physiologie du neurone

17/04/2017 MC Queffélec
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PHYSIOLOGIE DU NEURONE
Le neurone possède deux propriétés essentielles :
 l’excitabilité
 La conductibilité
L’explication de ces deux phénomènes complexes demande une bonne compréhension du
mécanisme de potentiel transmembranaire.
1 Origine du potentiel de membrane
Composition en ions situés à l’extérieur et à l’intérieur de la cellule nerveuse
Cytoplasme : milieu intra cellulaire
Milieu extra cellulaire
 ion K+= 155 mmol/ l
 ion Na +=12 mmol/l
 ion ca++= 05 mmol/l
 ion cl-= 4 mmol/ l
 protéines (P-) abondantes
 ion K+=4mmol/l
 ion Na += 145mmol/l
 ion ca++= 5mmol/l
 ion cl- =120 mmol/l
 protéines rares
Membrane plasmique
Pour chaque type d’ions il existe des différences importantes de concentration de part et
d’autre de la membrane.
Il existe deux mécanismes de transfert des ions à travers la membrane. :
 les pompes ioniques
 les canaux ioniques
1.1 Les pompes ioniques
Ce sont des structures protéiniques situées dans l’épaisseur de la membrane. Elles peuvent
faire traverser les ions contre leur gradient de concentration. C’est le même système
transporteur qui fait rentrer les ions K+ dans la cellule et en faire sortir les ions Na +.
La dépense d’énergie nécessaire est fournie en permanence par les molécules ATP.
C’est l’action des pompes ioniques qui maintient les différences de concentration.
1.2 Les canaux ioniques
Ils fonctionnent différemment. Ils se comportent comme des vannes spécifiques à chaque type
d’ion. Lorsqu s’ouvrent les ions de la catégorie concernée traversent la membrane selon leur
gradient électronique. ( C’est à dire gradient électrique et gradient de concentration )
Par exemple l’ouverture d’un canal Na + laissera brusquement entrer quelques milliers d’ions
Na + dans la cellule.
L’ouverture d’un canal K+ laissera sortir des ions potassium vers l’extérieur.
1.3 Le potentiel de membrane est en fait la résultante des différences de concentration des
différents ions et de la plus ou moins grande perméabilité qu’elle présente à leur passage.
Le potentiel de membrane a une valeur moyenne située entre – 70mv et – 85- v.
Pendant un bref instant et dans certaines conditions la membrane plasmique devient
perméable à une certaine catégorie d’ions.
Ceux ci vont alors migrer entraînant une grande variation du potentiel de membrane.

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Tous les signaux électriques du SN dérivent de cette propriété qu’a la cellule nerveuse de
pouvoir modifier sa perméabilité vis à vis de tel ou tels ions pendant un bref instant.
La différence de potentiel existant de part et d’autre de la membrane est liée à la différence en
ions sodium et potassium qui provient des pompes transmenbranaires Na / K
Comme il y a toujours une certaine quantité de K+ qui s’écoule de la cellule et une certaine
quantité de Na+ qui y entre , on pourrait penser que la concentration des ions Na+ et de K+
de part et d’autre de la membrane va s’égaliser, ce qui entraînerait la disparition de leur
gradient de concentration respectif. Or ,tel n’est pas le cas ;la pompe à sodium et à potassium
actionnée par l’ ATP éjecte 3 NA+ du cytoplasme en même temps qu’elle récupère 2 k+
1.4 Le potentiel de repos membranaire
Donc lorsque le neurone est au repos, les ions positifs et négatifs se répartissent de part et
d’autre de la membrane cellulaire de telle façon que le milieu extracellulaire soit positif, le
milieu intra cellulaire négatif. Il existe une différence de potentiel de -70 millivolts à moins 85
MV entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule.
Les modifications du potentiel membranaire par rapport au potentiel de repos peuvent
entraîner soit :
 une dépolarisation : l’intérieur de la membrane devient moins négatif, mais surtout
s’inverse.
 une hyperpolarisation ; l’extérieur de la membrane devient encore plus positif .
1.5 Potentiels gradués
Lorsqu’un neurone est stimulé (dépolarisation), un certain nombre de canaux sélectivement
perméable aux ions sodium s’ouvrent, permettant à ces ions sodium de pénétrer à l’intérieur
de l’axone et d’augmenter la dépolarisation due au stimulus .
Ce potentiel local est un potentiel gradué , c’est à dire que son amplitude augmente en
fonction de l’intensité du stimulus .
1-6 Potentiels d’action
Lorsque la cellule est stimulée de façon suffisante , la dépolarisation locale dans la zone
stimulée atteint un seuil critique appelée seuil d’excitation ; à partir de ce seuil la
dépolarisation de l’axone se poursuit sans stimulation supplémentaire , c’est le potentiel
d’action ou influx nerveux qui circule le long de l’axone . L’alternance de phénomènes de
membrane polarisation / dépolarisation assure la transmission de l’influx nerveux.
 La dépolarisation représente la réduction des potentiels transmenbranaires au-
dessous. du seuil -50mv, - 40- mv. La conséquence de ces phénomènes est une
modification de la perméabilité membranaire et une ouverture des canaux
sodique qui permet le passage des ions Na+.
Le potentiel membranaire devient rapidement positif ( +50mv, +40mv )
 La repolarisation : les canaux sodiques se referment vite, tandis que les canaux
potassiques s’ouvrent permettant la sortie des ions K en compensation de
l’afflux des ions sodés.
La sortie des ions potassium détermine un nouveau changement dans la
polarité de la membrane.
 Après le cycle polarisation/dépolarisation, la membrane neuronale rentre dans
la période réfractaire pendant laquelle la membrane ne peut souffrir aucune
modification de polarité.
 L’alternance dépolarisation / repolarisation permet la propagation de l’influx
nerveux.

