10 Cl - STAPS Toile libre

S1-U1– Phy3
Cours 3
1
CHAPITRE 2
Généralités
le Système
Lesur
tissu
nerveux Nerveux
I. Histologie du tissu nerveux
1- Les cellules gliales : la névroglie
2- Les neurones
A/ Principales caractéristiques des neurones
B/ Structure des neurones
C/ Organisation fonctionnelle du neurone
D/ La gaine de myéline
E/ Classification des neurones
3-…
3- Point d’anatomie
Substance blanche :
Substance blanche
Substance grise
• Formée surtout d’axones
myélinisés
• Permet la liaison nerveuse
entre les zones éloignées
Substance grise :
• Formée surtout de corps
cellulaires et de dendrites
• On y trouve les circuits
de neurones d’association
On appelle fibre nerveuse : Axone (+ arborisation)
Le regroupement de fibres nerveuses forme généralement:
- les nerfs du système nerveux périphérique
- les faisceaux du système nerveux central
Les fibres sont classées:
selon leur diamètre 3 types de fibres
Fibre A : Vitesse la plus élevée (4 types différents)
Fibre B : vitesse moindre
Fibre C : vitesse lente
selon la présence ou non d’une gaine de myéline
Les nerfs : des regroupements d’axones
Les nerfs sont formés
d’axones de neurones
moteurs et de neurones
sensitifs (certains ne
contiennent que des
fibres sensitives).
Nerf rachidien ~ 600 000
fibres nerveuses
Le corps cellulaire est
généralement localisé dans
le SNC (ou tout près).
Structure d’un nerf :
Axone
Gaine de myéline
Endonèvre
Périnèvre
Épinèvre
Vaisseaux sanguins
Les neurones sont excitables donc ils
peuvent réagir à un stimulus en
générant un courant électrique.
Courant électrique?
Influx capable de se propager et
transmissible à d’autres neurones ou
à des effecteurs.
II. …
II. Le message nerveux
Un neurone est excitable
il peut donc réagir à une modification de son
environnement : stimulus en générant un influx nerveux :
courant électrique.
Ce courant se propage le long de l’axone.
Une fois à l’extrémité de l’axone, il est transmis à
d’autres neurones ou à des effecteurs.
Comment naissent les influx nerveux?
Comment se propagent-ils?
Comment sont-ils transmis de neurones en
neurones ou de neurones aux effecteurs?
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1-Notions de base d’électricité
Le corps humain est électriquement neutre.
La répartition des ions + et des ions- n ’est pas homogène.
Il faut maintenir ces déséquilibres car ils sont garants de
la vie de nos cellules.
Les charges opposées s’attirent et quand elles s’unissent
elles libèrent de l’énergie « énergie potentielle » (mesurée
en V ou mV, elle traduit la ddp entre 2 points de charges
contraires)
il faut de l’énergie pour les maintenir séparées.
Quand les charges se déplacent, elles créent un flux
électrique : le courant dont l’intensité est égale au voltage/la
résistance (loi d’Ohm :I=V/R)
2- Polarisation de la membrane du neurone
Luigi Galvani
(1737 / 1798)
Fin du XVIIe :
Un courant électrique appliqué à un nerf provoque la
contraction des muscles d'une grenouille morte.
Une électricité animale circule dans les nerfs.
L'électricité est-elle
l'explication de la vie?
Certains l'ont cru
au XIXe siècle.
1850 : l'Allemand H. Von Helmholtz
(1821 - 1894) mesure la vitesse de
l'influx nerveux dans un nerf.
Vitesse de quelques mètres par seconde seulement.
C'est donc beaucoup plus lent que l'électricité circulant dans
un fil métallique (~ vitesse de la lumière)
Andrew Fielding Huxley (1917)
Alan Hodgkin (1914 - 1998)
Axones géant de calmar
prix Nobel en 1963
Expériences sur les neurones
géants de calmar.
Placent les 1ers les bornes
d’un voltmètre de part et
d’autre de la membrane
d’un neurone isolé.
Ganglion contenant
les corps cellulaires
Ils enregistrent un voltage de -70mV. Pourquoi – 70?
Car l’intérieur de la membrane (électrode de référence)
est chargé négativement par rapport à l’extérieur.
Cette polarisation de la membrane est appelée
potentiel de repos membranaire
Pourquoi les cellules possèdent-elles une charge électrique?
Trois facteurs pour expliquer
cette polarisation
A/ La concentration en ions diffère de part
et d’autre de la membrane
B/ La membrane présente une perméabilité
sélective
C/ Il existe au sein de la membrane des
transporteurs actifs : les pompes Na/K
A/ La concentration en ions diffère de part et
d’autre de la membrane
Extérieur de la membrane:
•Ions positifs = Na+ surtout (un peu de K+ aussi)
•Ions négatifs = Cl- surtout
Mais y a un léger surplus d ’ions +
Intérieur du neurone:
•Ions positifs = K+ surtout (un peu de Na+ aussi)
•Ions négatifs = Protéines et ions phosphates
Mais y a un léger surplus d ’ions -
MEC
MIC
5mmol/l
150mmol/l
150mmol/l
15mmol/l
110mmol/l
10mmol/l
0,2mmol/l
65mmol/l
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Membrane plasmique modélisée
• Deux couches de
phospholipides
• Protéines à la
surface et à travers
• Polysaccharides
(attachés aux lipides
et/ou aux protéines)
• Cholestérol entre
les phospholipides
Remarque : Les molécules se déplacent sans arrêt les
unes par rapport aux autres.
