Acétylcholine (Ach)

Physiologie nerveuse
Physiologie de la fibre nerveuse
1- Exploration de la propagation
a) Méthode
Cette exploration se fait au niveau de l’axone du corps cellulaire et la terminaison
+ + + + - + - + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - - - - - - - -
+ + + + + +
- - - - - - - - - - - - - - - - - -
+ + + + + + + + + +
En 1 on représente la ligne isoélectrique. En 2 on voit que le PA passe devant la première électrode du
dispositif d’enregistrement d’où une dépolarisation  c’est une déflexion comme on le voit pour les ECG
( QRS).
Le PA passe entre les deux électrodes il y a dons un retour à la normale car pas d’enregistrement. Enfin en
4, on observe un potentiel biphasique au niveau de la deuxième électrode. Cette mesure est faite à l’envers
de la première car tous les enregistrements se font par un différentiel de potentiel mais on prend pour valeur
numérique la valeur absolue de ce que l’on obtient. Réellement, pour les deux variations mesurées on a les
mêmes valeurs numériques du même PA.
Si on avait utilisé qu’une seule électrode, on aurait mesuré un potentiel monophasique.
b) Excitabilité
Si l’on administre une stimulation sur le genou d’un sujet et que l’on mesure la réponse à l’aide d’une
aiguille, on verrait ce genre de graphique :
Chronaxie Temps utile
Soma
Terminaison
1électrode
2° électrode
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
i
Temps
2x Rh
Rh

Rh : rhéobase
2- Mécanisme de la propagation (= conduction)
a) Axone non myélinisé
On observe des circuits locaux par l’excitation d’un petit segment grâce à une stimulation. Des charges vont
se propager au niveau du segment  il va se dépolariser. Cependant, cette dépolarisation se fera tout le
long des l’axone très proche d’où une perte de temps. IL faut noter que la propagation du PA ne se fait que
dans un seul sens c’est à dire du corps cellulaire à la terminaison ; c’est une propagation orthodromique
(c’est ce que l’on observe dans les conditions physiologiques). Dans les conditions expérimentales, la
propagation du PA est dite antidromique.
b) Axone myélinisé
On observe une propagation dite saltatoire c’est à dire par saut entre chaque trou fait par la gaine de myéline
qui sont séparés de 200 µ. On observe une dépolarisation qu’au niveau de ces trous d’où une propagation
beaucoup plus rapide que pour les axones non myélinisés.
 Conduction saltatoire ? courants locaux.
c) Vitesse de conduction
Elle est déterminée par l’existence au non de myéline
Par le diamètre de l’axone plus il est grand plus la vitesse de propagation sera
élevée.
d) Cas du nerf
Il est constitué d’un ensemble de fibres qui peuvent se différencier de part leur diamètre et le fait qu’elles
soient myélinisées ou non. Cette constitution va entraîner une somme de propagation différente pour
chaques fibres que constitue un neurone et au total une vitesse de propagation difficile à déterminer.
Les nerfs sont dits hétérogènes dans leur constitution ; il peut y avoir au sein d’un même nerf des fibres
efférentes et sensitives.
L’électrophysiologie médicale d’un nerf monophasique ou biphasique donne :
A B C
S
Temps
De ce graphique, on en déduit qu’il existe trois types de fibres nerveuses dans un même nerf.
A : les fibres à gros diamètre, myélinisée et qui véhicule le message à une grande vitesse de 100 m/s. Ces
fibres appartiennent au motoneurone du système sympathique volontaire.
B : des fibres à diamètre moyen, myélinisées qui conduisent à une vitesse de 10 m/s. Ce sont des fibres du
SNA effectrice ou motrice.
C : elles ont un petit diamètre (1 à 2 µ) et sont non myélinisées ; elles conduisent à 1 m/s. Ce sont des fibres
du SNA sensorielles.
Les nerfs sont donc constitués de fibres nerveuses différentes. Chaques fibres nerveuses va donner un
potentiel monophasique qui vont s’additionner. L’amplitude (en mV) reste très faible par rapport au PA de
l’ordre du µV.
Transmission nerveuse
1- Structures des synapses
a) Anatomie fonctionnelle des synapses
A