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 Une fois que l’influx nerveux est déclenché, il se propage le long de la fibre
nerveuse à une vitesse et avec une amplitude caractéristique de chaque
neurone ; c’est la loi du tout ou rien
Les potentiels d’action sont indépendant de l’intensité du stimulus ; les potentiels
d’action produit par des stimulus intenses sont plus fréquent que des potentiels
d’action produits par des stimulus faibles mais leur amplitude n’est pas plus
grande.
D’une façon générale , plus l’axone est de gros calibre, plus le seuil d’excitation
est bas et plus la vitesse de conduction est grande ; notamment dans les fibres
myélinisés où les potentiels d’action sont produits qu’au niveau des nœuds de
Ranvier ( conduction saltatoire), alors que dans les fibres amyéliniques , les
potentiels d’action sont produits en vague tout le long de l’axone .
 La transmission de l’influx nerveux au niveau synaptique met en jeu les neuro-
médiateur.
Les propriétés du potentiel d’action
1. Le seuil de déclenchement
2. La loi du tout ou rien
3. La période réfractaire
4. la conduction
2 LA SYNAPSE
L’information (influx nerveux ) est transféré d’un neurone à l’autre par l’intermédiaire de
jonctions neuronales appelées synapses .
Neurone prèsynaptique…… » synapse »…neurone post synaptique .
Le neurone pré synaptique envoie les influx vers les synapse et émet de l’information. Le
neurone post synaptique reçoit de l’information et émet de l’activité électrique .
2.1 définition
La synapse est une zone de contact entre deux neurones ou entre un neurone et un autre type
de cellules ( musculaire ou glandulaire ). Dans cette zone existent des différences structurales
et fonctionnelles. L’activité de l’un peut entraîner l’excitation ou l’inhibition de l’autre.
 synapse électrique les membranes des deux cellules sont rapprochées l’influx nerveux
peut passer directement du neurone pré synaptique au neurone post synaptique. La
transmission est très rapide .Ce type de synapses sont localisées dans l’encéphale, le
muscle cardiaque et les muscles lisses.
 Synapse chimique. Les deux neurones sont séparés par une petite fente synaptique qui
empêche l’influx de passer directement ; cependant , l’influx nerveux déclenche la
libération d’une substance chimique , le neurotransmetteur , contenu dans les vésicules
synaptiques du neurone pré synaptique ; ces molécules traversent la fente synaptique
et se fixent sur les récepteurs du neurone post synaptique , ce qui aura pour effet de
déclencher un potentiel gradué dans ce neurone .
 2.2 Les différents types de synapses
 Synapse axono –dendritique= elles réunissent l’extrémité de l’axone d’un neurone aux
dendrites d’un autre neurone. ;ce sont les synapses les plus nombreuses.
 Synapses axono-somatique qui se trouvent situées sur le soma ou péricaryon
 Synapse axono- axonique qui permettent à un axone d’agir sur l’efficacité d’un autre
axone.
La majorité des ramifications des axones sont terminée par de petits renflements : Les boutons
synaptiques ou boutons terminaux. Les gros neurones en comportent des centaines. Chaque
neurone reçoit en moyenne des contacts de 100 neurones différends.

