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sujet étude neurologie

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Base neurologie
Le système nerveux se compose en deux entités : Le SNC et le SNP.
Tout les mouvements sont inclus dans le bouclage sensori-moteur
 Bouclage sensori-moteur = trajet des commandes motrices qui
provoque une modification de l’environnement qui va être capté par le
SN
Avec ce bouclage on comprend que le système nerveux central joue le rôle
d’interface. Il possède des récepteurs capables de captés les modifications
environnementales.
Il fait que le SNC possède une fonction :
- D’émission (capable de construire et emmètre)
- De construction pour réceptionner les modifications environnementales
- De capacité d’intégration
Il possède des :
 Connections afférentes
= information nerveuse qui rentre dans le système (afférentes
proprioceptive, visuel, thermique, sensoriel …). Circulation de l’influx
nerveux du corps vers le cerveau
 Efférentes = Le système envoie des info (efférentes motrices…qui vont
s’appliquer sur le muscles). Circulation de l’influx nerveux du cerveau vers
le corps
Les afférentes et efférentes circulent dans le système nerveux périphérique
SNC = intègre, analyse des informations sensorielles et motrices il
possède les composantes motrices qui vont appliquer le système
somato-moteur aux muscles squelettiques ainsi que le système végétatif
aux muscles lisses
C’est un système renfermé sur lui même…
➔ Histologie du tissu nerveux
Le tissu nerveux est dense, il est composé de 2 types de cellules :
Des cellules de natures conjonctives chargées de rôles d’intendances,
ce sont les cellules de la névroglie, les cellules gliales, forment une incise, un
réseau physique d’accueil des 2eme cellules.
Les 2èmes cellules sont chargées de la communication, capable de générer des
flux, ces cellules sont les neurones
o La Névroglie
 Types :
SNC
SNP
astrocytes
cellules satellites
cellules de la microglie
cellules de Schwann
ependymocyte
oligodencytes
 Rôles :
- Formation de la gaine de myéline qui vont accélérer la vitesse de la
conduction nerveuse
- Synthèse/ stockage de neurotransmetteurs pour le transfert de
l’information, vont servir de bloque d’alimentation
- Fonction nutritive, vont stocker le glucose et fournir au neurone de quoi
alimenter son métabolisme
- Réparation lésions nerveuses
- Equilibre fonctionnels du SN, lorsque des neurones fonctionnent ils vont
cracher des protons qui vont rendre instable sont équilibre et c’est les
cellules gliales vont rendre stable le SN
Les cellules de la Névroglie seraient impliquées dans le transfert / traitement
d’information, elles vont permettre de fluidifier, détourner, bloquer le système
nerveux, elles le supervisent.
 Les cellules gliales peuvent modifier la transmission d’information, mais
ne sont pas
capables de s’exciter et transporter l’information (rôle
des neurones)
 Les neurones Le terme date de 1906, avant il était inconnue
RETICULARISTE VS NEURONISTES
 Golgi et Cajal vont travailler la nature même du système nerveux central,
mais ils ne disent pas les mêmes choses.
•
Golgi pour lui le SNC est une grosse masse. Il utilise de la coloration
noire (du chlorure d’argent), en découpant des tranches de cerveau de
chats, il met en évidence ce réseau qu’il qualifie d’unifier, pour lui le
SNC c’est le cerveau et sort du cerveau un réseau unifié (le plexus
efférents et afférent) Il croit ça de part ce qu’il voie.
« Il existe un réseaux nerveux unifié (réseau neurobibrillaire diffus ou Gerlach)
formé de cellules non-individualisées »
•
Cajal reproduit les expérimentations de golgi avec le chlorure d’argent
mais avec une meilleure précision et voit dans un cerveau de lapin que
le réseau n’est pas unifié mais formé de cellules individualisé limitées
par une membrane, c’est le premier à dire et imposer le terme de cellule
neuronale et les neurones qui constituent le SNC
Il a fallu attendre 1909 pour attendre d’être sûr de ça.
« … les neurones, simplement en contact les uns avec les autres
constituent le système nerveux »
 Le neurone représente l’unité fonctionnelle de SN
C’est une cellule excitable (générer une
Le SN est formé de
information) et capable de communiquer ces
cellules individuelles
informations avec des cellules du même type ou limitées par une
d’autres types
membrane…
Ils possèdent TOUS certaines caractéristiques :
- Ils sont amniotiques (mitotiques) = ne peuvent pas ce dupliquer, ce
recréer, ce n’est vrai que globalement, certaines zones possèdes des
cellules nerveuses capables de ce dupliquer (celles liées aux processus
de mémorisation, d’apprentissage)
-
Ils ont une longévité extrême
Ils possèdent une vitesse de métabolisme très élevée. Le neurone est
un consommateur frénétique de glucose et d’oxygène.
