psychophysiologie (1-6)

Dans le corps humain les cellules ne sont pas indépendantes, elles doivent communiquer pour le bon
fonctionnement de l’organisme.
Dans chaque communication, il y a une cellule émettrice et une cellule réceptrice
Il y a 4 grands types de communication entre les cellules.
La première tes la communication par contact. La cellule émettrice apporte à sa surface une
molécule signale et cette molécule signale entre en contact avec une autre molécule que l’on appelle
la cellule réceptrice ou récepteur
La communication paracrine. Cette fois ci les cellules ne se touchent pas mais elles sont très proches.
La cellule émettrice envoie un message aux autres cellules émettrices à travers le liquide
intracellulaire
Communication à longue distance.
La communication synaptique
La cellule émettrice est un neurone mais cellule réceptrice est d’une nature variable.
Le long de l’axone circule un potentiel électrique que l’on appelle le potentiel d’action. Ce potentiel à
l’avantage de circuler très très vite, chez l’homme la vitesse du potentiel est compris entre 50 et 100
mètres par seconde.
Lorsque le PA arrive au bout de l’axone, il libère un message chimique que l’on appelle le
neurotransmetteur. Ce neurotransmetteur va être reconnu par une molécule réceptrice situé a la
surface de la cellule réceptrice. La zone de réception de la cellule s’appelle une synapse. La
communication est la la fois, électrique et chimique.
La communication hormonale
La cellule endocrine libère une hormone qui est libéré dans le sang et le sang peut emmener cette
hormone très loin jusqu'aux cellules cibles. Ces cellules cibles sont équipées de récepteur spécifique
à cette hormone. Dans le sang, le message est transmis à la vitesse du sang (3-4 mètres par heure,
dans les plus petits de nos vaisseaux sanguin.)
Le neurotransmetteur est détruit assez rapidement, par contre les hormones mettent plus de temps
à être éliminer, ils sont éliminer par les reins, il faut plusieurs dizaines de minutes ou plusieurs heures
pour détruire une hormone, l’action des hormones est donc plus durables que les
neurotransmetteurs.
Dans la communication nerveuse, la cellule émettrice envoie le message au contact de la cellule
cible. Toutes les cellules reçoivent l’hormone, mais seules les cellules avec les protéines réceptrices
vont réagir à ces hormones.
La communication par neurotransmetteur, est comme le téléphone et les hormones, comme les
ondes radios.
Les différents types de synapses
Une synapse est une zone de contact entre un neurone et sa cellule cible. Le mot synapse a été
inventé au 19ème siècle par Sherrington. Ce mot vient du grec et signifie « qui connecte ».
Le fonctionnement du cerveau est essentiellement basé sur les synapses, par exemples les émotions.
Beaucoup de maladie psychique et neurologiques sont dues a un mauvais fonctionnement des
synapses. Pour soigner ses maladies on utilise des médicaments qui agissent au niveau des synapses.
Les drogues qui modifient le fonctionnement du cerveau, perturbent les synapses.
Il existe différent trois grand types de synapses en fonction de la nature de la cellule cible.
1. Les synapses inter neuronales : la cellule émettrice est un neurone et la réceptrice aussi, d’ou
son nom de neurone inter neuronale. Le neurone post synaptique peut provoquer une
excitation du neurone. C’est à dire que le neurotransmetteur fait naitre un potentiel d’action
dans le deuxième neurone Le deuxième neurone peut être au contraire inhibé, c’est à dire
que le neurotransmetteur inhibe la naissance d’un PA.
2. Le deuxième type est les neurones moteurs. Dans ce cas, la cellule cible est une cellule
musculaire. Un motoneurone peut être en contact avec plusieurs cellules musculaires.
On appelle unité motrice, l’ensemble des cellules musculaires reliées à un seul motoneurone.
On appelle la synapse de la cellule musculaire, une plaque motrice.
Les synapses neuroglandulaires. La première cellule est un neurone et la seconde est une
cellule glandulaire. Ces cellules se réunissent pour former des glandes.
Les glandes exocrines, sont des glandes qui libèrent leur produit de sécrétion à l’extérieur du
corps
Les glandes libère leur produit à l’extérieur du corps : ex les glandes salivaires.
