UV_104_PHYSIOLO_EXERC_SYST_NEUROVEGE

PHYSIOLOGIE DE L’EXERCICE
UV 104
SYSTEME NERVEUX AUTONOME
P. PILARDEAU
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SYSTEME NERVEUX AUTONOME
Le système nerveux autonome (SNA) est composé des systèmes sympathique et
parasympathique, et du système nerveux intestinal. Il est dit « autonome » car son fonctionnement ne
répond pas à la « volonté » du sujet.
Anatomiquement, on distingue les neurones préganglionnaires et les neurones
postganglionnaires.
I - GENERALITES
1.1 Système sympathique
1.1.1 Les neurones sympathiques
Les neurones préganglionnaires du système sympathique sont situés dans la moelle épinière
au niveau thoracique et lombaire. Ces fibres se terminent soit dans les ganglions abdominaux, soit
dans les ganglions paravertébraux.
Les médullosurrénales sont directement innervées par un neurone préganglionnaire.
Les autres afférences sympathiques font relais dans un neurone (dit postganglionnaire) dont
l’axone innerve les organes effecteurs.
Surrénale
Organe cible
Fibre
préganglionnaire postganglionnaire
Moelle épinière
Chaque neurone pré ganglionnaire se ramifie et peut ainsi contrôler plusieurs neurones
postganglionnaires (fonction de distribution et d’amplification). Parallèlement plusieurs neurones
préganglionnaires convergent vers un même neurone postganglionnaire, assurant ainsi une sécurité
dans la transmission.
Ramification
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Convergence
1.1.2 Médiateurs du système sympathique
Le système sympathique présente la particularité d’utiliser l’acétyl choline comme
médiateur à l’extrémité de l’axone préganglionnaire et dans la majorité des cas, l’adrénaline
comme médiateur axonal postganglionnaire.
Ach
Surrénale
Adrénaline
Ach
Circulation
Organe cible
Adrénaline
Moelle
épinière
Prégang
Postgang
La médullosurrénale se comporte comme un neurone postganglionnaire, elle est stimulée
par l’acétyl choline et produit de l’adrénaline qui sera directement déversée dans le courant
circulatoire et pourra être captée par de nombreux organes cibles. La stimulation nerveuse directe est
donc très précise (une ou seulement un groupe cellulaire appartenant à un même organe), mais très
limitée contrairement au grand nombre d’organes susceptibles d’être concernés par la sécrétion des
catécholamines surrénaliennes.
Lors de la stimulation, la médullosurrénale produit 80%d’adrénaline et 20% de noradrénaline.
1.1.3 Effets du système sympathique
Les effets du système sympathique sont multiples et complexes. Seuls les effets en rapport
direct avec l’activité physique seront retenus dans ce document.
L’activité des terminaisons sympathiques sera différente suivant que les récepteurs seront de
type  ou  adrénergiques. Les effets de ces récepteurs sont le plus souvent opposés. La
prédominance de l’un ou de l’autre dans un même organe effecteur dépendra :
= De leur concentration respective au niveau de l’organe
= Des effets respectifs plus ou moins importants de l’adrénaline et de la
noradrénaline (les récepteurs  sont plus sensibles à la noradrénaline, alors que les récepteurs  sont
plus sensibles à la l’adrénaline).
La localisation et les propriétés de ces récepteurs varient suivant les organes. Un même
organe peut bénéficier des deux types de récepteurs.
Localisation et effets des différents récepteurs :
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1 : Leur localisation est postsynaptique. Ils sont localisés dans le cœur, les vaisseaux et plus
généralement dans l’ensemble des muscles lisses. Leur stimulation provoque une contraction de
ces muscles.
2 : Ils sont également post synaptiques mais leur localisation est très différente (pancréas,
duodénum, encéphale). Leur stimulation provoque une diminution de la sécrétion d’insuline et de
la motilité duodénale.
1 : Les récepteurs bêta 1 adrénergiques sont présents au niveau du cœur, des cellules
adipeuses et musculaires. Leur stimulation augmente la fréquence cardiaque et présente un effet
inotrope positif (augmentation de la vitesse et de la force intrinsèque des contractions). Sur le plan
métabolique leur stimulation active la mobilisation et l’utilisation des lipides.
En bloquant les récepteurs bêta (bêta bloquants) on diminue l’excitabilité cardiaque, la force
de contraction et la fréquence. Ces médicaments sont notamment utilisés pour certaines
hypertensions artérielles.
2 : Les récepteurs bêta 2 adrénergiques sont essentiellement localisés au niveau des
bronches et des vaisseaux musculaires. Leur stimulation est à l’origine d’une bronchodilatation et
d’une vasodilatation.
Ils sont utilisés dans le traitement de la crise d’asthme.
Stimulation :
Les catécholamines peuvent stimuler de deux manières les récepteurs  et , soit directement
à l’extrémité de la fibre postganglionnaire, soit indirectement par voie sanguine quand la
médullosurrénale a été stimulée.
Le premier mécanisme est immédiat (ordre de la ms), alors que le second est beaucoup plus
long (quelques minutes ou dizaines de minutes). On notera d’autre part que l’accessibilité aux
récepteurs n’est pas nécessairement identique, certains récepteurs n’étant sensibles qu’à la stimulation
nerveuse, alors que d’autres sont plus accessibles à la voie sanguine.
