L`organisation du Système Nerveux

Les Structures et les Processus du Système Nerveux
• Le système nerveux est conçu de manière à percevoir les changements qui ont eu lieu continuellement dans l'organisme et le milieu environnant et à y réagir.
• l'homéostasie: l'état de stabilité relative qui règne dans le corps; le système nerveux régule les structures et processus afin de le maintenir
1. Fonction sensitive: les récepteurs qui réagissent à un stimulus
2. Fonction intégratrice: il perçoit, compare et décide
3. Fonction motrice: envoie un signal à l'effecteur
L'organisation du Système Nerveux
réception
sensorielle et
réaction motrice
intégration
• récepteurs sensorielles (Tête
et extrémités)
• nerfs qui acheminent
l'information sensorielle et les
commandes aux muscles
squelettiques
• commande volontaire
• commande
involontaire des
sécrétions
glandulaires et le
fonctionnement
des muscles lisses
et cardiaques
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Les cellules du système nerveux
Les neurones: les unités structurales et fonctionnelles du système nerveux. Ils sont conçus de manière à réagir aux stimuli physiques et chimiques, à acheminer des signaux électrochimiques et à libérer des substances chimiques qui régulent différents processus organiques. Ils sont organisés en nerfs.
Trois grandes types:
• Neurones sensoriels: prennent l'information des récepteurs sensoriels (les sens). Ils transmettent ces influx au système nerveux central (l'encéphale et la moelle épinière). • Interneurones: lien entre les neurones sensoriels et le neurones moteurs. Ils se trouvent seulement dans le SNC et sont plus courts et lents; ils n'ont pas de gaine de myéline.
(amyélinisés)
• Neurones Moteurs: transmettent l'information du système nerveux central aux muscles, aux glandes, et autres organes (les effecteurs)
Les cellules gliales (gliocytes): 10x plus nombreuses. Ils nourrissent les neurones, les débarrassent de leurs déchets, et les défendent contre l'infection. Ils soutiennent le système nerveux.
L'arc réflexe
Certains neurones sont organisés pour permettre à ton corps de réagir au danger rapidement, avant même que tu aies pris conscience du danger. Un arc réflexe est une voie neuronale simple qui représente l'organisation fondamentale du système nerveux.
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La Structure d'un Neurone
Quatre caractéristiques communs de tous les neurones:
• Dendrites: courtes terminaisons ramifiées qui reçoivent des influx nerveuses d'autres neurones ou des récepteurs sensoriels et les relaient au corps cellulaire
• Corps Cellulaire (Soma): contient le noyau et accompli les réactions métaboliques. Il traite des données reçues des dendrites, et si la taille est suffisant, il relaie à l'axone, où un influx est provoqué.
• Axone: achemine les influx à partir du corps cellulaire. Il peut mesurer de 1mm jusqu'à 1m de long (ex: nerf sciatique de la jambe)
• Terminaisons ramifiées: pour communiquer avec les autres neurones, les glandes, les muscles. La terminaison libère des signaux chimiques et forment les synapses.
Dans certains neurones on trouve:
• Gaine de myéline: une couche isolante lipidique qui donne une apparence blanche. Elle protège les neurones et accélère la transmission nerveuse. Les cellules de Schwann forment la myéline. Ont dit que les axones sont "myélinisés" ­ "matière blanche" (ou le contraire, "amyélinisés" ­ "matière grise"). Le SNC contient les 2 types, le SNP contient pour la plupart des axones myélinisés. • les noeuds de Ranvier: des espaces entre les cellules de Schwann . La transmission nerveuse se passe ici et 'saute' les parties myélinisés de l'axone. Le résultat est que les neurones myélinisés transmettent 50x plus rapidement. • la neurilemme: membrane délicat qui promouvoit la régénération des neurones myélinisés endommagés
Comparer les neurones myélinisés et amyélinisés
Neurones myélinisés
Neurones amyélinisés
Matière blanche: a des lipides/myéline/cellules de Schwann Matière grise: pas de lipides/myéline/cellules de Schwann
SNC et SNP
SNC seulement
Peut réparer des dommages: possède la neurilemme
Pas de neurilemme
Influx voyagent vite
Influx voyagent lentement
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L'influx Nerveux
Comparer les influx nerveux et l'électricité
• L'électricité voyage plus vite que les influx nerveux. • Le courant électrique diminue avec la distance, mais non les influx nerveux. • L'électricité nécessite une source externe d'énergie tandis que les influx ont une source interne d'énergie.
