Le neurone

Le neurone
Le tissu nerveux se compose de cellules nerveuses. Il y en a plusieurs
types:
-astrocytes
-oligodendrocytes
-cellules de Schwan
-microglyocytes
Les neurones sont des cellules qui se caractérisent par la capacité de
générer, conduire et transmettre des courants électriques.
Ce sont des courants ioniques (un ion est un atome chargé qui a perdu des
électrons).
Les neurones perdent leur faculté de division.
Structure générale du neurone: schéma 2
C'est une cellule eucaryote porteuse:
- d'1 noyau (ADN-infos génétiques dds).
-d'une membrane plasmique qui présente une polarité
-d'1 région centrale autour du noyau = le Soma (même composition
qu'une cellule générale).
Dans le milieu intracellulaire:
-des mitochondries.
-du réticulum endoplasmique
-un appareil de Golgi
-1 cytosquelette
2 élmts s'associent et forment la polarité du neurone:
-des dendrites = expansions du cytoplasmes sous forme
dichotomique (se divisant en 2 plusieurs fois) qui forment une structure
arborescente.
On peut en trouver tt autour du neurone. Selon l'emplacement
des dendrites on définit différents types de neurones.
Dans les dendrites on trouve:
-rétic endoplasmique (plutôt granuleux)
-mitochondries
-cytosquelette
A la surface des dendrites, les épines dendritiques = petites
expansions sous forme d'épines.
Dans les épines on trouve:
-saccules de rétic endo lisse
-mitochondries
-cytosquelette
-des filaments d'actine (permettent de modifier le diamètre
de l'épine dendritique).
-1 prolongement tubulaire + ou - long qui se termine par une
arborisation (sous forme de dichotomies successives) = l'axone.
Ces branches de divisions présentent à leur terminaison un
renflement terminal.
Le cône d'émergence de l'axone part au contact du soma par
une région conique. L'axone vient ensuite avec des collatérales et parfois
plusieurs renflements terminaux (arborisation terminale).
Composition de l'axone:
-rétic endo lisse
-mitochondries
-un syst squelettique allongé longitudinalement ds le sens
du grd axe de l'axone (jusqu'aux arborisations terminales).
Dans les renflements:
-vesicules qui contiennent 1 ou plusieurs substances (=
neurotransmetteur)
-mitochodries
-rétic endo lisse
-cytosquelette
La synapse: schéma 3
Au niveau de la membrane du renflement terminal:
-Sur la face intracytoplasmique, se trouvent des canaux enchassés,
ce st des canaux spécifiques au calcium (CA2+). Ils sont voltage dépendant
(le voltage induit l'ouverture des canaux).
Ils y a aussi des canaux sur le pourtour du renflement.
-Les T-Snare st des complexes protéiques inclus ds la membrane.
Ce renflement est en regard d'1 second neurone.
Entre les 2 se trouve un espace = la fente synaptique.
La synapse = renflement neurone 1+fente synaptique+ neurone 2 en
regard.
Le neurone est capable de générer des influx nerveux (courants élec).
Comment se fait le passage entre les neurones ac la fente?
Fonctionnement de la synapse:
Des flux ds le neurone permettent d'acheminer des produits:
-du perikaryon vers les renflements terminaux = centrifuge. 2 types de
flux, des rapides et des lents.
-dans l'autre sens, un flux centripète qui est rapide et qui va permettre
d'évacuer les substances déteriorées dont on n'a plus besoin.
Les dendrites et le Soma st des zones réceptrices, le cone d'émergence
également.
Le PA est généré ds le cône d'émergence et se déplace de manière
centrifuge le long de l'axone vers les renflements terminaux.
Une différence de charge élec de part et d'autre de la membrane
plasmique: schéma 4
-milieu extra + positif
-milieu intra + négatif
Le potentiel de repos de la cellule (qd non activité du neurone) est de -60
mv environ.
1er cas: Soma ou dendrites
On met des électrodes. On stimule le neurone en injectant des charges +.
Le potentiel va croître proportionnellement au courant injecté = la
dépolarisation.
On arrête l'injection. Le potentiel revient au repos = c'est la repolarisation.
2ème cas: Au niveau de l'axone.
Injection de charges +. On arrête, cela revient au repos.
Quand on atteint ou dépasse la quantité seuil avec l'injection, on obtient
très rapidement 1 dépolarisation très importante (il y a dépolarisation
spontanée du neurone).
On injecte jusqu'au seuil, après c'est le neurone qui agit seul.
