DIA F3 - Cours Poncet
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Du neurone à la contraction musculaire Influx nerveux Synapse neuromusculaire INFLUX NERVEUX L’influx nerveux - Aperçu 3. Transmission de l’influx nerveux à une autre cellule (synapse) 2. Propagation du potentiel d’action 1. Stimulus extérieur L’influx nerveux est la propagation d’un potentiel d’action (courant électrique) le long d’une fibre nerveuse. La membrane plasmique Toutes les cellules sont entourées par une membrane cytoplasmique constituée d’une double-couche de phospholipides. La membrane forme une barrière sélective partie hydrophile Molécule de phosphoglycérolipide partie hydrophobe 6 Le potentiel de membrane Il existe une différence de potentiel à travers la membrane d’une cellule. Potentiel de repos : -70 mV Cette différence de potentiel est due à une répartition inégale des charges (ions) entre l’intérieur et l’extérieur de la membrane. 7 Les ions 8 Lep, p.305 9 Les transporteurs membranaires Transport passif: Transport actif: l dans le sens du gradient de concentration l ne nécessite pas d’énergie l contre le gradient de concentration l les protéines de transports (pompes) nécessitent de l’énergie chimique (ATP) 10 Les transporteurs sont spécifiques Les transporteurs contiennent des zones d’étranglement qui forcent les molécules à entrer en contact avec leur paroi. 11 Expérience de Hodking et Huxley, XIXe siècle Potentiel d’action Inversion temporaire du potentiel de membrane. Modification due à l’action de transporteurs ioniques et donc à des mouvements de ions. L’influx nerveux Toutes les cellules possèdent un potentiel de membrane, mais seuls les neurones et les cellules musculaires le modifient et le contrôlent pour transmettre des messages. L’influx nerveux est transmis le long d’un neurone, de la dendrite ou du corps cellulaire jusqu’à l‘extrémité de l’axone. C’est un message électrique, créé par le flux d’ions à travers la membrane de la cellule. Le flux de ces ions change la polarité de la membrane. Ce n’est pas un flux d’électrons le long de l’axone! TP influx nerveux Propagation de l’influx nerveux Doc 2 Expérience sur l’axone géant de calamar Un axone géant de calamar reçoit une brève stimulation électrique, puis le potentiel de membrane est enregistré à des distances croissantes de l’électrode de stimulation. Propagation de l’influx nerveux Potentiel d’action en un point de la membrane déplacement d’ions au voisinage de la zone dépolarisée = courants électriques Des courants électriques (ions qui se déplacent) sont engendrés dans cette zone 17 Les faibles courants électriques engendrés par les ions qui se déplacent provoquent l’ouverture de canaux à sodium TENSIODEPENDANTS au voisinage de la zone qui s’est dépolarisée, ce qui provoque la dépolarisation de la zone voisine La dépolarisation d’un point de la membrane provoque la dépolarisation du point voisin. 18 Transmission de l’influx nerveux : Déplacement d’un potentiel d’action le long de la membrane d’un neurone Même principe que la vague dans un stade La notion de seuil • Le potentiel d’action débute au niveau des dendrites et du corps cellulaire. • L’intensité du stimulus va produire une dépolarisation plus ou moins forte. La notion de seuil Si la dépolarisation ne dépasse pas le seuil d’excitation : la membrane reprend sa polarisation normale et il n ’y a pas d’influx. La notion de seuil Si la dépolarisation dépasse un certain seuil ( ~ - 50 mV) è Il y a un déclenchement du potentiel d’action. Le potentiel d’action se propage alors le long de l’axone. Le potentiel d’action : la loi du tout ou rien Pour qu’il y ait potentiel d’action, la dépolarisation au point stimulé doit dépasser un certain seuil (~ - 40 à ~ - 50 mV ). Le stimulus 1 (S1) est plus petit que S2 qui est plus petit que S3. Seul S3 provoque une dépolarisation qui atteint le seuil du neurone. 23 23 La période réfractaire Pendant la phase de repolarisation, le neurone est insensible à une nouvelle stimulation : c’est la phase ou période réfractaire. La période réfractaire permet à l’influx nerveux de ne se déplacer que dans une direction le long de l’axone. Elle détermine la fréquence maximale à laquelle les potentiels d’actions peuvent être déclenchés. 