• L'électricité est le mouvement des électrons dans un conducteur, mais les influx sont le mouvement des ions à travers une membrane.
Hodgkin et Huxley: ont découvert
avec le calmar Loligo que la tension
à l'intérieur et à l'extérieur des
membranes des neurones n'est pas
égal, ce qui donne naissance aux
influx nerveux.
L'influx Nerveux: Le Potentiel de Repos de la Membrane
• le côté cytoplasmique de la membrane est négatif par rapport au côté extracellulaire. Cette séparation de charge est une forme d'énergie potentiel, donc potentiel de la membrane.
• Au repos, la différence est ­70mV, donc le potentiel de repos de la membrane.
• Le processus de production d'un potentiel de repos de ­70mV s'appelle la polarisation. De grosses molécules de protéines négatives existent dans le liquide intracellulaire, mais pas à l'extérieur, et ne peuvent pas traverser la membrane. De plus, la membrane est presque imperméable aux ions négatives, comme le chlore, qui se trouvent aussi à l'intérieur.
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L'influx Nerveux: La pompe à sodium et à potassium
• contribue le plus à la séparation de charge
• utilise l'ATP pour sortir les ions de sodium de la cellule et y faire entrer les ions de potassium (qui diffusent naturellement)
• la pompe échange trois ions de sodium contre deux ions de potassium
• Résultat: une charge positive excessive s'accumule à l'extérieur de la cellule, contribuant au potentiel de repos de ­70mV
ext
int
ext
int
L'influx Nerveux: Le potentiel d'action
Est produit seulement aux noeuds de Ranvier. Na K
Na/K (canaux) (canaux) (pompe)
• dépolarisation: quand la membrane change de potentiel à une valeur moins que 70. (Causé par un potentiel d'action au noeud de Ranvier adjacent)
• seuil d'excitation: le montant de dépolarisation nécessaire pour produire un potentiel d'action. Pour les neurones: ­55mV. Quand le potentiel membranaire à un noeud de Ranvier atteint le seuil, les canaux de sodium ouvrent et les ions de sodium entrent rapidement dans l'axone. Ceci résulte en une potentiel de +35mV.
• repolarisation: en conséquence du potentiel de la membrane, les canaux de sodium ferment, et les canaux de potassium s'ouvrent, et le potassium sort de l'axone. Le potentiel de la membrane passe à ­90mV. La pompe Na/K ramène le potentiel à ­70mV, mais pour une courte période de temps, la membrane est hyperpolarisée et ne peut pas être stimulée pour subir un autre potentiel d'action. Animation
Charge de Ions
la membrane
fermé
ouvert
Na sort
K entre
K
sort
Dépolarisé ouvert
fermé
""
Na
+in/­ext
entre
Repolarisé fermé
ouvert
""
K
sort
Polarisé
+ext/­ in
+ext/­in
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L'influx Nerveux: Le potentiel d'action
Est un effet tout ou rien.
Un stimuli minimum (chimique, électrique, lumière, son, autre) qui rend la membrane plus perméable au sodium est le seuil de ce neurone. De différents neurones ont des différents valeurs de seuil. Ceci explique les différences en tolérance et sensibilité (à la douleur, par exemple). Stimuli
Influx (tension)
1mV
­70 mV
2mV
­70 mV
3mV
Seuil
+20 mV
4mV
+20 mV
5mV
+20 mV
Un influx ne varie par en taille, soit il commence ou non ­ soit la membrane est totalement dépolarisé ou non. Quand un potentiel d'action comment, il va se répandre à travers tout le neurone. Si le stimuli est plus fort, la fréquence des influx sera plus grand.
