Éléments du Système Nerveux

Éléments du Système Nerveux
1er volet cours Neurophysiologie
Pauline Neveu, PhD
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Plan «Éléments du Système Nerveux»
1-Apparition du système nerveux (SN)
2-Grandes fonctions du SN
3-Constituants du SN
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1-Apparition du Système Nerveux
Histoire de la Terre
-15000Ma: univers
-4600Ma: Terre
-3500Ma: Vie: Procaryotes
-2800Ma: Oxygène
-2100Ma: Pluricellulaires (Gabon)
-1500Ma: Eucaryotes
-600Ma: Pluricellulaires...
...mais, du nouveau!
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Ma=millions d'années
1-Apparition du Système Nerveux
Apparition vie = ‘complexification’ de la matière
Unicellulaires: pas de SN
-Membrane plasmique
-Cytoplasme
-Matériel génétique (ADN)
-Ribosomes
-Protéines
Le SN apparaît chez des pluricellulaires
-Constitués de plusieurs cellules
-Spécialisation des cellules
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1-Apparition du Système Nerveux
Rôle du SN chez pluricellulaires?
Coordination entre les cellules spécialisées en
liaison avec le maintien de l’homéostasie
Le SN n’est pas présent chez tous les pluricellulaires
Végétaux: coordination cellulaire grâce à un
système hormonal
Quand SN et système hormonal coexistent
connexions intimes
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1-Apparition du Système Nerveux
Différences? entre:
Pluricellulaire sans SN
Pluricellulaire avec SN
Nourriture
Sur place: sol/air/soleil
À distance: recherche
Reproduction
Passive: vent/eau/animaux
Active: recherche
Déplacement
Déplacement passif
Déplacement actif
SNcapacité à agir
«Un SN, ça sert à agir. » Sic Laborit
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1-Apparition du Système Nerveux
Le SN répond à une double nécessité:
- Nécessité de coordination cellulaire
- Nécessité d’autonomie motrice
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2-Grandes fonctions du Système Nerveux
2.1-Le cerveau vu par l’humain
- Temps préhistoriques
-Cerveau  organe vital
-Trépanations
- Egypte
-SN  comportements moteurs
-Cœur  siège conscience, mémoire, pensées
- Antiquité
-Hippocrate (-400ans):SN  sensations, siège de l’intelligence
-Aristote (-350ans):SN  refroidissement du sang échauffé par
le cœur, siège de l’intelligence
-Galien (-180ans): SN  mouvements, sensations,
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intelligence, cerveau hydraulique
2-Grandes fonctions du Système Nerveux
2.1-Le cerveau vu par l’humain
- Moyen âge (500/1500): RAS…
- Renaissance (1500/1600): études anatomiques
-De Vinci
-Vésale
- Grand siècle (1600/1700): vue dualiste de Descartes
-Corps
-Esprit
- Siècle des lumières (1700/1800): étude de la matière nerveuse
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2-Grandes fonctions du Système Nerveux
2.1-Le cerveau vu par l’humain
- XIXe siècle: étude approfondie de l’organisation et des
fonctions du cerveau
-Les nerfs ne sont plus envisagés comme des systèmes hydrauliques
(théorie mécaniste) mais comme des câbles électriques
-Idée d’évolution du SN après les travaux de Darwin
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2-Grandes fonctions du Système Nerveux
2.1-Le cerveau vu par l’humain
- XIXe siècle (suite)
-Le neuroneunité de base du fonctionnement cérébral
-Théorie cellulaire, Schwann, 1839
-Nouvelles techniques: durcissement, coupes, colorations
Dessin de Ramon Y Cajal
Coloration de Golgi
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2-Grandes fonctions du Système Nerveux
2.1-Le cerveau vu par l’humain
- XIXe siècle (suite)
-Localisation des fonctions cérébrales
-Gall, 1809, Phrénologie: forme de la tête  caractère
-Broca, 1861, Neuropsychologie: lésions localisées 
localisation de fonctions cognitives
-Wernicke, 1870/1880  processus distribué
-Brodmann, 1909  52 aires cytoarchitectoniques
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2-Grandes fonctions du Système Nerveux
2.1-Le cerveau vu par l’humain
- XXe et XXIe siècles: l’ère des neurosciences
 Progrès phénoménaux dans tous les champs de la biologie
 Comprendre les comportements et les processus mentaux en
terme d’activité du cerveau
 Apporter des réponses à des questions fondamentales relatives
à la conscience, la mémoire, le langage…
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2-Grandes fonctions du Système Nerveux
2.2-Les multiples fonctions du SN
- un exemple: on vous appelle…
- schématiquement, les fonctions du SN sont:
-Réception des stimulations
Réception
-Transport des informations
-Intégration/élaboration d’une réponse
-Transport des informations
-Exécution de la réponse
Action
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2-Grandes fonctions du Système Nerveux
2.2-Les multiples fonctions du SN
Quelle partie du SN fait quoi?