Les glandes endocrines, libère leur produit dans le corps, dans le sang. Les glandes
produisent des sécrétions.
Nature chimique de la transmission neuromusculaire.
Hypothèses
Ont utilise une stimulateur pour faire naitre des PA. Celles ci vont circuler le long du nerf et on va
pouvoir détecter ces PA, grâce à des électrodes placées sur le muscles, et on regarde avec un
oscilloscope .
Le PA nerveux est responsable du PA musculaire, et le PA musculaire provoque la contraction.
Comment le PA nerveux déclenche le PA musculaire ?
Pour certains, la transmission entre le nerf est le muscle est purement electrique. Leur principale
argument était que la transmission se fait rapidement.
Pour d’autres, la transmission était chimique. Il est possible de provoquer la contraction du muscle
en posant de la nicotine dessus.
C’est la deuxième école qui avait raison, c’est donc une transmission chimique
Donné structurale
Donnés sur la jonction entre le nerf et le muscle.
En 1950, on a créé un microscope électronique. Celui ci permet d’obtenir des grossissements
extrêmement puissants. Il existe plusieurs types de microscopes. Le microscope électronique à
balayage, qui permet de voir les reliefs.
Les neurones sont recouvert d’une gaine protectrice de myéline, ce qui permet de les isoler les un,
les autres. Les gaines permettent aussi d’augmenter la vitesse de propagation du PA.
Dans la zone de contact, il n’y a plus de myéline. La zone de contact est le synonyme de la plaque
motrice ou encore jonction neuromusculaire. Dans cette zone l’axone se ramifie et ces ramifications
portent des renflements, les boutons synaptiques qui sont en contact avec la zone musculaire.
La microscope électronique à transition permet de faire des coupes très fines
Dans une plaque motrice, il y a trois types de cellule.
Tout d’abord la cellule de Schwann (cellule gliale), qui protège la synapse.
L’axone, ou plutôt sa terminaison que l’on appelle bouton synaptique. A l’intérieur du bouton, il y a
des vésicules synaptiques. Elles font penser à des cellules de sécrétions. En effet, elles contiennent
des substances pouvant être libérés (le neurotransmetteur). On voit également à l’intérieur des
mitochondries. Ces Mitochondries, fournissent l’énergie et les sécrétions demandent beaucoup
d’énergie.
La fente synaptique est une fente qui empêche le PA de passer directement au muscle. La fente n’est
pas totalement vide, on y trouve un matériel fibreux qui s’appelle la lame basale (mais c’est un
détail).
Données pharmacologiques
La nicotine a la même action que le nerf
Avec du curare, on provoque une stimulation et en même temps on dépose du curare sur le nerf
moteur pour provoquer une paralysie. Mais cela n’empêche pas la contraction. Il est aussi inefficace
si on le pose n’ importe où sur le muscle. Cependant si on met le curare sur la zone de liaison entre le
nerf et les muscles.
Donnés électrophysiologiques
La transmission est unidirectionnelle, c’est à dire qu’elle peut se faire du nerf au muscle mais pas du
muscle au nerf
Les cinq critères des neurotransmetteurs
Critère 1 la substance doit être présente dans le neurone présynaptique
Critère 2 les précurseurs et les enzymes de synthèse doivent être présent dans le neurone
présynaptique
Critère 3 la stimulation des afférences (nerf moteur doit induire la libération de la subsantce
candidate
Critère 4 existence d’un mécanisme d’inactivation ou d’élimination rapide
La substance doit exercer la même action sur les récepteurs postsynaptiques qu’elle soit libérée de
façon physiologique ou appliqué expérimentalement
Henry Dale a travaillé sur l’ergot de seigle (un parasite) il en a extrait différentes substances.
Il a réussit a extraire l’acétylecholine, et il a pu montrer que cette molécule est aussi présente dans le
corps humain et il a fait un certain nombre d’expériences.
Après stimulation répétée du nerf moteur, dans l’ACh est détectée dans le sang à la sortie du muscle.
