Structure et composition chimique de la Terre interne
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Thème : La part du génotype et de la part de l’expérience individuelle dans le fonctionnement du système nerveux Chapitre 12 : Les potentiels d’action et les messages nerveux IInnttrroodduuccttiioonn Le message nerveux est une information transportée par un nerf, depuis le récepteur sensoriel du stimulus jusqu’à l’organe effecteur, en passant par un centre nerveux. Comment se fait le transport de ces informations ? I- LLee m meessssaaggee eesstt vvééhhiiccuulléé ppaarr uunn nneerrff (TP 18) 1- Le message nerveux est un phénomène électrique enregistrable. Une électrode réceptrice placée à la surface d’un nerf permet d’enregistrer une différence de potentiel suite à une stimulation : c’est le potentiel global = traduction électrique du message nerveux en surface d’un nerf stimulé. La réponse du nerf dépend de l’intensité de stimulation : - en dessous d’une valeur seuil, on obtient aucune réponse : la stimulation est dite infraliminaire. - en dessus de cette valeur (= seuil de stimulation), toutes les stimulations dites supraliminaires, sont efficace et entraîne un potentiel global. L’amplitude du potentiel global augmente avec l’intensité de stimulation jusqu’à atteindre une amplitude maximale qui ne peut être dépassée. 2- L’amplitude du message dépend de la structure du nerf. Les variations du potentiels global selon l’intensité de stimulation s’expliquent par la structure d’un nerf (= ensemble de fibres) : Plus le nombre de fibres stimulées est grand, plus l’amplitude du potentiel est importante. Quand toutes les fibres sont stimulées = recrutées, l’amplitude ne peut plus augmenter : elle est au maximum. II- LLee m meessssaaggee ddaannss uunnee ffiibbrree nneerrvveeuussee ccoorrrreessppoonndd aauu ppootteennttiieell dd’’aaccttiioonn 1- La membrane au repos est polarisée électriquement. L’étude de l’activité électrique d’une fibre nerveuse peut être réalisée à l’aide de microélectrodes que l’on implante à l’intérieur de la cellule. On constate que la membrane d’une cellule nerveuse au repos présente une différence de potentiel permanente de 70 mV (l’intérieur étant électronégatif par rapport à l’extérieur). C’est le potentiel de repos ou potentiel de membrane (caractéristique des cellules vivantes). La membrane cellulaire sépare 2 milieux de compositions ioniques différentes : MEC riche en Na+, alors que MIC riche en K+. 2- Une stimulation crée un potentiel d’action, perturbation brutale du potentiel de repos. A l’aide d’une technique dite de « patch-clamp », on peut stimuler une seule cellule nerveuse par un courant électrique d’intensité croissante. A partir du moment où le seuil est atteint, la réponse = potentiel d’action, est tout de suite maximale : on dit que la fibre répond à la « loi du tout ou rien ». Le potentiel d’action comprend : - une phase de dépolarisation : la face interne devient électropositive par rapport à la face externe. Dépolarisation due à une entrée rapide de Na+ d’où inversion de la ddp - une phase de repolarisation (sortie lente des K+) voire d’hyperpolarisation. N.B : Lorsqu’une fibre est stimulée 2 fois de suite, la fibre ne peut produire tout de suite un potentiel d’action, comme si elle était devenue inexcitable : c’est la période réfractaire. III- LLee m meessssaaggee nneerrvveeuuxx pprréésseennttee pplluussiieeuurrss ccaarraaccttéérriissttiiqquueess (TP 18) Le potentiel d’action est l’unité du message nerveux. Celui-ci se propage tout au long d’une fibre nerveuse et se traduit alors par une onde de dépolarisation. 1- Le message nerveux est un message doublement codé et conservé. L’intensité de la stimulation ne modifie pas l’amplitude des potentiels d’action ; elle modifie leur fréquence : plus une stimulation est forte, plus les trains de potentiel d’action sont rapprochés. On parle de codage en fréquence. (Un 2nde codage, qui a une signification pour l’organe qui reçoit le message, correspond au nombre de fibres d’un nerf actives d’où la variation d’amplitude du potentiel global.) Lors de sa propagation, le message ne s’atténue pas mais est conservé : les potentiels d’action conservent leur fréquence et leur amplitude. 