Cette dissociation explique pourquoi les effets d’un stress (stimulation
sympathique ganglionnaire) ne sont pas superposables à ceux de l’exercice physique (libération
importante de catécholamines dans la circulation sanguine et notamment d’adrénaline). Le
premier est préjudiciable à la performance, alors que le second place le sportif dans les
conditions idéales pour réaliser un exploit.
A titre d’exemple le stress provoque une vasoconstriction (récepteurs bêta) reconnaissable à
la pâleur de la peau et perceptible par le sujet (sueurs froides, vertiges...). Alors que l’échauffement
(stimulation de la médullosurrénale est responsable d’une vasodilatation nécessaire pour augmenter le
débit sanguin musculaire et accélérer les échanges thermiques cutanés, mais aussi une
bronchodilatation.
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Organe
Action
Récepteur
Augmentation
de la fréquence
1
Augmentation de
la force contractile
1
Musculaires
Vasoconstriction
Vasodilatation
1
2
Cardiaques
Vasoconstriction
Vasodilatation
1
2
Artères de la peau
Vasoconstriction
1
Bronches
Relaxation
2
Glandes
salivaires
Hyposialie
Sécrétion de mucus
1
Glandes
sudoripares
Sécrétion
Excrétion
Ach
1
Glandes
digestives
Diminution
1
Médullo-surrénal
Stimulation
Ach
Cœur
Vaisseaux
1.2 Système parasympathique
1.2.1 Les neurones du système parasympathique
Les neurones préganglionnaires du système parasympathique sont situés dans le tronc cérébral
et la moelle épinière de la région sacrée. Les axones des neurones préganglionnaires sont relayés par
des neurones postganglionnaires situés dans les ganglions parasympathiques à proximité des organes
effecteurs. Pour cette raison les axones postganglionnaires présentent des axones courts.
Tous les organes innervés par le système parasympathique sont également innervés par le
système sympathique. Il est à noter que l’inverse n’est pas vrai.
1.2.2 Médiateurs du système parasympathique
Les neurones préganglionnaires et postganglionnaires parasympathiques utilisent tous les
deux l’acétyl choline comme médiateur.
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Neurone
préganglionnaire
postganglionnaire
Organe cible
Ach
Ach
1.2.3 Effets du système parasympathique.
Organe
Action
Cœur
Diminution
de la fréquence
Vaisseaux
Pas d’action
Bronches
Contraction
Glandes
salivaires
Hypersialie
Sécrétion séreuse
Glandes
sudoripares
Pas d’action
Glandes
digestives
Stimulation
Médullo-surrénal
Pas d’action
Les systèmes sympathiques et parasympathiques présentent le plus souvent des effets
opposés. Il est donc essentiel qu’une coordination assure un équilibre entre ces deux systèmes. Ce
contrôle est assuré au niveau du tronc cérébral et de l’hypothalamus.
1.3 Système nerveux intestinal
Le système nerveux intestinal se trouve localisé dans les tuniques entourant l’intestin. Ses
principales composantes sont les plexus de Meissner et d’Auerbach. Ce système est composé de fibres
sensitives et motrices destinées à la motricité intestinale. Son activité peut être modulée par des
afférences sympathiques et parasympathiques.
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II - REGULATION DU SYSTEME NEUROVEGETATIF
Le système neurovégétatif présente un double système de contrôle ; une voie réflexe spinale et
un contrôle par le tronc cérébral et l’hypothalamus.
2.1 La voie spinale réflexe végétative.
Il s’agit d’une interconnexion entre les afférences viscérales et le système nerveux végétatif
au niveau de la moelle épinière.
Ce système formé de trois synapses (2 dans la substance grise de la moelle et une dans le
ganglion spinal végétatif).
La voie réflexe végétative permet ainsi la prise en compte d’informations provenant des
organes innervés. On parle de voie réflexe cardio-cardiaque, cutanéo-viscérale....
Ganglion spinal
Substance grise
Fibres afférentes
Organe
Fibres nerveuses
préganglionnaires
Moelle épinière
Schéma de la voie réflexe spinale végétative
2.2 Contrôle cérébral
L’hypothalamus et le tronc cérébral participent de façon importante à la régulation du
tonus du système végétatif. Les voies descendantes provenant du tronc cérébral et de l’hypothalamus
présentent des synapses à chaque étage de la moelle épinière. Le relais est réalisé par des synapses
dont le médiateur chimique peut être différent suivant l’origine de la fibre :
Adrénergique (tronc cérébral)
Sérotoninergique (Raphé médian)
Nordadrénergique (noyaux du pont)
Vasopressinergique (Noyau paraventral).
L’hypothalamus, de part ses relations avec les fonctions sensorielles joue un rôle
d’intégrateur. Il transmet par la voie descendante des informations aux systèmes sympathique et
parasympathique qui agissent en synergie.
Ces principales fonctions concernent :
Le rythme jour/nuit et la fonction veille/sommeil
Le système de thermorégulation
Le bilan calorique et la notion de satiété
La conscience
Les régulations endocriniennes
La fatigue et le stress
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Le système neurovégétatif est donc bien autonome, puisque difficile à commander
(certains yogis sont cependant capables d’imposer leur volonté), mais en « prise directe » avec
l’environnement et le statut du sujet (fatigue, satiété, température...)
L’activité sportive est donc à la fois dépendante de ce système (de la qualité de la
régulation dépendra la qualité de la performance), mais aussi source d’information que ce
système devra gérer au mieux pour éviter les manifestations du surentraînement (épuisement
calorique, hyperthermie maligne, épuisement physique et psychique.....)
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