La stimulation directe du muscle ne libère pas d’ACh (cela correspond au critère 3)
L’injection d’ACh dans l’artère afférente d’un muscle provoque la contraction de ce muscle. Ceci peut
être reproduit in Vitro sur le muscle isolé. Le dépôt d’ACh au niveau de la jonction neuromusculaire
provoque une contraction brève. Aucun effet n’est observé si le dépôt se fait loin de la jonction
neuromusculaire
Le dépôt d’ACh au niveau de la jonction neuromusculaire provoque une contraction prolongée si la
goutte déposée continent de l’ésérine empêche l’inactivation de l’ACh
Potentiel e la plaque motrice et du potentiel d’ACh
On stimule le nerf en même temps on va piquer le nerf avec une électrode
Le PA musculaire est précédé par un autre potentiel que l’on appelle le potentiel de plaque motrice
(PPM)
Le neurotransmetteur fait naitre le PPM
En déposant de l’ACh sur la liaison nerf muscle, cela provoque un potentiel que l’on appelle,
potentiel d’ACH. Celui ci ressemble exactement au PPM. Cela vérifie donc que l’ACh a le même effet
physiologique que le neurotransmetteur
Synthèse et stockage de l’ACh
Utilisation d’un poisson ; la torpille, ce poisson se défend en envoyant des décharges électriques
grâce à un organe électrique (c’est un muscle transformé) bourré de synapse
On broit l’organe électrique et on sépare les différents éléments. On obtient des boutons
synaptiques isolés : les synaptosomes
En plaçant les synaptosomes dans l’eau pure, ils éclatent
Les chercheurs ont découvert que la membrane présynaptique transporteur de choline, capable de
faire entrer de la choline dans le bouton. Ce transporteur fait entrer simultanément de la choline et
du sodium
Ceci est possible car des terminaisons il y a un enzime ; la chonéatransférase.
La choline va devenir très concentrée à l’intérieur des vésicules.
Il existe une pompe à proton qui grace à l’énergie de l’atp fait entrer des protons dans les vésicules.
Ces protons vont ressortir et être échangés contre de l’acétinecholine
Il existe donc dans les boutons présynaptiques tout ce qu’il faut pour transporter et stocker l’ACH
Transporteur de choline
Enzime de synthèse Chat
Transporteur d’ACh
Inactivation de l’ACh par la cholinestérase
La cholinestérase est une enzyme
Il existe deux formes de cholinestérase
 La forme A (allongé avec des têtes globuleuse. la queue allongée sert à fixer l’enzine à la lame
basale. Les têtes servent à détruire l’ACh
et la forme G (globuleuse) collé à la surface de la membrane pré synaptique et on en trouve aussi au
niveau de la membrane post synaptique
L’ésérine bloque la cholinestérase. si cela se produit l’ACh pourra agir plus longtemps.
La dégradation de l’ACh donne de la choline et de l’acétate.
La choline peut être réutilisée, peut de nouveau être pompée.
la blocage de la cholinestérase provoque des convulsions musculaires
Conclusion, l’ACh est bien le neurotransmetteur libéré par les nerfs moteurs au contact du muscle
Origine de l’ACh libérée dans le fente synaptique
est ce de l’ACh vésiculaire ou cytoplasmique qui est libéré dans la fente synaptique ?
au niveau de la membrane pré synaptique existent des particules qui sont alignées. on a pu
démontrer que ces particules sont des canaux perméables au calcium
Quand on stimule le nerf moteur on voit apparaître des trous dans la membrane qui correspondent
aux sites de la libération de l’ACH, ce sont les endroit ou les vésicules viennent s’ouvrir dans la
membrane.
On remarque que quand les vésicules fusionnent avec la membrane présynaptique, cela augmente la
surface de la membrane ? pour empecher que la surface n’augmente, il y a un mécanisme de
compensation (endocytose)
exocytose ; libération de l’ACH par la fusion des vésicules et de la membrane.
L’endocytose est le phénomène inverse de l’exocytose.
Comment distinguer une molécule d’exocytose et une molécule d’endocytose ? Les vésicules
d’endocytose on un aspect sombre. C’est parce qu’elles ont un manteau formée d’une protéine
appelé la clathrine. on appelle cette vésicule une vésicule mantelé.
la vésicule perd son manteau et fusion avec des citernes intracellulaires ou endozomes
a partir des endozomes , peuvent bourgeonner des nouvelles vésicules qui vont devenir des vésicules
synaptiques, au départ elles sont vides puis qui se chargent en ACh
les vésicules ne sont pas libérés tout le temps, l’ACh n’est libéré que lorsqu’un PA arrive.
libération de l’ACh : rôle de la dépolarisation et du calcium
on a pris des synaptosomes chargés en ACh radioactive. L’ACh libéré va finir dans des tubes ou l’on
peut doser la présence ou non d’ACh.