 Anatomie du neurone
Bien que la taille et la forme des neurones soient variables, ils présentent
toujours 4 régions:
- Le corps ou SOMA ou encore PERICARYON (autour du noyau),
associé a des prolongements (l’axone, les dendrites, le bouton
synaptique)
- L’axone : prolongement cylindraxique = épais, massif, tube qui
s’échappe du soma
- Les dendrites : prolongement protoplasmique = 100x plus fin, à
l’opposé du soma
- Les boutons synaptiques : le soma va se diviser avec une
arborisation terminale et se termine par une synapse
 Le prolongement neuronal – l’axone
Unique prolongement membranaire issu du soma. C’est celui qui va
transporter l’influx nerveux, mais ce n’est pas à son niveau qu’il se crée mais
dans la zone de jonction entre le soma et l’axone (voir TD signaux électriques)
cette zone est un cône d’émergence (zone gâchette)
L’axone possède un cytosquelette extrêmement développé, il contient
- Des organites
- Des fibres contractiles
1- le métabolisme énergétique peut se dérouler à ce niveau
La présence de certains organites permet de dire que l’axone est une
structure où peut s’effectuer certaines opérations métaboliques, au
seins de l’axone, ces protéines vont êtres formés et d’autres dégrades.
2- l’axone est une voie de transport
La présence des protéines contractiles va permettre de transporter des
molécules du soma vers l’Arborisation Terminal et des molécules de
l’AT vers le Soma
Il y a 2 types de transport :
L’axone transporte des composés synthétisés du soma vers les boutons
terminaux = transport antérograde
Au niveau des boutons terminaux = dégradations chromiques qui se
produisent, il faut prendre ces déchets et les emmener au soma = transport
rétrograde
 3 types de Transport Antérogrades (TA)
- Mitochondrial = beaucoup d’énergie pour re-synthétiser le neuro
transmetteur alors on va faire migrer les mitochondries
- Protéines contractiles pour améliorer la vitesse, elles vont êtres
associées aux vésicules qui elles sont formé au soma, attrapée par des
vésicules contractiles = TA lent
-
TA rapide = grosses vésicules = corps moléculaire qui vont transporter
les déchets une une hormone NGF qui va construire les réseaux
neuronaux
La Myéline / La myélinisation
- les prolongements axonaux de certaines cellules peuvent être entourés
par des feuillets de membrane plasmique synthétisée par les cellules
gliales
-
la graine est discontinue, les parties sont séparées par les nœuds de
Ranvier
A ce niveau la mb est en contact avec le milieu extra-cellulaire.
Caractéristiques de la myéline :
- isole la fibre nerveuse du milieu extra-cellulaire
- augmente la vitesse de conduction nerveuse
- apparait selon un ordre spatial et temporel déterminé
La myélinisation fait suite à l’histogenèse et survient vers le 4ème mois de la
vie fœtale.
La myélinisaion n’est pas complète à la naissance, son développement le plus
intense se fait au cours des 6 premiers mois postnataux, elle se poursuit
toutefois jusqu’à la puberté, voir au-delà à un rythme moins marqué.
La myélinisation du SNP précède celle du SNC.
Les prolongements neuronaux - Les Dendrites
Fines extensions membranaires qui tendent à se ramifier. Généralement
hérissées d’extrémités bulbeuses = épines
Leur nombre est fonction de la localisation et du rôle du neurone. Leur
diamètre est de l’ordre du nano mètre.
L’arbre SOMATO-DENDRITIQUE représente le pole RECEPTEUR.
Les prolongements neuronaux (télodendrons) - L’Arborisation terminale
Terminaisons axonales, bouton terminaux. Points de contact entre 2 neurones
ou un neurone et une cellule effectrice.
1- Classification Structurelle
Les neurones présentent différents types morphologiques:
- selon leur localisation / position dans le circuit nerveux
- selon leur rôle
° Neurones MULTIPOLAIRES ou Afférents : nombreuses dendrites - 1 seul
axone. Les plus nombreuses
° Neurones BIPOLAIRES : une dendrite + un axone. Très rare (olafaction)
° Neurone UNIPOLAIRES : Présents dans le SN périphérique, Prolongement
unique divisé en : extrémité proximale (dendrites) et extrémité distille (bouton
terminaux)
2- Classification fonctionnelle
Classification des neurones :
- Neurones sensitifs ou afférents = chargé de réceptionner beaucoup
d’informations, associée a un arbre dendritique important
- Neurones moteurs et efférent : Axone très important
- Neurones d’association ou interneurones : Là pour transmettre
l’information d’une cellule à l’autre
➔ Substance blanche et substance grise
 La substance blanche forme la partie interne du cerveau et la partie
superficielle de la moelle épinière, c’est en fait essentiellement les
câbles (dendrites, axone, arborisation terminal) qui relient différentes
parties du cerveau et transmettent les impulsions nerveuses de et vers
les neurones
 La substance grise signifie la localisation des corps cellulaires
(neurones, cellules gliales). Elle est présente dans certaines zones du
SNC pour produire l’information.
Dans les autres zones du SNC, il y à une transmission de l’information
 L’information est traitée au niveau des corps cellulaires
LE SYSTEME NERVEUX CENTRAL
Le corps cellulaire des neurones en charge de la production motrice sont
localisés au sein du SNC.