L'influx nerveux: propagation
• l'influx n'arrête pas lorsqu'il est commencé
• l'influx voyage toujours de dendrite ­­> soma ­­> axone
• entre 2 neurones, l'influx va de l'axone au dendrite
Les ions de sodium (entrés pendant un potentiel d'action) diffusent dans l'axone. Quand ils atteignent les noeuds de Ranvier voisins, les charges positives réduisent la charge négative et cause la dépolarisation.
Puisqu'un potentiel d'action vient d'arriver à la gauche, cette membrane est réfractaire. Ce mécanisme empêche les influx de retourner en arrière.
On appelle la conduction d'un influx la conduction saltatoire car l'influx 'saute' d'un noeud de Ranvier à l'autre.
Sclérose en plaques ("MS")
la démyélinisation des neurones du SNC
et donc une diminution des influx nerveux
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L'influx nerveux: synapse
• la connexion entre deux neurones ou un neurone et un effecteur • synapse = "liaison" ou "point de jonction"
• jonction neuromusculaire: synapse entre un neurone moteur et une cellule musculaire
l'espace entre les 2 neurones = la fente synaptique
• l'influx arrive à la terminaison présynaptique ("bouton terminal") et cause l'ouverture des canaux de calcium
• des messagers chimiques, les neurotransmetteurs, transportent le signal d'un neurone à l'autre (ou à un effecteur)
• les vésicules synaptiques contenant les neurotransmetteurs fusionnent avec la membrane de l'axone et libèrent leur contenu dans la fente par exocytose
• Ça prend entre 0,5 et 1 ms pour atteindre les dendrites du neurone postsynaptique ou la membrane de l'effecteur
• les neurotransmetteurs se relient à des protéines réceptrices, ce qui fait ouvrir des canaux ioniques de sodium pour dépolariser la membrane postsynaptique si les neurotransmetteurs sont excitateurs (si le neurotransmetteur est inhibiteur, le récepteur fait ouvrir les canaux de potassium)
• si le seuil est atteint, un potentiel d'action est initié. Le corps cellulaire va intégrer tous les signaux et l'effet combiné décidera si le seuil est atteint.
L'influx nerveux: neurotransmetteurs
Acétylecholine (Ach) est un neurotransmetteur qui traverse une jonction neuromusculaire.
Pour éviter qu'elle reste dans la synapse et que le muscle reste en état d'excitation (contraction), l'enzyme cholinestérase est libérée dans le synapse pour le décomposer, ainsi fermant les canaux.
Le sarin est un gaz neurotoxique qui détruit cette fonction, ainsi résultant en état de contraction constante ­­ dans les insecticides.
Autres neurotransmetteurs: (voir p. 382)
• dopamine: commande des mouvements et le plaisir
• sérotonine: perception sensorielle et de température
• endorphines: analgésiques naturels
• noradrénaline: réagir aux situations stressantes
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Le Système Nerveux Central (SNC)
méninges
crâne
encéphale
liquide céphalorachidien
matière grise: régions périphériques de l'encéphale et décrit la forme en H à l'intérieur de la moelle épinière
matière blanche: région interne de l'encéphale et région externe de la moelle épinière
Les méninges (3 couches de tissu élastique solide), le crâne, le liquide céphalorachidien et la colonne vertébrale protègent le SNC.
La moelle épinière
• une colonne de tissu nerveux qui s'étend de l'encéphale et descend dans un canal situé dans la colonne vertébrale
• lien entre l'encéphale et le SNP (neurones sensoriels et moteurs)
• centre primaire de réflexes: la matière grise se compose des interneurones
neurones sensoriels
neurones moteurs
(31 en total)
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L'encéphale
Se compose de trois régions générales:
Le rhombencéphale
• le cervelet: coordination inconsciente de la posture, des réflexes, et des mouvements du corps; motricité fine volontaire (ex: écrire, conduire une bicyclette). Reçoit des information des propriocepteurs situés dans les muscles et les articulations.