Il y a ensuite repolarisation spontanée du neurone.Puis, il y a
hyperpolarisation et enfin une autre dépolarisation pour retourner au
potentiel de repos.
Le potentiel d'action = obtenu quand le potentiel excitateur devient
supérieur ou égal au potentiel seuil.
Loi du tout ou rien = le PA est tjs le même du moment que l'on dépasse le
seuil.
dépolarisation = entrée de charges +
repolarisation = sortie de charges +
hyperpolarisation = excès de sortie de charges +
Le système canaux-pompe: schéma 5
Dans la membrane plasmique, des protéines enchassées forment des
canaux.
A l'ext de la cellule = bcp d'ions sodium (NA+) et peu de K+.
A l'int de la cellule = bcp d'ions potassium (K+) et peu de NA+.
Les ions sont placés en face des canaux qui leur sont spécifiés.
A l'ext de la cellule, on trouve du CA2+.
Les canaux peuvent ê ouverts, fermés ou inactifs.
Ils sont sensibles au voltage. Ce st des canaux ionotropes au voltage
dépendant.
On injecte des charges +
Accumulation des charges sous la membrane.
Electropositivité du milieu intra va ouvrir le canal au NA+ (réaction à la
variation de voltage).
Le NA+ va de la région la + concentrée vers la - concentrée (intra) attiré par
la relative électronégativité du milieu.
Ce st des phénomènes transitoires, c'est à dire que les charges injectées
ne rendent pas la cellule + ms 1 tte petite positivité sous le canal.
Qd bcp d'ions NA+ se trouvent ds le milieu intra, l'accumulation de charges
+ va entraîner l'ouverture du canal au K+.
C'est une ouverture retardée ds le tps. Le flux de K+ va de l'int vers l'ext.
Au niveau élec, il y a un gradian électrochimique qui fait sortir le K+ jusqu'à
l'équilibre (arrêt).
dépolarisation = entrée NA+
repolarisation = sortie K+
On obtient un état de repos électrique (autant de charges des 2 côtés) ms
pas de repos chimique.
Une pompe ionique ATP-asique sodium/potassium dépendante prend le
NA+ ds la cellule et le fait sortir vers l'ext de la cellule.
Progressivement, la pompe restaure les proportions ioniques de l'état de
repos.
La boucle de régulation = correspond au PA.
Elle correspond à un courant rentrant et à un courant sortant de charges +.
Elle peut se déplacer.
NA+ et K+ vont se repousser.
Et dc certains ions K+ se déplacent jusqu'au prochain canal au NA+.
Cela provoque une accumulation de charges + qui va ouvrir le canal au
NA+. Une 2ème boucle de courant se met en place.
Il existe une periode réfractaire (qui correspond à l'hyperpolarisation) pdt
laquelle il est difficile voire impossible de constituer un PA:
-période réfractaire absolue = période pt laquelle on ne peut générer
aucun PA malgré les stimulations.
-période réfractaire relative = poss d'obtenir un PA en exerçant une
stimulation + importante que celle nécessaire pdt le repos du neurone.
L'hyperpolarisation détermine la fréquence de trains de PA (tps minimum
entre 2 PA).
Ds le Soma ou les dendrites, qd le PA n'est pas atteint, les charges +
injectées s'accumulent sous la membrane.
Elles rencontrent le K+.
Statistiquement, certains canaux st ouverts, il y a dc sortie de charges et
repolarisation (qui s'explique par ces courants de fuite).
Au niveau du cône d'émergence de l'axone, une très haute densité d'unités
fonctionnelles. Elles st plus éparpillées ds le Soma et les dendrites.
La concentration évite les courants de fuite.
La conduction saltatoire: schéma 6
Elle correspond à un transfert de proche en proche.
Cela coûte de l'énergie et du tps.
Sur l'axone se trouvent des parties boursouflées espacées ( noeuds de
Ranvier).
Entre les boursouflures, des cellules (oligodendrocytes pr le SNC et
Cellules de Schwan pour le SNP).
Si on fait une section ds un plan perpendiculaire, on voit:
-un noyau.
-une cellule qui s'enroule autour.
Les lamelles spinalées jouent le rôle de gaine électrique pour la myéline car
la cellule enroulée a une composition riche en lipides qui forment la myéline
Les canaux ioniques se concentrent ds les noeuds de Ranvier (ds la
membrane plasmique).
Sous l'oligodendrocyte, très peu de canaux voire pas (dc peu de fuites).