Il se compose :
• Du cerveau (1 élément du SNC)
- Télencéphale
- Noyaux gris centraux
- Diencéphale
• Tronc cérébrale
• Cervelet
• Moelle épinière
➔ Description neuro-anatomique du SNC
 Le cerveau – Télencéphale
 C’est la partie à l’intérieur du crâne formé de 2 hémisphères symétriques
mais de fonction différents, de zone différentes et avec un aspect plissé.
 D’un point de vue neuro-anatomique, il est constitué de lobes basés sur la
présence de creux plus importants que les autres.
 Les 2 hémisphères sont reliés par un ensemble de fibres nerveuses
(axones…) : c’est un autoroute d’information qui est le corps calleux
 La zone la plus importante recouvre le télencéphale et est composé de
cellules nerveuses, c’est le cortex ou le néocortex. Elle fait entre 3,5 à 4,5
mm chez l’homme et permet de construire des éléments de traitement de
l’information qui sont des colonnes corticales. On est en présence d’une
organisation parallèle massive.
 Cellules nerveuses sont organisées en couches corticales produisent des
traitements transversaux de l’info
 Le cortex est la zone ou les traitements sont les plus élaborés
Ce cortex a éveillé les imaginations = objet d’étude
Est-ce du cerveau tout entier de concert ou de chacune de ses parties
fonctionnant de façon indépendante qui naît la fonction ?
Le cerveau ne peut pas être étudié comme les autres organes, il est trop
homogène, pas de zones particulières.
Est-ce que la fonction de pensée née une zone particulière ou née d’un
fonctionnement globale d’une zone corticale ?
 Bottom-up = approche scientifique qui concerne l’analyse des systèmes
complexes
C’est étudier les plus petits éléments du systèmes complexe, comprendre leur
fonctionnement individuel puis en groupe. Comprendre les molécules utilisées
quand le cerveau fonctionne
Synapse font fonctionner les neurones organisés en colonnes corticales qui
donnent naissances à des cartes corticales qui donnent naissances à des
aires corticales
 En 1750, Von Haller invente le concept d’équipotentialité cérébrale = ce
rend compte que le cerveau se ressembles en tout point, il dit donc que le
cerveau est capable de mobiliser tout les traitements
 En 1800, Joseph Gall fonde la Phrénologie = s’oppose à Haller : zones
associés à des comportements particuliers, il va découper le crane en
localisation comportemental
Mais ce découpage pose 2 problèmes :
- Il se base sur des données observables mais il invente cette
personnologie anatomique
- Enseignée dans les écoles de médecines pendant 5 ans
- C’est de l’eugénisme
Pourtant il a raison car le cerveau n’est pas équipotentiel
 En 1861, le français Broca va inventer la méthode clinique = à partie de
connaissance il va associer des querellassions entre liaison cérébrale et
symptôme qui permet d’associer une localisation cérébrale et une fonction
cérébrale
Il démontre que le siège du langage se situe au niveau de la 3 ème
circumduction frontale
 C’est la première fois qu’une méthode clinique est mise en place de cette
manière et c’est en ce posent des hypothèses qu’ils vont découvrir que
chaque zone correspond à un système
➔ La surface corticale est divisée en aires fonctionnelle
 En 1870, Fritsch et Hitzig mettent en évidence l’existante d’une aires
fonctionnelle motrice qui lorsqu’elle est activé produis des mouvements du
membre du tronc de la tête = surface corticale fonctionnelle
Ils font l’hypothèse de l’existence d’un cortex sensorielle
 En 1900, Brodmann fait une expérimentation sur des singes et des
humains : grâce a ses travaux il découpe le cortex en 47 aires cérébrales = la
cytoarchitechnonie
 Aujourd’hui il y a 52 aires cérébrales
Chaque aire est associée à une fonction
 Ces aires présentes une somatotopie = Il existe une correspondance entre
la forme corporelle et sa représentation au sein d’un organe = tout nos
muscles apparaissent sur cette aire motrice et cette aire sensorielle
 Ces correspondances se trouvent au niveau des aires chargées de la
production motrice et de l’intégration sensorielle = on va retrouvée l‘ensembles
des données sensitives et musculaires
Rose  direction muscle
La Somatotopie motrice démontrée en 1970
Certaines structures motrices sont sûr développées au sein du cortex ce qui
veut dire qu’il y a un nombre de cellules motrice plus important pour certains
organes
 La Somatotopie sensorielle
Beaucoup d’information sont prélevés et intègrent le cortex en provenance des
lèvres, des mains …
Les somatotopies sensorielle et motrice permettent de construire virtuellement
ce que contrôle le système nerveux : Homonculus sensori-moteur