• le bulbe rachidien: réponses automatiques involontaires (ex: rythme cardiaque, contraction/dilatation des vaisseaux sanguins, rythme de la respiration, de la déglutition et de la toux)
• le pont de Varole: au­dessus et devant le bulbe rachidien; centre de relais entre les hémisphères gauches et droites du cerveau, le cervelet, et le reste de l'encéphale
Le mésencéphale
Au dessus du pont de Varole; relaie l'information visuel et auditive entre le rhombencéphale et le prosencéphale; mouvement des yeux et la commande des muscles squelettiques
Le prosencéphale
• le thalamus: neurones qui relient différentes parties de l'encéphale, surtout le rhombencéphale et le système sensoriel (sauf odorat) et le cervelet.... "la grande station de relais"
• l'hypothalamus: en dessous du thalamus; régulation du milieu interne (ex: tension artérielle, rythme cardiaque, soif/faim, émotions). Aussi, c'est un lien entre le système nerveux et endocrinien car il coordonne les actions de l'hypophyse.
• le cerveau: 4/5 du poids de l'encéphale. Il se divise en 2 hémisphères ­ gauche et droite ­ qui contiennent les centres de l'intellect, de la mémoire, de la conscience, et du langage. Le cerveau interprète et commande la réaction à l'information sensorielle.
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La barrière hémotaencéphalique: séparation du sang et des tissus du SNC L'encéphale doit utiliser beaucoup d'oxygène (20% du total du corps), donc le sang est nécessaire pour le transport. Les parois capillaires forment une barrière qui laisse seulement quelques substances traverser. Des substances liposolubles (caféine, nicotine, héroïne) traversent facilement la barrière.
La Structure et Fonction du Cerveau
• chaque moitié du cerveau est constituée d'une masse interne de matière blanche et d'une fine couche externe de matière grise, le cortex cérébral, responsable des comportements évolués: langage, mémoire, personnalité, pensée consciente, raisonnement....
• il mesure environ 5 mm d'épaisseur et présente de nombreuses circonvolutions pour augmenter son aire de surface
• les 2 moitiés sont reliés par le corps calleux, un faisceau de matière blanche. Des traitements pour l'épilepsie impliquent des fois la coupure de ce tissu.
• certaines fonctions sont dominées par une hémisphère. l'hémisphère droite = artistiques, oculo­spatiales. Gauche = logiques, langage, maths. L'effet Stroop démontre cette différence.(p. 390)
• Il existe 4 lobes fonctionnels
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La Structure et Fonction du Cerveau
Lobe frontal:
raisonnement,
réflexion
critique, la
mémoire, la
personnalité,
langage
articulé (Aire
de Broca),
L'aire motrice
(disproportion
née - voir p.
391)
Lobe pariétale: reçoit et traite l'information sensoriel
qui provient de la peau. Comme pour le cortex moteur,
l'aire est dédié au visage, au mains, et aux organes
génitaux, ce qui rend ces régions plus sensibles.
Lobe occipital: reçoit
et analyse l'information
visuelle; aide à
reconnaître ce qu'on
voit
Lobe temporal: traitement de l'information visuel et
(surtout) la réception auditive - la compréhension des
paroles (Aire de Wernicke)
Le Système Nerveux Périphérique (SNP)
Système Somatique
La commande volontaire; les neurones sensoriels transmettent l'information sur le milieu externe et les neurones moteurs transmettent de l'information aux muscles squelettiques.
• 12 paires de nerfs crâniens: fonctions de la tête, le cou, le visage (sauf le nerf vague)
• 31 paires de nerfs rachidiens
• tous myélinisés
Système Autonome
• contrôle involontaire (automatique)
• l'hypothalamus et le bulbe rachidien le contrôlent
• neurones acheminent aux effecteurs
SN Parasympathique
SN Sympathique
• quand le corps est calme/au repos
• restaurer et conserver l'énergie
• "réaction de repos et de digestion"
• Situations stressantes
• "réaction de lutte ou de fuite"
• neurotransmetteur: noradrénaline/norépiné
phrine qui a un effet excitateur sur les tissus cibles (produit par la glande surrénale)
• inhibe certaines parties du corps
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