Liquide physiologique, on ne retrouve pas d’ACh.
KCI si les synaptomes sont baignés dans du KCl, il y a libération d’ACh. l’effet du KCl : un synaptosome
est chargé, comme tout cellule, électriquement, si dans le bain, on ajoute du KCl, la mébrane étant
perméable au potassium (qui est chargé positivement) Avec l’entrée d’ion +, la membrane se
dépolarise. C’est la dépolarisation qui permet la libération d’ACh.
si on ajoute du calcium au Kcl, la libération est encore plus forte
pour que le calcium entre, il faut dépolariser la membrane. Le KCl provoque une dépolarisation et la
dépolarisation fait entrer du calcium dans les synaptosomes.
la libération de l’ACh se fait grâce au PA nerveux qui atteint les terminaisons pré synaptiques
Mécanismes moléculaires de la libération de l’ACh
a la surface des molécules synapatiques, existe des protéines snare. Il en existe également à la
surface des membranes présynaptiques.
 les V snare sont placés sur les vésicules
 les T snare sont placés sur les vésicules synaptiques.
les T snare sont la cible des protéines V snare. les vésicules synatiques, s’accrochent aux vésicules
synatiques à cause des protéines SNARE qui s’accrochent les unes aux autres.
les canaux calciques sont aussi capable de s’accrocher aux protéines SNARE. cette proximité facilite
l’exocytose.
les vésicules synaptiques ainsi attachées à la membrane sont appelés vésicules synaptiques
amarrées. quand les canaux calciques sont ouvert, ce
le calcium va se fixer sur une protéine SNARE. le calcium provoque un mouvement des protéines qui
s’enroules les unes autours des autres et grâce à cette entortillement les molécules se déplace et
abouti à une fusion avec la vésicule.
il existe un poison appelé la toxine botulique prduit par certaines bactéries qu’on trouve dans les
aliments avariées. la toxine provoque la mort par paralysie des muscles respiratoire.
On a découvert récemment que la toxine botulique est un ciseau moléculaire qui coupe les
molécules SNARE. Si les protéines ne fonctionnement plus, il n’y a pus de production d’ACh, or c’est
L’ACh qui provoque la contraction des muscles, ils seront paralysés.
Les médecins utilisent cette toxine notamment en chirurgie plastique pour paralyser les muscles aux
coin des yeux.
Vésicules de libération et vésicules de réserve.
Seuls les véhicules amarrés participent à l’exocytose.
Les vésicules non amarrés sont les vésicules de réservent, elles sont reliées les unes aux autres par un
réseau de filaments.
Quand le calcium entre, il provoque l’exocytose à partir des vésicules amarrées, il a aussi pour
fonction de détacher les vésicules de réserve, une fois libre, elles peuvent venir s’amarrer à la
membrane et devenir des vésicules de libération
Essentiel à savoir
fig 25
1. fait entrer de la choline dans la terminaison pré synaptique
2. grâce à la cholineacétyltransférase, une partie de l’ACh reste dans le cytoplasme
8. provoque l’ouverture des canaux
l’ACh provoque le PPM (potentiel d’action musculaire) et pas directement le potentiel d ‘action.
Pour étudier le PPM, il faut supprimer le PA et pour cela il y a le curare
Première propriété en augmentant la dose de curare, ie PPM diminue jusqu'à disparaître. Cela nous
montre que le PPM est un phénomène d’amplitude variable alors que le PA est un phénomène en
« tout ou rien »
Deuxième propriété, avec deux PPM s’additionne en faisant deux stimulations rapprochées : la
sommation des PPM. Ce phénomène n’existe pas avec les PA.
le PPM est un phénomène locale alors que le PA est propagé
II mécanismes ioniques du PPM
Notion de plaque d’équilibre
Le ppm est un dépolarisations de la membrane post synaptique
Comme toute dépolarisation le PPM est provoqué par un mouvement d’ions
Quels sont les ions responsables du PPM ?