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2.3 Structure d’une synapse
1. L’élément pré-synaptique : il prend la forme du bouton synaptique. Il se caractérise
par la présence de vésicules synaptiques, petites sphères qui renferment de l’ordre de
dix mille molécules de médiateurs associées à des protéines. Dans les synapses
inhibitrices, les vésicules ont une forme aplatie.
2. La fente synaptique : espace qui sépare deux cellules et forme une cavité étroite. Elle
est souvent délimitée sur les bords par des astrocytes.
3. L’élément post-synaptique peut appartenir à une dendrite ou au péricaryon. Il se
caractérise par une membrane plasmique épaissie riche en éléments protéiques : les
récepteurs protéiques.
2.4 Les neuromédiateurs ou médiateurs chimiques ou neuro transmetteurs
Pour être considéré comme un neurotransmetteur, une molécule doit répondre à certains
nombre de critères :
 Etre synthétisé dans un neurone
 Etre stocké dans les vésicules synaptiques
 Etre libéré par L’arrivée d’un potentiel d’action
 Etre capable de se fixer sur des récepteurs post –synaptiques
 Agir sur le fonctionnement de l’élément post synaptique
 Etre rapidement, détruit après sa libération
2.5 Principaux neuro transmetteurs cf. tableau
En =résumé
La transmission des informations entre les neurones s’effectue par un processus
électrochimique.
L’influx nerveux c’est à dire l’activité neuronale se manifeste par des potentiels d’action
(PA), qui prennent naissance dans le corps cellulaire et se propagent le long de l’axone vers
les terminaisons axonales (bouton synaptique).
Un potentiel d’action arrive au niveau de la synapse, cela provoque la libération d’une
substance chimique = neurotransmetteur au niveau de la fente synaptique. Le médiateur
chimique est synthétisé et présent dans la fibre pré synaptique, libéré par l’arrivée de l’influx
nerveux ; il a une action élective et irréversible à très faible concentration sur la membrane
post synaptique. Ainsi les médiateurs, situés dans les vésicules synaptiques sont libérés en
grand nombre (200 à 5000 vésicules par synapse) et vont se fixer sur la membrane post
synaptique
(récepteurs spécifiques)
Ce neurotransmetteur induit une modification du passage de certains ions (Na+, K+, CL-) à
travers la membrane post synaptique et une modification de différence de potentiel entre
l’extérieur et l’intérieur de la membrane de ce neurone.
Si la synapse est inhibitrice, le neurotransmetteur provoque une augmentation de la polarité
du neurone appelée potentiel post-synaptique inhibiteur (PPSI)
La synapse est excitatrice, le neurotransmetteur entraîne une dépolarisation appelée potentiel
post- synaptique excitateur =PPSE.
Si ce dernier atteint un seuil suffisant il déclenche un nouveau potentiel d’action qui se
propage le long de l’axone du neurone post synaptique.
Voici comment s’effectue de neurone en neurone la propagation de l’influx nerveux.

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GROUPES
NEUROTRANS
METTEURS
SITE DE PRODUCTION
ACTION
Acétylcholine
Synthétisé dans les
vésicules synaptiques
Après sa libération
elle est dégradée en
acide acétique et en
choline par un
enzyme :
acétylcholinestérase
(AchE) dans la fente
synaptique
SNC : noyaux gris centraux
Neurones moteurs:
Encéphale
SNP
Jonction neuromusculaire du
muscle squelettique
Certaines synapses du SNA
Médiateur chimique des
nerfs cholinergique, à
savoir , les neurones qui
stimulent les muscles
squelettique, une grande
partie des neurones du
SNC
Et certains neurones du
SNA
Excitatrice
Inhibitrice selon le site
MONOAMIDES
ou amines biogènes
( neurotransmetteurs
synthétisés à partir
d’acides aminés )
Noradrénaline
Dans les synapse no
adrénergique
Procure également
une sensation de bien
être ;les
amphétamines
favorisent sa
libération.
La cocaïne bloque
son recaptage .
Adrénaline
Dopamine
Procure une
sensation de bien être
la L.Dopa et les
amphétamines
favorisent sa
‘libération .
La cocaïne bloque
son recaptage
Insuffisante dans la
maladie de
Parkinson, pourrait
intervenir dans la
pathogenèse de la
schizophrénie .
sérotonine =
5hydroxy-
tryptamine
Histamine
SNC :Tronc cérébral en particulier
la formation réticulée ; système
limbique ; certaines aires du cortex
cérébral.
SNA : certains neurones moteurs
autonomes terminaison post
ganglionnaire sympathique .
Certaines synapses du SNA
Certaines des hormones secrétées par la
médullosurrénale
SNC : substance noire du
mésencéphale ; hypothalamus
Principal neurotransmetteur de la
voie motrice secondaire (Noyaux
gris centraux Voies extra
pyramidales)
SNP :certains ganglions
sympathiques
Tronc cérébral ; hypothalamus ; système
limbique ,cervelet , corps pinéal, moelle
épinière
SNC hypothalamus
Excitatrice et inhibitrice
selon le site et le type de
récepteur.
Stimule les récepteurs
adrénergique ,elle fait suite à
la noradrénaline ,libérée par
les cellules de la médullo
surrénale dans la circulation
sanguine est considérée
comme une hormone plutôt que
un neurotransmetteur)
Excitatrice en général ;
peut être inhibitrice dans
les ganglions
sympathiques
Effets métabotropes
Inhibitrice en général
effet métabotrope
Egalement libéré par les
mastocytes au cous de
l’inflammation agit comme
un puissant vasodilatateur
.