Chapitre 2 : l` activité nerveuse au niveau des neurones

Chapitre 2 : L’activité nerveuse au niveau des neurones.
Le message nerveux est une information transportée par un nerf, depuis le récepteur sensoriel jusqu’à
l’organe effecteur en passant par un centre nerveux. Le réflexe myotatique met en jeu des populations de
neurones ( neurones sensitifs, moteurs inter neurone) dont les prolongements constitues les fibres nerveuses
de ces nerfs.
PB : Quelle est la nature du message qui circule le long de ces neurones ?
I. Le message nerveux est de nature électrique.
A. Le potentiel de repos.
TP La nature du message nerveux activité 1
Les cellules nerveuses possèdent un potentiel de membrane. La différence de potentiel (ddp) observée entre
le cytoplasme de la cellule et le milieu extérieur, en l'absence de tout stimulus, est le potentiel de repos. Il
est d’environ -70mV (l’intérieur de la fibre est négative par rapport à l’extérieur).
Cette différence de potentiel est due à de fortes différences de concentration ionique entre le milieu
intracellulaire (cytoplasme de l’axone) et le milieu extracellulaire d’une fibre nerveuse au repos.
B. Le potentiel d’action
TP La nature du message nerveux Activité 2
La valeur de l’intensité qui déclenche le potentiel d’action est appelée valeur seuil. En dessous de cette
valeur seuil, on voit une dépolarisation. Suite à un stimulus dont l'intensité dépasse la valeur seuil, on
enregistre une modification du potentiel de repos identique quelque soit l'intensité du stimulus : c'est le
potentiel d'action ( voir TP) . La fibre répond en produisant un potentiel d’action dont l’amplitude et
la durée sont toujours les mêmes. On dit que la fibre nerveuse obéit à une loi de « tout ou rien ». Le
potentiel d’action est le signal nerveux élémentaire et universel.
C. La propagation du signal nerveux le long d’une fibre nerveuse.
TP La propagation du message nerveux
Le potentiel d’action se propage (enregistrable à distance) contrairement aux phénomènes de
dépolarisation. Il se propage du corps cellulaires vers les axones ou dendrites.
La vitesse de propagation
Activité : Déterminez à l’aide de ce texte, les facteurs qui influencent la vitesse de propagation du message nerveux.
La vitesse de propagation d'un PA se situe entre 120 et 0.5 m.s-1 chez les mammifères, 45 m.s-1 pour le nerf sciatique chez
l’Homme.
Plus la température augmente, plus les vitesses de réactions chimiques sont importantes. Ce métabolisme accru permet
d’augmenter les échanges ioniques qui ont lieu pendant la propagation des PA. Un des intérêts de l’échauffement musculaire
avant une compétition, outre le fait d'éviter les élongations musculaires, c'est justement d’augmenter la température corporelle
afin d’améliorer la conduction nerveuse. L’analyse de situations, les prises de décisions et les mouvements qui en résultent sont
plus rapides, plus précis.
Plus l'axone est de fort diamètre et plus la vitesse de propagation est importante. De tels axones sont impliqués chez les
invertébrés dans des comportements de survie. L'axone géant de calmar (de 1 mm de diamètre en moyenne) voit son diamètre
augmenter du cerveau vers les muscles effecteurs impliqués dans les réactions de fuite.
La myéline (voir schéma ci-dessous) est une membrane qui isole certains nerfs comme une gaine plastifiée entoure un fil
électrique. L’influx nerveux passe de nœud de Ranvier en nœud de Ranvier. La conduction est donc rapide.
Si le nerf optique était constitué d'axones amyéliniques, pour obtenir une conduction aussi rapide que l'actuel nerf, le diamètre de
ce nerf devrait être de 30 cm au lieu des 3 mm actuels. La moelle épinière et le système nerveux périphérique auraient également
des diamètres incompatibles avec l'anatomie.
Le froid (application d'un glaçon), la pression favorisant l'ischémie (engourdissement du pied si on s'assoit dessus) entraînent des
ralentissements de la propagation de l'influx nerveux qui se traduisent par une anesthésie locale ou des picotements, des
"fourmis".
L'alcool, les sédatifs et les anesthésiques bloquent les influx nerveux. La sclérose en plaque s'exprimant notamment par une perte
des facultés mentales, perte de la mémoire est la conséquence d'une démyélinisation des axones.
Si le phénomène électrique est toujours le même ( PA), Comment est codé le message ?
D. Le codage du message nerveux au niveau d’un neurone
Choisir le module « codage dans une fibre et appliquer une stimulation faible puis moyenne puis forte, que
constatez vous ?
Le message nerveux est constitué d'une fréquence de potentiels d'action. La fréquence des potentiels
d'action dépend de l'intensité du stimulus. Un stimulus de forte intensité déclenche un grand nombre de
potentiels d'actions par unité de temps.
Comment le message passe-t-il de neurone à neurone ? Comment expliquer qu’il ne circule que dans un
sens ( corps cellulaire, axone ?)
III. La transmission du message nerveux d’un neurone à l’autre.
A. La structure d’une synapse.
TP La synapse.
Bilan Partie I
Chaque synapse est constituée de trois éléments :
• L'élément pré-synaptique. Il s’agit de la terminaison du premier neurone. Cet élément
possède de nombreuses vésicules synaptiques
• la fente synaptique : c’est l'espace entre le premier neurone et la deuxième cellule
• L'élément post-synaptique : c’est le neurone ou la cellule musculaire qui reçoit le message.
Bilan Partie II
B. Le fonctionnement d’une synapse.
Une synapse permet le transfert de l'information d'un neurone à un autre ou d'un neurone à une cellule
effectrice (cellules glandulaire et musculaire) par l’intermédiaire d’un médiateur chimique ou
neurotransmetteur.
Lorsque le PA atteint la terminaison axonale, il déclenche une suite d'événements qui aboutit à la
libération de neurotransmetteurs. Le neurotransmetteur traverse la fente synaptique et modifie l’activité du
neurone ou de l’effecteur post-synaptique, lorsqu’il se lie à des récepteurs spécifiques.
La succession des étapes qui amène à un nouveau PA est la suivante :
1. Le Potentiel d’action longe l'axone du neurone n°1,
2. Les neurotransmetteurs sont libérés par exocytose,
3. Les neurotransmetteurs traversent la fente synaptique,
4. Les neurotransmetteurs se lient aux récepteurs sur la membrane postsynaptique
du neurone n°2 (ou de la fibre musculaire ou de la glande).
Certains de ces neurotransmetteurs sont excitateurs (on parle de synapses excitatrices) et génèrent un
nouveau PA, mais il existe d'autres types de récepteurs qui au lieu d'entraîner une excitation, engendre une
inhibition (on parle de synapses inhibitrices) du PA et donc l’absence de messages nerveux,
5. Enfin la cessation des effets du neurotransmetteur : Le neurotransmetteur est dégradé par des enzymes
puis recapté est restoké dans les vésicules pour être réutilisé.
Remarque :Nous avons vu que le lors du reflexe myotatique le message nerveux était unidirectionnel . C’est
la synapse qui impose ce sens.
Activité replacez les étapes sur le schéma.
Exercice pause :
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