Notion de potentiel d’équilibre d’un ion
Potentiel d’équilibre d’un ion sodium.
Au repos il existe une différencre de potentile entre l’intérieur et l’extérieur de la membrane. Cette
différence est de -90 millivolt. C’est le potentiel de repos.
Le gradiant de concentration c’est la
Sous l’effet du gradian, le sodium va avoir tendance à entrer, seulement au repos les canaux ioniques
sont fermés et donc le sodium ne rentre pas.
Le sodium (positif) va être attiré par l’intérieur négatif)
La stimulation électrique vont ouvrir les canaux sodiques. Le sodium peut donc entrer. L’entré de
sodium provoque une dépolarisation de la cellule. La cellule devient moins négative.
Puisque le potentiel se rapproche de zéro, le gardian électrique diminue pour finir par ne plus en
avoir. Au bout d’un certain temps et à cause du gradian de concentration, la membrane devient
positive.
Le potentil d’équilibre du sodium c’est l’état dans lequel il n’y a plus d’entré sodium. Car les forces
s’équilibrent.
Le PPM a un aspect différent selon le potentiel de membrane de la cellule musculaire (VM)
Quand VM = -15 millivolt, le PPM s’annule et s’inverse.c’est le potentiel d’inversion du PPM
L’ACh ouvre des canaux à la fois accessible au sodium et au potassium
Ce sont des canaux cationiques non sélectifs.
A -15 autant de sodium entrent que de potatium sortent.
Il y a plus de sodium qui entre que de potentils qui sortent
Du PPM au PA musculaire.
A la suite du ppa on va observer un PA musculaire. Les mécanismes ionique du PPM ne sont pas les
même que celle des PA
Les canaux soniques s’ouvrent sous l’effet du PA
Il y a les canaux chimio-dépendant qui sont ouvert pas l’ACh. Ces du PA, sont potentiel différent.
La repolarisation est du à l’ouverture de canaux potassiques.
Récepteurs post synaptiques de l’ACh.
Il y a deux hyppothèses. L’ACh se fixe sur un récepteur qui est en même temps un canal (récepteur =
canal)
L’ACh se fixe d’abord sur un récepteur qui ouvre le canal (récepteur =/= canal)
L’alpha bungarotoxine. Se poison se fixe sur les récepteurs de l’ACh. Et de les bloquer.
On détache les récepteurs et on les récupère dans des tubes. On obtient donc des récpetur purifiés .
on s’aperçoit que le récepteur est composé deplusieurs récepteur (alpha, beta, gamma, delta). Il y a
un trou au millieu du récepteur, c’est un canal, c’est donc la première hypothèse qui était bonne.
La nicotine peut très bien prendre la place de l’ACh et il aura les même effets. On parle de récepteur
nicotiniques.
Les protéines sont des enchainement d’acides aminés. Les acides aminés ne sont pas dans n’importe
quel ordre, on appelle cela une séquence.
Chaque unité comprend 4 hélinces membranaires, reliés par des petites boucles.
On les appelle, M1, M2, M3 et M4. Il une grand boucle entre M4 et M3, la grande boucle
intracellulaire. Toute ces sous unitiés sont construites sur le même modèle. il y a donc 20 hélices
membranaire par protéine.
Les bords du canals sont formés par les cinq hélices M2
Les récepteurs sont capables de supporter plusieurs substances
Agoniste est une molécule qui se fixe sur le récepteur en prenant la place du neurotransmetteur
normal. Il a le même effet, il ouvre le canal
La transmission synaptique dans les systèmes végétatifs
Dans le système nerveux on va distinguer le système nerveux central (cerveau plus moelle épinière)
et le système nerveux périphérique, qui est principalement composé de nerf et de ganglions. Ils
servent à la communication avec le cerveau et la moelle épinière
Ce SNP peut être divisé en deux parties
 le système nerveux somatique assure la commande des muscles squelettiques. Ils véhiculent
les informations provenant de la peau et les muscles vers les SNC. C’est le système qui
permet les mouvements volontaires.
 Le système nerveux autonome (ou automatique). On l’appelle aussi système nerveux
végétatif.
Ce système nerveux autonome commande les organes internes, c’est à dire les viscères.