Elle est constituée d’un élément présynaptique et postsynaptique.
Les canaux calciques vont s’ouvrir quand le PA arrive au niveau de l’élément présynaptique pour faire
rentrer le Ca. Ce dernier va initier une interaction entre les vésicules pour les faire migrer et les forcer à
fusionner avec la membrane plasmique. Ceci va entraîner la libération du messager dans l’espace
synaptique ou fente car les deux membranes ne sont pas reliées entre elles d’où une diffusion permise.
L’espace entre ces deux membranes représente 2 à 3 fois l’épaisseur d’une membrane de 5-10 nm.
Sur l’élément postsynaptique on trouve un récepteur au messager qui va se lier puis entraîner plusieurs
types de réponse. Tout d’abord cette liaison peut entraîner la production d’un II messager qui va aller agir
sur des canaux ; ce II messager peut aussi entraîner une cascade de réaction enzymatique et créer par
exemple de nouvelles protéines.
Comment se fait l’inactivation du messager ?
Pour cela il existe trois techniques :
 Par dilution  sa concentration descend en bas de la concentration active et le reste Ach va être attaqué
par Ach estérase.
 Par recapture par l’élément présynaptique, ce phénomène existe surtout pour les catécholamines par
le mécanisme de cotransport ou synport qui reçoivent de l’énergie fournit par le gradient de Na+ qui le
pousse à rentrer dans la cellule. Il y a donc cotransport entre le messager et le Na+.
 Par destruction de la molécule par des enzymes au niveau de la mitochondrie.
Les molécules de ligands qui sont recapturées ne sont pas toutes dégradées mais peuvent être réutilisées
pour éviter une resynthèse systématique. Les membranes vésiculaires contenant le messager vont fusionner
avec la membrane plasmique mais elle est quand même reconnaissable ce qui fait qu’elle peut être
récupérée dans son unité par microendocytose  ce phénomène évite une resynthèse de vésicules
d’excrétion.
IL y a plusieurs dizaines de milliers de cellules qui fusionnent ; chaques cellules libèrent une quantité fixe
de neurotransmetteurs = quanta. Une synapse doit libérer une certaine quantité de quanta pour qu’il y est
une propagation au niveau de l’élément postsynatique  c’est la théorie du système quantique.
b) Variabilité
 Classification
Selon la localisation de la synapse
Avec les dendrites : synapse axo-dendritiques
Avec les axones : synapse axo-axoniques
Avec une synapse : synapse présynaptique
Avec un corps cellulaire : synapse axo-somatique
Selon les degrés de différenciation des synapses
Synapse “ en passant ” : ce sont des varicosités qui contiennent le neurotransmetteurs qui le libèrent
quand le PA passe.
Synapse au niveau du tube digestif par exemple où la surface de contact entre les deux cellules est
augmentée grâce à des repliements d’où une plus grande quantité de quanta libéré l’ensemble est appelé
plaque motrice(l’élément postsyn est appelé appareil sous neural).
1- Physiologie de la synapse
a) Synapse excitatrice
………
..……
On provoque une stimulation au niveau du premier neurone ; grâce à des appareils qui enregistrent les
réponses on peut constater qu’il y a bien un PA qui nait sur le premier neurone suite à la stimulation. On
place une électrode de mesure au niveau du corps cellulaire du deuxième neurone. On constate alors
qu’entre le moment où il y a l’apparition du PA sur le premier neurone, il faut attendre un certain temps
pour observer quelque chose au niveau du deuxième neurone  ce temps de latence est appelé le délai

synaptique c’est-à-dire le temps qu’il faut attendre entre l’enregistrement sur le neurone présynaptique et
postsyn.
IL peut y avoir au niveau de la synapse une libération de quanta telle que l’on va seulement observer sur le
moniteur une légère dépolarisation qui ne suffit pas à atteindre le seuil. CE potentiel postsynaptique est
entraîné par des canaux ioniques spécifiques situés exclusivement sur l’élément postsyn. Et qui sont
différents des canaux du PA.
Si la quantité de quanta excrétée est suffisante alors le seuil sera atteint et il y aura propagation du signal 
c’est le potentiel postsynaptique excitateur.
b) Synapse inhibitrice
Après le délai synaptique on observe une hyper polarisation ; c’est donc un potentiel postsynaptique
inhibiteur.
S’il y a en même temps arrivée d’un PPSE et d’un PPSI alors la résultante sera l’addition des deux
phénomènes. Le PPSE qui était efficace tout seul (atteint le seuil) ne pourra pas atteindre le seuil s’il est
additionné au PPSI.
c) Synapse présynaptique
La liaison présynaptique induit une inhibition. Moins de Ca va entrer dans la cellule moins de quanta va être
libéré. IL y aura inhibition au niveau présynaptique et non au niveau postsynaptique comme vu
précédemment  cela va diminuer le PPSE.
Il existe des récepteurs spécifiques de ce type de liaisons présynaptiques.
A noter, les synapses axo-dendritiques sont excitatrices, axo-somatiques sont inhibitrices et les
axo-axoniques sont variables.
2- Biochimie de la neurotransmission
a) Synapse cholinergique
La synthèse de la Ach se fait dans tout le neurone car ce n’est pas une structure protéique donc elle n’a pas
besoin de ribosomes. Elle résulte de la condensation de l’acétate et de la choline (qui peut venir des PL)
catalysée par une enzyme appelée Choline acétyl transférase.
L’Ach va être contenue dans une vésicule qui va fusionner avec la membrane et va être libérée dans la fente
pour aller se fixer sur des récepteurs spécifiques de deux types : muscariniques ou nicotiniques.
N1 : excitateur sur les muscles squelettiques
N2 : liaison ganglionnaire, effet excitateur
M1 : effet excitateur sur les viscères
M2 : action cardiomodérateur sur le cœur.
La dégradation de Ach se fait par voie enzymatique, le maximum d’activité de l’Ach estérase est à 37° ce
qui entraîne une dégradation de l’Ach en 1 ms. Elle peut aussi être dégradée par le phénomène de diffusion
dans le milieu interstitiel et peut provoquer un effet indésirable à distance d’où une existence de Ach E
partout dans le milieu interstitiel.
Beaucoup de myopathies résultent d’un défaut de récepteurs cholinergiques au niveau de l’élément postsyn.
b) Les synapses Noradrénergiques
Synthèse de la noradrénaline à partir du précurseur Tyrosine :
Tyr  DOPA ( Insertion d’un groupement hydroxyle au niveau du cycle benzénique)Dopamine
(Elimination du groupement carboxyle COOH) Noradrénaline (insertion du OH au niveau du CH²).
La DA se retrouve dans une vésicule dans laquelle on trouve notamment une dopamine â Hydroxylase qui
va donc transformer DA en NA. Ce neurotransmetteur va etre déversé dans la fente synaptique pour aller
rejoindre différents récepteurs que l’on classe en plusieurs groupes :
: médiateurs d’effets contractifs des vaisseaux  vasoconstricteur.
: Ce sont des récepteurs présynaptiques qui ont un rôle inhibiteur.
Liaison
présynaptique