Distinguons deux SN:
-SN Central
-Encéphale
-Moelle épinière
-SN Périphérique
-Nerfs
-Ganglions
-Récepteurs sensoriels
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2-Grandes fonctions du Système Nerveux
2.2-Les multiples fonctions du SN
-Réception des stimulations récepteurs sensoriels
-Transport des informations fibres sensorielles/afférentes
-Intégration/élaboration d’une réponse SNC
-Transport des informations fibres motrices/efférentes
-Exécution de la réponse muscles
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3-Constituants du Système Nerveux
3.1-Notion de tissu
Tissu = assemblage de cellules spécialisées + MEC
(matrice
extra-cellulaire)
Quatre tissus animaux:
- tissu épithélial
- tissu conjonctif
- tissu musculaire
- tissu nerveux
Différents niveaux d’organisation structurale:
- cellules  tissus
- tissus  organes
- organes  appareils ou systèmes
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3-Constituants du Système Nerveux
3.1-Notion de tissu
Système nerveux  composé par du tissu nerveux
Le tissu nerveux comprend:
- deux types cellulaires:
- neurones
- cellules gliales
- une matrice extracellulaire:
- polysaccharides
- protéines fibreuses
très nombreux sous-types
cellulaires différents;
1012 neurones et plus
de cellules gliales
compartiment extracellulaire
important: 20/30% volume
tissulaire total
capillaires sanguins
s’y trouvent
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3-Constituants du Système Nerveux
3.2-Le neurone
Trois régions dans un neurone:
- corps cellulaire = péricaryon = soma
- axone = cylindraxe = fibre nerveuse
- dendrites
som
a
axone
dendrites
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3-Constituants du Système Nerveux
3.2-Le neurone
Corps cellulaire contient:
- noyau de la cellule neurone
- machinerie cellulaire classique:
- ribosomes
- réticulum endoplasmique
- appareil de Golgi
- mitochondries
- cytosquelette:
- microtubules  flux
- filaments intermédiaires  résistance
- microfilaments  structures membranaires
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3-Constituants du Système Nerveux
3.2-Le neurone
Corps cellulaire  centre trophique
section
dégénère
survit
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3-Constituants du Système Nerveux
3.2-Le neurone
L’axone présente différentes parties:
- naît au niveau du cône axonique ou cône d’émergence; le
segment initial est son début
- unique à son origine
- peut émettre des collatérales
- peut être très long
- diamètre constant
- se termine au niveau de la terminaison axonique ou
arborisation terminale:
- nombreuses ramifications
- boutons synaptiques
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3-Constituants du Système Nerveux
3.2-Le neurone
L’axone:
- assure la conduction de l’influx nerveux
- est le lieu de différents flux (//survie)
rails = microtubules
- transports antérogrades: soma  arborisation
- rapide  éléments nécessaires au fonctionnement de l’axone
- lent renouvellement axone
- transport rétrograde: arborisation  soma
recyclage déchets
communication
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3-Constituants du Système Nerveux
3.2-Le neurone
Les dendrites:
- principal lieu de la réception de l’influx nerveux
- courtes
- ramifiées
- nombreuses
augmentent la surface de la cellule
augmentent le nombre de contacts
récepteurs potentiels
- peuvent posséder des épines dendritiques
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3-Constituants du Système Nerveux
3.2-Le neurone
Classement des neurones:
- forme/nombre prolongements:
- multipolaires
- bipolaires
- monopolaires
- pseudo-unipolaires
- taille du soma
- allure des dendrites
- longueur de l’axone
- neurotransmetteur utilisé
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3-Constituants du Système Nerveux
3.2-Le neurone
Classement des neurones (suite):
- selon la fonction:
Extrémité =
récepteur sensoriel
- neurones sensoriels
- interneurones