 Il y a une interdépendance fonctionnelle au sein du cortex
 Il y a différentes structures qui forment les ganglions de la base
- Les noyaux caudés
- La substance noire
- Le globus palidus
Ces noyaux interviennent dans la régulation de l’attention, dans le
déclenchement et l’inhibition des mouvements volontaires, dans le contrôle
des mouvements antagonistes. Ils sont au centre des hémisphères
 Le cerveau – Diencéphale
 Formes de 3 sous unités
- Thalamus
- Hypothalamus
- Hypophyse
 Le Thalamus (relai sensorielle cortical) = plus grosse structure qui est à la
porte d’entrée des infos sensorielle au cortex cérébrale, capable de donner du
poids au info, de couper l’accès ou facilité l’entrée à certaines infos, il y a un
près traitements des info sensorielles
L’hypothalamus et l’hypophyse sont chargés de la régulation physiologique et
de l’homéostasie
 Sous le diencéphale c’est le tronc cérébral formé de 3 structures
- Mésencéphale
- Pont
- Bulbe rachidien
Le tronc cérébral sert au contrôle automatique de la respiration…
Les info motrices et sensorielles et la tête et la face proviennent de la
 Sous le cortex occipital = cervelet
Structure complexe qui possède un cortex (recouverte de zone de cellule
nerveuse = cortex cérébelleux) Le cervelet peu prélever de l’info motrice ou
sensitive pour réaliser des contrôles proactifs de la motricité
La coordination articulaire est réalisée par le cervelet, c’est une structure
centrale lorsque l’on parle de motricité
 Atteintes cérébelleuse : accidents de ski, choques, accidents de
voitures…
 La moelle épinière = dans le canal rachidien
Elle n’est pas homogène, ce termine par la queue de cheval au niveau du
sacrum
C’est par elle que sorte les commandes motrices et rentre les infos sensitives
C’est une structure organisée : elle possède des réseaux de neurones
capables de produire des mouvements automatiques, des mouvements
reflexes
 Les corps cellulaires des neurones se situent dans les cornes de la moelle
épinière (cornes ventrales et dorsale)
C’est une structure d’interphase, toutes les infos sensitives intègrent le SNC
par le sillon dorsale, les info sortent par les faisceaux grêles
Le faisceau grêle et le sillon dorsale ce réunissent et forme les nerfs rachidiens
Les nerfs rachidiens s’échappe par les foramens latéraux
 Le SNC est organisé hiérarchiquement avec des structures très
compétentes mais pas spécialisé comme le cortex, a l’inverse de la moelle
épinière
Quand on parle de production motrices, on dit que le contrôle est hiérarchisé
et distribué car il y a plusieurs centres qui vont travailler les uns avec les autres
 Le SNP comprend les nerfs qui relient le SNC au reste de l’organisme
- 31 paires de nerfs rachidiens
- 12 paires de nerfs crâniens
Ils Forment les voies de transports des infos sensorielles et motrices aux
muscles
 43 paires de nerfs qui soient envoies les infos motrices ou reçoivent les
infos sensorielles, ces nerfs vont dans des zones biens particulières
 C’est une organisation fonctionnelle, on parle de métamère (ensemble
anatomo-fonctionnel constitué par une tranche médullaire) = nerfs rachidien
qui innerve les dermatomes et myotomes
 Tout les nerfs qui sortent ce regroupent et forme un gros nerf = un plexus
 SNC : pour lui il est seul, il est extrêmement fragile (très peu de défense
immunitaire)
Il a une protection mécanique, chimique
- Séparation mécanique = les méninges
- Séparation chimique = barrière hémato-encéphalique
 Séparation mécanique
 Les méninges, recouvrent l’intégralité du système nerveux = système
mécanique de maintient du SNC
 L’arachnoïde : envoie des filaments en direction de la 3ème membrane : la
pie-mère collé au SNC
Il y a un espace entre arachnoïde et pie mère = sous-arachnoïdien dans
lequel circule un liquide renouvelé 6 à 8 fois par jour, produit continuellement,
on a environ 140ml
-
Liquide cérébrospinal
Liquide Céphalo Rachidien
 Rôle du LCR avec les méninges :
- Rôle de diffusion
- Rôle de protection
Il est à l’intérieur même du télencéphale
 Les espaces liquidiens internes : dans les ventricules cérébraux : gros
réservoirs au nombre de 5
Les 2 premiers sont les latéraux à l’intérieur de chaque hémisphère, il se
rejoignent ce qui donnent naissance au 3e puis au 4e
 Le liquide est produit au niveau de la face interne des ventricules latéraux
par le plexus choroïde
 A l’intérieur des espaces externes et internes circule un liquide particulier, le
Liquide Céphalo-Rachidien qui provient du plexus choroïde
Système nerveux ne possède pratiquement pas de moyen de défense contre
les agressions.