Qd PA est généré au niveau d'1 noeud de Ranvier, lors du passage ds le
cylindre il n'y a pas diminution du flux.
Le flux arrive au noeud de Ranvier suivant et déclanche le PA et l'entrée de
sodium.
On a une boucle circulatoire d'un noeud de Ranvier à un autre.
C'est aussi un gain de tps car la vitesse de propagation est accélérée du
fait de l'absence de fuites.
Propagation du PA: schéma 7
L'axone peut être:
-non myélinisé et ds ces cas-là il y a propagation de proche en
proche.
-myélinisé (par oligendendrocytes et cellules de Schwan) et ds ces
cas-là il y a propagation de noeud de Ranvier en noeud de Ranvier.
Les PA naissent au niveau du cône d'émergence.
Si le PA qui arrive au niveau du cône est sup ou égal au Pseuil alors le PA
va se propager jusqu'au renflements.
Variation du PA:
Si on stimule 2 dendrites, une dépo puis une repo (il y a des canaux ms
espacés). Dépo possible aussi ds soma et cône.
Les dépo se propagent ds les dendrites vers le perikaryon.
Il y a des courants de fuite ds les dendrites dc les dépo diminuent
progressivement en se propageant = la propagation décrémentielle des
dépo membranaires.
Si elles ne se st pas annulées, elles vont arriver au niveau du cône. Elles
s'additionnent au niveau du cône.
Si la somme des dépo est sup ou égale au potSeuil alors 1 PA naîtra.
Au niveau de la synapse: schéma 8
Ds la membrane du 2ème neurone se trouvent enchassés des canaux.
T1: Le PA arrive au niveau du renflement terminal.
T2: Cette dépo entraîne l'ouverture des canaux calcium qui st voltage
dépendants.
T3: Le CA2+ extraCell va rentrer ds le renflement terminal.
Cette entrée a 2 conséquences:
-la modification de la synapsine (qui associent vésicules au
cytosquelette), les vésicules vont dc se désamarrer du cytosquelette.
Les vésicules vont pv se déplacer et se diriger vers la face
synaptique du renflement qui fait face au 2ème neurone.
Le canal au Ca2+ est associé aux t-snare.
La vésicule va descendre vers les canaux au CA2+ de la mbrane.
Association t-snare/v-snare qui nécessite de l'énergie fournie par
l'ATP. Puis fusion de la vésicule ac la mbrane plasmique.
-la fixation de la vésicule sur la mbrane plasmique
Mbrane et vésicule vont fusionner par un phéno d'exocytose.
Le neurotrans est ainsi libéré ds l'espace synaptique.
Le neurotrans rencontre à la surface du 2ème neurone, des canaux au NA+
au départ fermé.
Le neurotrans se fixe sur le site récepteur spécifique du canal. Il joue le rôle
d'1 clef.
Cette capture entraîne une modif de la structure géométrique du canal au
NA+ qui s'ouvre.
L'ensemble du NA+ qui rentre ds le 2ème neurone entraîne la
dépolarisation de celui-ci.
Ce st dc les synapses qui génèrent la dépolarisation dendritique.
CA2+ agit comme:
-libérateur au niveau du cytosquelette.
-fixateur au niveau de la membrane.
Le neurone transmet un message chimique (par l'intermédiaire du
neurotrans) qui va induire une activité élec sur le 2ème neurone.
L'action du neurotrans doit être ponctuelle.
Devenirs du neurotrans:
-soit il est détruit grâce à des enzymes de la fente synaptique.
-Soit il est recapté par la synapse puis recyclé. Il exerce ds ce cas-là 1
rétrocontrôle négatif = le neurotrans excédentaire prévient la synapse pr
bloquer le phéno d'exocytose.
-Soit l'astrocyte recapte le neurotrans pr contrôler et moduler les
concentrations ioniques de la synapse.
Les oligodendrocytes et la myéline s'arrêtent au niveau du renflement.
Les astrocytes vont entourer la synapse (comme 1 manchon). Ils engainent
la synapse et l'isolent.
L'astrocyte entre parfois en contact avec des vaisseaux sanguins et joue
alors l'intermédiaire pr le transfert d'O2 et de glucose des vaisseaux à la
cellule.
L'astrocyte augmente le débit sanguin (en envoyant des signaux chimiques
aux vaisseaux pr qu'is se dilatent) ce qui permet de réoxygéner la synapse.
On a une boucle métabolique qui permet de nourir la synapse lors d'un
surcroît d'activité.