Extrémité en contact
avec un muscle
- motoneurones
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3-Constituants du Système Nerveux
3.2-Le neurone
Evolution des neurones pendant la vie:
- le nombre de neurones diminue
- de nouveaux neurones peuvent apparaître: néoneurogenèse
- hippocampe
- bulbe olfactif
Le tissu nerveux peut se réorganiser  plasticité
Les neurones ont une consommation énergétique très élevée:
- oxygène
- glucose
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3-Constituants du Système Nerveux
3.3-Les cellules gliales
Caractéristiques:
- plus nombreuses que les neurones (glue des neurones)
- diverses formes, expansions cytoplasmiques
- peuvent se diviser
- pas de conduction de l’information nerveuse, mais modulation:
- isolation des fibres nerveuses
- modulation des propriétés de l’environnement extracellulaire
- influence sur les connexions entre neurones
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3-Constituants du Système Nerveux
3.3-Les cellules gliales
Caractéristiques (suite):
- nombreux rôles vis à vis des neurones:
- nourricier
- soutien
- isolation électrique des neurones
- isolation de la circulation sanguine
- guidage des prolongements neuronaux
- entretien
- modulation de l’environnement des neurones
- modulation de l’information nerveuse
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3-Constituants du Système Nerveux
3.3-Les cellules gliales
Différents types de cellules gliales:
- Cellules gliales du SNP:
- cellules de Schwann
- Cellules gliales du SNC:
- cellules épendymaires
- oligodendrocytes
- astrocytes
- microgliocytes
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3-Constituants du Système Nerveux
3.3-Les cellules gliales
Les cellules de Schwann, cellules gliales du SNP
- soutien: axone + succession cellules Schwann = fibre nerveuse
- fibres nerveuses amyéliniques
- fibres nerveuses myélinisées
- rôle indirect dans la conduction de l’information nerveuse
- gaine de myéline
- module la libération des neurotransmetteurs
- nourricier
- restauration fonctionnelle
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Remarque : existence de cellules gliales satellites dans le SNP, au niveau des ganglions nerveux
3-Constituants du Système Nerveux
3.3-Les cellules gliales
Les cellules épendymaires ou épendymocytes,
cellules gliales du SNC:
- tapissent les parois de la lumière du tube nerveux
- ciliées  participent à la circulation du liquide céphalo-rachidien (LCR)
- microvillosités  rôle dans les échanges LCR/SNC
- contribuent au renouvellement de la névroglie et à la néoneurogenèse
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3-Constituants du Système Nerveux
3.3-Les cellules gliales
Les oligodendrocytes, cellules gliales du SNC:
- modelage
- soutien:
- fibres amyéliniques
- fibres myélinisées
- rôle indirect dans la conduction de l’information nerveuse
via la gaine de myéline
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3-Constituants du Système Nerveux
3.3-Les cellules gliales
Les astrocytes, cellules gliales du SNC:
-nombreux prolongements → réseau :
-soutien, grille tridimensionnelle
-nourricier, stock de glycogène
-modelage, guident les axones vers leurs cibles
-régulation de la composition du milieu extracellulaire
-prolongements entourant les synapses
-prolongements en contact les vaisseaux sanguins :
-régulation vasculaire
-protection, forment la barrière hémato-encéphalique
-revêtement de la surface externe du SNC → pia limitans34
3-Constituants du Système Nerveux
3.3-Les cellules gliales
Les microgliocytes, cellules gliales du SNC:
- petite taille
- appartiennent au système immunitaire, une fois activées:
- transformation en macrophage, déplacement et phagocytose
- sécrétions de molécules à rôle immunitaire
- rôle de cellule présentatrice d’antigène
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3-Constituants du SNC: vue 3D
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