➔ Séparation chimique
 Séparation chimique séparé par la Barrière Hemato-Encephale, barrière
entre les compartiment sanguin et cérébrale, qui va dissoudre les substances
dans le sang pour faire circuler une certaine substance au SN
 Comment dans le SN le capillaire est formé ? : cellule épithéliales reliée
entre elles et pour l’étanchéité, cellules astrocytes viennent au dessus des
capillaires
Rien ne peu passer du compartiment sanguin au compartiment cérébrale, il
faut donc prévoir des transporteurs : protéines placé à certains endroits de la
barrière et il y aura donc une diffusion spécifique
4. Transporteurs qui vont laisser passer :
- Le glucose
- Les précurseurs des acides nucléiques
- La Choline (précurseur dd l’Acétylcholine)
- Les acides aminés (précurseurs des neurotransmetteurs)
La molécule d’eau est assez petite pour franchir les liaisons et donc se diffuse
librement du compartiment sanguin au compartiment cérébrale sans
transporteurs spécifique
Certaines hormones (stéroïdes) peuvent franchirent la barrière BHE
III. La communication inter neuronale
A. Le signal nerveux
➔ Historique
 Pour Descartes le cerveau se contracte comme le cœur, c’est un système
hydraulique, mais en coupant les nerfs il ce rend compte que c’est faux et dis
qu’il y a une transformation du liquide en esprit
 Au 18e Galvani, le premier à utiliser les chocs électriques sur un système
nerveux et va constater que ce choc électrique sur une grenouille provoque
des mouvements, il va donc faire l’hypothèse que le signal nerveux a l’origine
des mvts est une système électrique
 Attendre 20e pour que Duchenne face de l’électrostimulation sur l’homme
et Adrian démontre la nature électrique et spontanée du MN : comment elle
peut stocker et délivrer l’électricité sous forme de message nerveux « …Les
nerfs et les muscles en activité donnent naissance à un signal électrique, ces
éléments capables d’émettre des signaux sont eux-mêmes excitables… »
Une cellule nerveuse doit avoir la possibilité de stocker l’électricité et doit
pouvoir la délivrer pour créer un mvt
Bio – électricité
Courant électrique = déplacement d’électron (particules atomique qui circulent
autour du noyau noté e+ sont des particules négatives
Chaque fois que les ions se déplacent il y a avoir la création d’un courant
Le neurone est excitable, il peut produire des flux électrochimiques au niveau
de sa membrane et capable d’utilisé le courant pour transmettre l’information
Le message nerveux résulte de mouvement ioniques de part et d’autre de la
membrane de la cellule nerveuse
➔ Les propriétés électriques passives des neurones
 Le potentiel de repos – le signaux électriques passifs
 La membrane des cellules nerveuses est composé
- D’une double couche de phospholipide
- De protéines contenues dans ces couches
1.Elle va séparer entre les compartiment intracellulaire et extracellulaire
2. Permettre qu’un compartiment sois plus positif qu’un autre
3. La cellule nerveuse va avoir la capacité électrique : assimilé la cellule à un
condensateur électrique
 Membrane semi-perméable= laisse passer spécifiquement des ions Na+
Force qui attire les espaces de compartiment a vers b (toujours du
compartiment le plus concentré au moins)
B va devenir de plus en plus positif car seulement les + passent donc va se
créer un gradient électrique due à l’augmentation des charges + dans B
GO = Gradient Osmotique
La présence d’une membrane semi-perméable va permettre de créer ce
gradient électrique = même principe retrouvé dans la membrane des cellules
nerveuses
 Tous les potentiels biologiques résultent de déséquilibre ioniques
transmembranaires portant sur de petites quantités d’ions…
Sa veut dire que cette différence de potentiel résulte d’un déséquilibre de
concentration entre l’intérieur et l’extérieur de la membrane, très peu d’ions
implique
3 espèces ioniques sont fortement impliqués : Na+ ; K+ ; Cl La perméabilité est sélective avec la présence d’un nombre de canaux de
fuites plus ou moins important
La base du potentiel de repos est essentiellement due à une différence de
concentration transmembranaire des ions sodium Na+ et potassium K+
Peu de porte laissent Na+ passer donc beaucoup de porte pour laisser les K+
passer…
 L’origine d’une différence de potentiel de repos s’explique en considérant la
nature semi-perméable de la membrane
Deux mécanismes sont à la base de PRep
- La diffusion : capacité pour les ions de passée d’un espace à l’autres
par des canaux
- La pompe a sodium (transport actif)
Différence car déséquilibre
Pour garder ce déséquilibre
 La pompe a sodium coûte de l’énergie car s’oppose à la diffusion
L’intérieur cellule nerveuse est négative, l’extérieur positive
Dans l’électrode interne et externe on trouve un potentiel de repos qui signifie
qu’il y a une différence de concentration ionique entre la face interne et
externe de la membrane, c’est ce déséquilibre maintenue qui va faire qu’à tout
moment on fait bouger les ions a l’intérieur et extérieur de la membrane.