2- La vitesse de propagation du message dépend de la fibre. La vitesse de propagation des PA est variable d’une fibre à l’autre : de moins de 1m/s jusqu’à plus de 100 m/s. Cette vitesse dépend du calibre de la fibre (les plus grosses sont les plus rapides) et surtout de la présence de myéline (les fibres myélinisées conduisent le message plus rapidement) LLaa ttrraannssm IVmiissssiioonn dduu m meessssaaggee eennttrree 22 cceellluulleess ssee ffaaiitt ggrrââccee àà uunnee ssyynnaappssee (TP 18) Arrivé à l’extrémité de l’axone, le message nerveux atteint une zone de connexion ou synapse avec une nouvelle cellule. 1- Le message est transmis par une synapse. Au niveau d’une synapse, la transmission a lieu dans un seul sens : de l’axone présynaptique au dendrite ou au corps cellulaire du neurone postsynaptique. L’observation d’une synapse montre un espace intersynaptique entre cellules = fente synaptique qui doit être franchie. De nombreuses vésicules sont présente du coté présynaptique. 2- La transmission synaptique fait intervenir des neuromédiateurs. Lors de la stimulation du neurone présynaptique, les vésicules fusionnent avec la membrane cellulaire présynaptique, s’ouvrant ainsi sur la fente et libèrent une substance dans cet espace : c’est l’exocytose. Cette substance se fixe sur des récepteurs postsynaptiques et engendre un message postsynaptique : ce sont des neurotransmetteurs ou neuromédiateurs. La quantité libérée augmente avec la fréquence des PA présynaptiques afférents et détermine celle des PA postsynaptiques efférents. Le message présynaptique, codé en fréquence de PA, est traduit en un message chimique codé en concentration de neuromédiateur. A la fin, le neuromédiateur ne doit plus être fixé sur le récepteur postsynaptique : il est soit détruit, soit recapturé. V- LL’’iinnttééggrraattiioonn ddeess ddiivveerrss m meessssaaggeess eesstt ffaaiittee ppaarr lleess cceennttrreess nneerrvveeuuxx (TP 18) 1- Les synapses sont soit excitatrices, soit inhibitrices. Toutes les synapses ont le même principe de fonctionnement mais selon le neuromédiateur qu’ils libèrent dans la fente, elles peuvent avoir 2 effets opposés sur le neurone postsynaptique : - certaines sont excitatrices car le neuromédiateur libéré a tendance à faire naître un nouveau message dans le neurone postsynaptique ; - d’autres sont inhibitrices car leurs neuromédiateurs empêche ou freine l’émission de potentiels d’action par le neurone postsynaptique. 2- Les neurones intègrent les différents messages reçus. Dans un centre nerveux, un neurone peut recevoir des informations provenant de plusieurs autres neurones. Ces différentes synapses sont soit excitatrices, soit inhibitrices. Ainsi, le neurone postsynaptique est soumis à l’influence de synapses excitatrices et à celle de synapses inhibitrices. Le corps cellulaire de ce neurone doit donc intégrer ces informations contradictoires en faisant la somme algébrique. Si le résultat est une excitation suffisante, des PA sont émis au niveau de son axone, sinon le neurone reste au repos. Exemple le réflexe myotatique : Suite à l’étirement d’un muscle (ex : extenseur), chaque motoneurone ne reçoit qu’un type d’information : - L’activité des motoneurones du muscle extenseur est augmentée sous l’influence de synapses excitatrices ; - L’activité des motoneurones du muscle fléchisseur antagoniste est diminuée sous l’influence de synapses inhibitrices. On peut se placer dans des conditions telles que ces motoneurones reçoivent des informations contradictoires : si le sujet contracte volontairement un muscle fléchisseur au moment où un réflexe myotatique est déclenché par percussion du tendon de l’extenseur antagoniste, les motoneurones innervant ce dernier muscle reçoivent 2 types d’informations : - Ils sont excités par les messages provenant du muscle lui-même étiré ; - Ils sont inhibés par les interneurones reliés à la commande cérébrale de la contraction du muscle antagoniste. Le résultat : un réflexe myotatique atténué ou aboli. Les motoneurones du muscle extenseur ont donc une activité diminuée et tiennent donc compte des influences inhibitrices qu’ils ont reçues. CCoonncclluussiioonn :: Le message nerveux est transmis selon différents codages : - Le long de l’axone présynaptique, le message nerveux correspond à des PA codé en fréquence. - A l’extrémité de cet axone, le message doit traverser une synapse et est alors traduit chimiquement. Des neuromédiateurs sont libérés dans la fente synaptique et se fixe sur des récepteurs postsynaptiques. - Au niveau du neurone postsynaptique, la fixation des neuromédiateurs génère de nouveau des PA. S Scchhéém maa--BBiillaann ::