: Récepteur myocardique qui ont un rôle de stimulation du SN Sympathique en augmentant la fréquence
cardiaque et la PA.
: Inhibiteur des vaisseaux muscle et surtout des bronches vasodilatation
: sur le tissu adipeux, decouverte récente.
La NA est récupérée au ¾ par un transporteur qui fait partie d’un synport avec les ions Na+ (issu du
gradient énergétique du Na+).
¼ va être dégradé à deux niveaux :
dans les mitochondries par oxydation d’une enzyme non spécifique la MAO Mono Amine Oxydase qui
donne des dérivés oxydés.
Par greffage d’un CH3 sur NA par une enzyme COMT qui donne des dérivés méthyles. Des dérivés oxydés
peuvent être détériorés par la deuxième enzyme COMT ce qui va donner des dérivés mixtes : méthyles
oxydés.
IL y a dans l’encéphale beaucoup de neurone adrénergique qui ne sont pas excitateur mais inhibiteur.
Anomalie liée à une insuffisance en NA il faut agir sur l’inactivation de NA grâce à un inhibiteur de MAO
IMAO antidépresseur qui renforce NA résiduel et compense l’effet dépresseur de la NA.
c) Neurotransmission au NO
Sa synthèse se fait à partir de l’arginine grâce à une enzyme appelée NO synthase pour donner NO un
composé soluble, instable ; c’est un radical libre du sang.
IL va être déversé dans la fente où il va se transformer en NO² ou NO4+ ou encore allé agir sur la guanilate
cyclase du cytosol de l'élément postsyn. Qui nécessite la transformation du GTP en GMPc ce qui va
provoquer une dilatation vasculaire.
Ce type de neurotransmission est très important dans le système digestif et aussi au niveau cardiaque.
Depuis de décennies on donne de la trinitrine en cas d’infarctus.
d) Synapse peptidergique
Des protéines formées au niveau corps cellulaire sont transvasées dans des vésicules puis transportées
jusque dans les terminaisons grâce au neurotubules. C’est une action lente donc une diffusion lente car les
protéines sont des grosses molécules. Les peptides vont être déversés au niveau de la fente pour aller se
fixer sur 4 types de récepteurs différents Hormono normo.
Dans la fente, on trouve des endopeptidase qui dégrade les peptides de proche en proche la chaîne
peptidique d’où une dégradation assez longue.
Les 4 types de récepteurs sont
Les molécules qui fonctionnent selon ce type sont soit des peptides donc ou bien des opiacés type
enképhaline ou endorphine. Les opiodes ont des fonctions naturelles, elles ont étaient découvertes par
Guillemain. Par exemple, la morphine est utilisée comme analgésique ou antitussif.
3- Circuit polysynaptique
a) Structure des réseaux
Réseau linéaire comme dans les voies optiques
Réseau convergent
Beaucoup de neurones différents vont rejoindre un même deuxième neurone.
Réseau divergent où un seul premier neurone va aller rejoindre beaucoup de deuxièmes neurones.
La zone centrale du réseau divergent est la plus efficace (c’est la zone décharge), les zones de
périphérie(zones de facilitation) sont moins sensibles.
Réseau rétroactif
A partir d’un circuit simple type linéaire, on a un départ d’un neurone postsyn qui va aller revenir se fixer
sur le premier neurone pou exercer un effet soit inhibiteur(grand jeu dans la stabilisation des
oscillateurs)soit excitateur(oscillation qui déclenche beaucoup de PA à partir d’un seul ou 2 PA).
Système à postdécharge
C’est un système qui constitue un générateur.