La membrane contient également d’autres types de canaux activés par des
influences externes (substances chimiques – stimuli physiques)
Les protéines canaux sont activés par certains éléments, elles ont la capacité
de laisser passer des ions dans certaines conditions : sensibles à certains
stimuli
 L’ouverture des canaux voltages-dépendant induit l’apparition d’une
différence de potentiel générant un courant local
Stimuli mécanique / chimique / électrique  Ouverture de canaux ioniques
 Création d’un flux transmembranaire local = Conduction ELECTRONIQUE
 Pour la protéine canal : Spécifier la nature à laquelle elle est sensible et le
stimulus quelle va laisser passer
L’ouverture de ces membranes créé un flux transmembranaire ionique de
base qui va permettre l’apparition d’un courant de toute petite intensité basé
sur des mouvements d’électrons
La protéine canal voltage dépendante : sensible a la dépolarisation
 Dépolarisation : Potentiel Post Synaptique Excitateur PPSE lorsqu’on a
ouverts des canaux sodiques
 Hyperpolarisation : potentiel Post Synaptique Inhibiteur (PPSI)
B. La synapse
 La synapse est le point de connexion entre le bouton terminal et une autre
structure, il en existe en moyenne 100 000 par neurone
Les propriétés fonctionnelles du neurone dépend également de la nature de la
synapse
 Le CN à la capacité de PA électrique par l’intermédiaire d’un déséquilibre
ionique
La synapse est capable de créer des coutats le long des ramifications
La dendrite n’est pas lisse, elle possède des épines dendritiques qui signale la
présence de zones de contacte entre cellule nerveuse et autre cellule
➔ L’Organisation fonctionnel
2 types de synapses dans le corps humain
- Synapse électrique (peut représentée)
- Synapse chimique
La liaison entre neurone et cellule est faite par l’intermédiaire d’un
médiateur chimique, la durée de passage de message nerveux dans
synapse et variable entre 0,3 et 0,5ms, elle est unidirectionnelle
 3 éléments composent le signal chimique
- Bouton synaptique : terminaison du neurone qui envoie l’info (jaune)
- Récepteur : neurone, autre cellule : reçoit l’info (violet)
- Vésicules (au niveau du bouton terminal) qui contiennent le
neurotransmetteur et les mitochondries (rouge)
III. La communication inter neuronale
A. Le signal nerveux
➔ Historique
 Pour Descartes le cerveau se contracte comme le cœur, c’est un système
hydraulique, mais en coupant les nerfs il ce rend compte que c’est faux et dis
qu’il y a une transformation du liquide en esprit
 Au 18e Galvani, le premier à utiliser les chocs électriques sur un système
nerveux et va constater que ce choc électrique sur une grenouille provoque
des mouvements, il va donc faire l’hypothèse que le signal nerveux a l’origine
des mvts est un système électrique
 Attendre 20e pour que Duchenne face de l’électrostimulation sur l’homme
et Adrian démontre la nature électrique et spontanée du MN : comment elle
peut stocker et délivrer l’électricité sous forme de message nerveux « …Les
nerfs et les muscles en activité donnent naissance à un signal électrique, ces
éléments capables d’émettre des signaux sont eux-mêmes excitables… »
Une cellule nerveuse doit avoir la possibilité de stocker l’électricité et doit
pouvoir la délivrer pour créer un mvt
➔ Bio – électricité
Courant électrique = déplacement d’électron (particules atomique qui circulent
autour du noyau noté e+ sont des particules négatives
Chaque fois que les ions se déplacent il y a avoir la création d’un courant
Le neurone est excitable, il peut produire des flux électrochimiques au niveau
de sa membrane et capable d’utilisé le courant pour transmettre l’information
Le message nerveux résulte de mouvement ioniques de part et d’autre de la
membrane de la cellule nerveuse
➔ Les propriétés électriques passives des neurones
 Le potentiel de repos – le signaux électriques passifs
 La membrane des cellules nerveuses est composé
- D’une double couche de phospholipide
- De protéines contenues dans ces couches
1.Elle va séparer entre les compartiment intracellulaire et extracellulaire
2. Permettre qu’un compartiment sois plus positif qu’un autre
3. La cellule nerveuse va avoir la capacité électrique : assimilé la cellule à un
condensateur électrique
 Membrane semi-perméable= laisse passer spécifiquement des ions Na+
Force qui attire les espaces de compartiment a vers b (toujours du
compartiment le plus concentré au moins)
B va devenir de plus en plus positif car seulement les + passent donc va se
créer un gradient électrique due à l’augmentation des charges + dans B
GO = Gradient Osmotique
La présence d’une membrane semi-perméable va permettre de créer ce
gradient électrique = même principe retrouvé dans la membrane des cellules
nerveuses
 Tous les potentiels biologiques résultent de déséquilibre ioniques
transmembranaires portant sur de petites quantités d’ions…
Sa veut dire que cette différence de potentiel résulte d’un déséquilibre de
concentration entre l’intérieur et l’extérieur de la membrane, très peu d’ions
implique
3 espèces ioniques sont fortement impliqués : Na+ ; K+ ; Cl La perméabilité est sélective avec la présence d’un nombre de canaux de
fuites plus ou moins important
La base du potentiel de repos est essentiellement due à une différence de
concentration transmembranaire des ions sodium Na+ et potassium K+
Peu de porte laissent Na+ passer donc beaucoup de porte pour laisser les K+
passer…
 L’origine d’une différence de potentiel de repos s’explique en considérant la
nature semi-perméable de la membrane
Deux mécanismes sont à la base de PRep
- La diffusion : capacité pour les ions de passée d’un espace à l’autres
par des canaux
- La pompe a sodium (transport actif)
Différence car déséquilibre
Pour garder ce déséquilibre
 La pompe a sodium coûte de l’énergie car s’oppose à la diffusion
L’intérieur cellule nerveuse est négative, l’extérieur positive
Dans l’électrode interne et externe on trouve un potentiel de repos qui signifie
qu’il y a une différence de concentration ionique entre la face interne et
externe de la membrane, c’est ce déséquilibre maintenue qui va faire qu’à tout
moment on fait bouger les ions a l’intérieur et extérieur de la membrane.