Protéines de la membrane
• Fixation du
cytosquelette
• Adhérence entre
les cellules
• Enzymes
• Récepteurs
• Transport
•…
B/ La membrane présente une perméabilité sélective
La double couche de lipides est perméable:
• Aux molécules très petites (H2O, CO2, O2)
• Aux molécules liposolubles (hydrophobes,
non polaires)
La double couche de lipides est imperméable:
• Aux grosses molécules et à la plupart des molécules
polaires
• Aux ions (K+, Na+, Cl-, etc.)
Des protéines de la membrane
permettent le passage de ce qui ne
peut passer à travers les lipides :
forment des canaux à
travers la membrane
OU
s’associent aux molécules
à transporter et les
déplacent à travers la
membrane
Ces canaux sont généralement
spécifiques :
une seule substance bien
précise peut les traverser et
aucune autre
Exemple :
canal potassium,
canal sodium...
canal ligand-dépendant
Donc, ce n'est pas n'importe
quelle substance qui peut
traverser la membrane =
perméabilité sélective.
Dans quel sens se fait le passage des substances?
A travers la membrane, une substance va diffuser
suivant son gradient de concentration
c’est à dire de la zone la plus concentrée à la zone qui
l’est moins et ce jusqu’à équilibre des concentrations.
Pas de dépense d’énergie
MEC
Au repos
MIC
de nombreux canaux K+ ligand-dépendant
sont ouverts
5mmol/l
Courant
150mmol/l
peu de canaux Na+ ligand-dépendant sont ouverts
150mmol/l
15mmol/l
peu de canaux Cl- ligand-dépendant sont ouverts
110mmol/l
10mmol/l
0,2mmol/l
65mmol/l
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Supposons que de part et d’autre d’une membrane on ait
autant d’ions positifs que négatifs:
Potentiel nul (autant de + que de -)
Cl-
10
Cl-
et 10
Na+
Na+
Cl-
K+
10 K+ et 10 ions -
Na+
Cl- Na+ Cl
Na+
Prot.Prot.-
Na+
Cl-
K+
Cl-
K+
Na+
Cl-
Na+
Na+
K+
Cl-
Cl-
Na+
Prot.-
K+
Prot.K+
Prot.K+
PO4---
PO4---
Na+
Cl-
PO4---
K+
Prot.-
K+
Prot.-
K+
Potentiel nul (autant de + que de -)
Que se passe-t-il si on ajoute des canaux permettant le
passage des K+, mais pas des autres ions?
==> diffusion du potassium
canaux K+ ligand-dépendant
ouverts
13 charges + et 10 - = +3
10 Cl10 Na+
3 K+
10 ions 7 K+
7 charges + et 10- =- 3
La diffusion ne se fait pas jusqu’à équilibre
des concentrations du K+
Le K+ cherche à
diffuser en suivant
son gradient de
concentration
Le K+ est attiré par
les charges – du
MIC et repoussé par
les charges + du
MEC
le gradient électrique ainsi formé arrête la
diffusion.
À l’équilibre:
Les charges positives en surplus
s’accumulent sur la membrane
(côté MEC)
+3
-3
Les charges négatives en surplus
s’accumulent sur la membrane
(côté MIC)
Mais
1 : le gradient électrique qui se forme suite à la
sortie massive de K+ arrête la diffusion de K+.
2 : du Na+ parvient à pénétrer dans le MIC
Cl-
Na+
Na+
Cl-
Na+
Cl-
K+
MEC
Prot.-
K+
K+
PO4---
Prot.K+
Na+
Cl-
Cl-
Prot.-
Cl-
K+
Prot.-
K+
Na+
Na+
Cl-
Cl-
Na+
Cl-
K+
PO4---
MIC
Prot.-
Na+
K+
K+
Prot.-
Na+
ClNa+
Prot.K+
PO4---
pour maintenir
la polarisation
membranaire il
existe au sein de
la membrane des
transporteurs
actifs……………C/
La polarité de la membrane est donc due:
A/ à la différence de concentration en ions entre
les milieux intra- et extracellulaires
B/ à la perméabilité sélective de la membrane qui
laisse passer le potassium, mais à peu près pas
les autres ions
C/ Les pompes Na+/K+
MEC
MEC
ClNa+
K+
PO4Prot-
MIC
MEC
MIC
Transport actif
MIC
La pompe à sodium / potassium
Il y a aussi des
pompes à K+, Na+,
Ca++, H+, etc.