérieur.
3- Les canaux ioniques
a) Exemple
Chaque sous unités est formées de 6 parties les unes à la suite des autres si on les représente dans un plan.
Ces 6 structures sont reliées par une chaîne polypeptidique condensée en domaine qui forme ces structures.
L’hélice de cette chaîne contient beaucoup d’AA polaire pour la sous unités 4 et s’assemblent pour former
un faisceau où les AA polaires se retrouvent englobé au milieu.
Ces 6 domaines représentent donc une seule sous unités et un canal est le regroupement de 4 sous unités. A
savoir que chaque unités a la même configuration.
Les domaines 5 et 6 sont reliées par une boucle spécifique qui à la forme d’une cravate et vont se regrouper
pour donner un mouvement au canal. Selon ce mouvement le canal va s’ouvrir ou se fermer. Le segment 4
va coulisser grâce à une variation électrique (décroissance du PA) et ouvrir le canal  c’est un peu le
mécanisme du plongeur dans une électrovanne.
Le segment 4 pour ce rôle est appelé détecteur de voltage.
Les boucles peuvent servir de récepteur si les canaux est lui-même un récepteur. La chaîne C-terminale
d’une sous-unités peut servir de liaison à la 2° sous-unités et ainsi de suite ; c’est une liaison de type
covalente. Cette liaison entre 2 sous-unités constitue un linker.
Beaucoup de maladies sont dues à une déficience des canaux si par exemple il y a une déficience au niveau
des chaînes polypeptidiques  maladie canalopathies comme la mucoviscidose.
b) Classification
 Par type d’ions spécifiques
Na+ : canaux sodiques  au niveau des muscles, cœur, neurones ; on a trois formes isomériques.
K+ : canaux potassiques
Ca²+ : canaux calciques
Cl- …
 Par mécanismes de déclenchement
Voltage dépendant
Ligand : récepteur dépendant par accès extérieur (Ach) ou intérieur ( Ca²+ ou ATP). Le récepteur peut être
lui-même le canal ou alors relié à un récepteur indépendamment du canal grâce à un second messager.
Etirement : les barorecepteur pour la PA car la membrane est un édifice flexible donc les cellules sont
sensibles à l’étirement.
 Par localisation
Cellulaire
Canaux neuronaux
Infracellulaire (dans la cellule elle-même)
Canaux mitochondriaux
Canaux dans RE