La membrane contient également d’autres types de canaux activés par des
influences externes (substances chimiques – stimuli physiques)
Les protéines canaux sont activés par certains éléments, elles ont la capacité
de laisser passer des ions dans certaines conditions : sensibles à certains
stimuli
 L’ouverture des canaux voltages-dépendant induit l’apparition d’une
différence de potentiel générant un courant local
Stimuli mécanique / chimique / électrique  Ouverture de canaux ioniques
 Création d’un flux transmembranaire local = Conduction ELECTRONIQUE
 Pour la protéine canal : Spécifier la nature à laquelle elle est sensible et le
stimulus quelle va laisser passer
L’ouverture de ces membranes créé un flux transmembranaire ionique de
base qui va permettre l’apparition d’un courant de toute petite intensité basé
sur des mouvements d’électrons
La protéine canal voltage dépendante : sensible a la dépolarisation
 Dépolarisation : Potentiel Post Synaptique Excitateur PPSE lorsqu’on a
ouverts des canaux sodiques
 Hyperpolarisation : potentiel Post Synaptique Inhibiteur (PPSI)
B. La synapse
 La synapse est le point de connexion entre le bouton terminal et une autre
structure, il en existe en moyenne 100 000 par neurone
Les propriétés fonctionnelles du neurone dépend également de la nature de la
synapse
 Le CN à la capacité de PA électrique par l’intermédiaire d’un déséquilibre
ionique
La synapse est capable de créer des coutants le long des ramifications
La dendrite n’est pas lisse, elle possède des épines dendritiques qui signale la
présence de zones de contacte entre cellule nerveuse et autre cellule
➔ L’Organisation fonctionnel
2 types de synapses dans le corps humain qui permettent la transmission
- Synapse électrique (peut représentée)
- Synapse chimique
La liaison entre neurone et cellule est faite par l’intermédiaire d’un
médiateur chimique, la durée de passage de message nerveux dans
synapse et variable entre 0,3 et 0,5ms, elle est unidirectionnelle avec une
asymétrie fonctionnelle
 3 éléments composent le signal chimique
- Bouton synaptique : terminaison du neurone qui envoie l’info (jaune)
- Récepteur : neurone, autre cellule : reçoit l’info (violet)
- Vésicules (au niveau du bouton terminal) qui contiennent le
neurotransmetteur et les mitochondries (rouge)
•
Evènements présynaptiques
Arrivé du PA sur la terminaison présynaptique.
Ouverture des canaux calcique Voltages Dépendants Calciques de la
terminaison.
Entrée du Ca2+ selon le gradient osmotique.
 Migration et exocytose des vésicules synaptiques
•
Exocytose
Fusion des membranes de la vésicule synaptique et de la membrane
plasmique présynaptique.
Libération du neurotransmetteur dans la fente synaptique.
•
Evènements post-synaptiques
Fixation du NT sur le récepteur de l’élément post-synaptique
Protéine canal sodium = DEPOLARISATION = PPSE
Protéine canal potassium = HYPERPOLARISATION = PPSI
 Neurotransmetteur permet de créer dépolarisation sont action est brève de
1 à 2mm
Processus d’inactivation précis et rapide, 2 processus :
- Basé sur l’activation d’enzyme :
-
Re-captage du neurotransmetteur
Fruit de l’activité des cellules gliales
Conserve neurotransmetteur
 Synapse = Elément fonctionnelle qui émet neurotransmetteur mais on va
pouvoir aussi récupérer les éléments de manière à la faire re-fonctionner
correctement
➔ Les neurotransmetteurs
 Molécules importantes
 Possèdes plusieurs caractéristiques :
- Possède des enzymes de synthèse du NT dans l’élément
présynaptique
- Libération de la substance sous stimulation calcique de l’élément
présynaptique
-
Mêmes effets physiologiques après stimulation exogène : en
l’introduisant artificiellement dans le système nerveux
Elimination rapide par un mécanisme identifié (restauration Potentiel de
Repos membranaire)
 Classification structurale  Environ une trentaine
- NT classique
 Vésicules ancrées dans les zones actives
 Transmission rapide des signaux répétitifs
- Peptides = grandes vésicules
 Signaux longue durée / modulation transmission classique
➔ Les récepteurs
 Macromolécules situées sur les deux faces de la membrane cellulaire
Les molécules informatrices, les ligands (NT) se fixent sur le Récepteur =
modification allostérique = cascade de signalisation
 Les liaisons ligands-R sont spécifiques mais labiles, temps de fixation très
faible
Un NT va correspondre à plusieurs R :
- Différents effets biologiques (exc / inh selon R)
Par analogie structurelle, certaines substances peuvent se fixer au R
 Les effets des neurotransmetteurs sont amplifiés par différents types de
récepteurs
Les récepteurs sont associés à différents mécanismes de transduction e la
liaison du signal en une réponse cellulaire
 Les récepteurs inotropiques sont rapides
Si on veut qu’un récepteur ligand sois associé à une transduction plus
importante alors on va utiliser des récepteurs métabotropiques
Permettent d’effectuer des contrôles de la transduction
 Modulation indirecte : utilisation d’un second messager des NT
Utilisation d’adénylcyclase permettant la formation d’un second messager qui
à son tour déclenche une cascade de réaction en chaîne
➔ Agonistes vs antagoniste
Substance agoniste = mime l’action physiologique du NT
Substance antagoniste = bloque la transmission
➔ Niveau présynaptique
- Biosynthèse NT : hémicholine
- Stockage vésiculaire NT : réserpine
- Blocage de l’exocytose : toxines botulinique / tétanique
➔ Niveau postsynaptique
- Inhibiteurs compétitifs de liaison : curare pour R-nicotine
- Blocage du canal ionique : histrionicotoxine pour R-nicotinique
➔ L’acétylcholine est le neurotransmetteur de toutes les jonctions
neuromusculaires
Récepteurs nicotiniques de type musculaire
Récepteurs inotropiques possédant une conductance cationnique à
préférence sodique
Fixation ach  entrée Na+  dépolarisation locale
 Limites des PPS ?