24 Intensité du signal La fréquence des potentiels produits est plus grande si le stimulus est fort, dans la limite fixée par la période réfractaire. La fréquence peut varier, selon la force du stimulus, de 1 Hz (un potentiel par seconde) à 100 Hz Exemple 26 L’intensité du stimulus Le SNC peut faire la différence entre un stimulus faible et un stimulus fort même si le potentiel d ’action est le même dans les deux cas : Un stimulus fort fait réagir plus de neurones qu’un stimulus faible 27 Intensité du stimulus et réponse nerveuse SYNAPSE NEUROMUSCULAIRE Influx nerveux Synapse neuromusculaire La synapse Vient du grec « syn » = ensemble et « haptein » = joindre Synapse = point de « connexion » entre: • deux neurones • un neurone et une cellule musculaire • un neurone et une cellule glandulaire Les synapses chimiques (99% de celles du SNC) • les cellules ne se touchent pas. • l’influx nerveux a besoin de molécules particulières, les neurotransmetteurs, pour franchir l’espace entre les deux. • transmission moins rapide (0,5 sec), mais plus souple et malléable. • La transmission ne se fait que dans un sens. Synapses des jonctions neuro-musculaires cellule musculaire Bouton synaptique Noyaux musculaires Axones Bouton synaptique du neurone moteur Membrane du bouton synaptique Membrane de la cellule musculaire Cellule musculaire Fente synaptique Fibres contractiles Qu'est-ce que c'est ? Vésicules synaptiques contenant le NT Plaque motrice Mécanisme de la synapse Neurone moteur Vésicules synaptiques Terminaison synaptique SYNAPSE Fente synaptique Cellule musculaire Repos : les vésicules synaptiques s’accumulent dans la terminaison synaptique Mécanisme de la synapse Motoneurone Signal électrique Vésicules synaptiques Terminaison synaptique Fente synaptique N. Posts. Cellule musculaire Le signal électrique arrive dans la terminaison synaptique. 39 Mécanisme de la synapse Motoneurone Signal électrique Vésicules synaptiques Terminaison synaptique Neurotransmetteurs N. Posts. Cellule musculaire L’arrivée du signal électrique stimule la libération des neurotransmetteurs dans la fente synaptique. 40 Mécanisme de la synapse Neurone moteur Signal électrique Vésicules synaptiques Terminaison synaptique Neurotransmetteurs Récepteurs N. Posts. Cellule musculaire Les neurotransmetteurs se lient aux récepteurs sur la membrane musculaire. Mécanisme de la synapse Neurone moteur Signal électrique Vésicules synaptiques Terminaison synaptique Neurotransmetteurs Récepteurs Dépolarisation de la membrane musculaire N. Posts. Cellule musculaire Contraction musculaire Dépolarisation de la membrane du bouton synaptique Ouverture de canaux à Ca++ dans la membrane du bouton et entrée de Ca++ Libération par exocytose du neurotransmetteur dans la fente synaptique Le neurotransmetteur se fixe sur son récepteur sur le neurone postsynaptique La fixation du neurotransmetteur provoque l ’ouverture de canaux ioniques Recyclage du NT Pour qu’une synapse fonctionne dans le temps, il est essentiel qu’un mécanisme de recyclage ou d’élimination du NT ait lieu afin de libérer les récepteurs. Exercice synapse Déclenchement du potentiel d’action : principe de sommation Corps cellulaire d’un neurone et synapses (grossissement 15000x) Synapses excitatrices et inhibitrices Chaque neurone reçoit des PPSE et des PPSI Exemple : neurone moteur S’il y a plus de PPSE que de PPSI le neurone moteur est dépolarisé audelà du seuil et il y a influx. S’il y a plus de PPSI que de PPSE le neurone moteur ne se dépolarise pas jusqu’au seuil. Il n’y a pas d ’influx. 49 Ex. modulation de la douleur Si le neurone inhibiteur est actif, le neurone d’association devient peu sensible (plus difficile à dépolariser) 50 51 52 Zone gâchette (ou cône d’implantation de l’axone) Seuls les axones peuvent former des potentiels d'action. Les potentiels d'action prennent toujours naissance en un point de l'axone appelé zone gâchette. La zone gâchette est généralement située à la racine de l'axone, près du corps cellulaire. Si la polarité de la membrane du corps cellulaire dépasse le seuil, alors la zone gâchette déclenche un potentiel d'action qui se transmettra dans l'axone. 53 Flexion et extension d’un membre 54 Inactif pendant une flexion Neurone moteur du triceps inhibé FLEXION Les neurones dont le corps cellulaire est vert génèrent des PPSE, ceux en rouge génèrent des PPSI 55 Lorsque le neurone responsable de la flexion est actif, le neurone responsable de l’extension est au repos. Que faudrait-il ajouter pour que le neurone responsable de l’extension 56 soit bien au repos au cours d’une flexion? Neurone inhibiteur Quand le neurone responsable de la flexion est actif, celui responsable de l’extension est inhibé 57 CONTRACTION MUSCULAIRE Organisation des muscles Il existe 3 types de muscles. Les muscles sont organisés en faisceaux de fibres musculaires. Organisation des muscles Cellules géantes allongées (fibres) Cellules plurinucléées Anatomie d’une fibre musculaire Protéines filamenteuses = myofibrilles Glycogène Mitochondries x 22’000 Anatomie d’une fibre musculaire Myofibrilles sont séparés en segments : Strie Z Bande claire (I) Bande H Strie Z Bande sombre (A) Bande claire (I) Sarcomère Anatomie d’une fibre musculaire