- Les potentiels sont sommables et graduables
- Mais l’intensité du courant diminue avec la distance par rapport à
la source
- La conduction électrotonique ne convient que pour des
transmissions à courtes distances
La communication neuronale sur de plus grandes distances exige une
autre forme de signaux
 Les propriétés électriques actives des neurones
Signaux de hautes intensités = signaux régénératifs = la PA
Les fluctuations du potentiel membranaire résultant de l’intégration des PPS
sont propagées vers la zone régénératrice de l’axone (Tigger zone) ce qui
module la décharge des neurones
 La sommation peu prendre 2 formes
- Spatiale
- Temporelle
Ces 2 formes ne sont pas exclusives l’une de l’autre
Le PA apparaît lorsque la dépolarisation atteint un seuil
en mm.s
 Rouge = phase d’hyperpolarisation
 « Par tout ou rien » = apparait ou n’apparait pas, s’il apparait il prend
toujours la même forme
➔ Naissance du PA
En 1950, Hodking, Huxkley & Katz montrent que l’influx nerveux coïncide avec
une modification RAPIDE de la perméabilité membranaire aux ions
Na+ et K+.
La présence sur la membrane de canaux ioniques voltage-dépendant des
protéines qui, suite à la dépolarisation membranaire subissent des
transformations allostériques
 Période réfractaire absolue = phase de repolarisation
 Période réfractaire relative = due au double temps de l’hyperpolarisation
Les neurones génèrent des PA de durée et d’amplitude constantes
1 PA = 1 information = 1 bit
Transmettre ≠ infos = générer ≠ séquences de PA
Coder l’information = modifier la fréquence instantanée des PA
Fi = 1 / (t2 - t1) inverse de la période d’apparition de 2 PA successifs
Le SNC prend en compte à la fois les modulations de fréquence (Codage
fréquentiel) et le nombre de PA (codage en amplitude)
➔ Conclusions sur le Potentiel d’Action
 Potentiel d’action = influx nerveux
 Phénomène Bref (1-3ms), généré selon la loi du TOUT ou RIEN
 Dépolarisation membranaire RAPIDE suivie d’une repolarisation plus lente
généralement suivie d’une hyperpolarisation.
 P.A lorsque le seuil d’excitabilité est atteint i.e. - 40 mv
 Présence de périodes réfractaires absolue et relative.
 Pas de possibilité de sommation des P.A
 Possibilité d’apparition de bouffées de P.A si I stim > seuil
=> CODAGE FREQUENTIEL = trains de potentiel
➔ La myéline
Les prolongements axonaux sont entourés par des feuillets de membrane
plasmique synthétisée par les cellules gliales
La gaine est discontinue, les parties sont séparées par les nœuds de Ranvier.
A ce niveau la membrane est en contact avec le milieu extracellulaire
Caractéristiques :
- Isole la fibre nerveuse du milieu extracellulaire
- Augmente la vitesse de conduction nerveuse
- Apparaît selon un ordre spatial et temporel déterminé
Au sein du SNC
La myélinisation est un système très avancé dès la naissance dans les centres
nerveux de la vie végétative (centre sous corticaux et systèmes limbique).
Elle est amorcée à la naissance dans les aires corticales sensitives puis
motrices
L’état d’avancement du processus est dégressif
Aires motrices  Somesthésiques  Visuelles  Auditives
Myélinisation des aires motrices du tronc en avance sur celles de la tête et des
membres inférieurs
➔ Au sein du SNP
Myélinisation des racines ventrales (efférents - motrices) des nerfs rachidiens
en avance sur celles des racines dorsales (afférentes - sensitives)
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