Ce système nerveux autonome peut être sub
Système orthosympathique
Système parasympathique
L’orthosympathique commande les organes durant les périodes de stress alors que le
parasympathique intervient durant les périodes de repos
Si l’individu perçoit un danger, c’est le système orthosympathique. Il envoie un message d’urgences
aux organes internes pour faires faces à la situation
1) L’innervation et son rôle physiologique.
L’automatisme cardiaque
Le cœur peut fonctionner tout seul, on absence de lien avec le système nerveux. Il est possible de
sortir du cœur, et celui ci continu encore de battre.
Si le cœur bas de lui même c’est qu’il existe un ou plusieurs centres d’automatismes
(voir schéma)
La zone sinusale émet d’elle même des potentiels d’actions qui se propagent dans le reste du cœur.
Les PA vont être suivis d’une contraction.
Le nœud septal peut remplacer le nœud sinusal si celui ci ne fonctionne plus.
La double innervation cardiaque
Innervation parasympathique.
Cette innervation est composé par le nerf vague ou le nerf X(10), ou le nerf pneumogastrique. Ces
deux nerfs vagues naissent dans le bulbe rachidien. Le nerf vague se termine à proximité du cœur
dans un ganglion. Dans ces ganglions, il y a des synapses avec des neurones très couts
Il y a un neurone long suivit d’un neurone court
Le long s’appelle neurone préganglionnaire et le court, neurone post ganglionnaire
Innervation orthosympathique
Le premier neurone est court. Il part de la moelle épinière et se termine dans un ganglion qui fait
parti de la chaine de ganglions para-vertébraux. On a un neurone orthosympathique qui innerve le
cœur et les autres organes.
Les effets de la stimulation du nerf cardiaque.
On peut stimuler les nerfs électriquement. Quand on stimule les nerfs orthosympathiques, les nerfs
battent plus vite et les battements du cœur sont plus fort.
Si on stimule les nerfs parasympathiques, le cœur ne bat presque plus.
Les effets pharmacologiques
Expérience de Lewi
Cette expérience a montré que les nerf libéraient des substances.
Il utilise deux cœurs de grenouille, qu’il isolent. Il battent normalement. Seul l’un des cœurs est
transfusé, et ce cœurs tranfusent l’autre cœur.
On stimule le nerf vague du cœur a de façon répété. Le cœur ralenti et s’arrête même. On remarque
que les cœurs s’arrêtent également alors que
l’on n’a pas stimulé son nerf. Si le cœur B s’arrête cela signifie que le liquide de perfusion contient
une substance capable d’arrêter le cœur. Le nerf vague du cœur A à libérer une substance qui a agis
sur le nerf B, il l’a appelé la substance vagale.
Dans le cas du cœur l’ACh n’est pas excitatrice, elle est inhibitrice dans ce cas. C’est possible car l’ACh
agit sur deux types de récepteur.
2) neurotransmetteur et récepteurs des voies sympathiques
Figure 4, poly 2 A CONNAÎTRE PAR CŒUR
Le parasympathique est composé de deux neurones, un long et un cours. Le premier libère de l’ACh
et cet ACh agit sur des récepteurs nicotiniques qui se trouvent à la surface du neurone post
ganglionnaire. Le second neurone libère lui aussi de L’ACh. A la surface du cœur, il existe non pas des
récepteurs nicotiniques mais des récepteurs muscariniques. L’agoniste du cœur n’est pas l’ACh mais
la muscarine.
Le premier neurone libère de l’ACh qui agit sur des récepteurs nicotiniques du neurone post
ganglionnaire. Le deuxième neurone libère la Noradrénalye qui agit sur des récepteurs
noradrénalgiques. Dans le cas du cœur il s’agit de récepteurs de type Beta (il en existe des Alpha)
La noradrénaline est voisine de l’adrénaline qui est une hormone. L’adrénaline est libérée par la
glande surrénale qui est situé au dessus des reins. Ces glandes contiennent des cellules chromaffine
(qui sont bourrés d’adrénalines)
Les neurones orthosympathiques préganglionnaires commandent les cellules chromaffines qui
libèrent de l’adrénaline
Les cellules chromaffines sont l’équivalent des neurones orthosympathique post ganglionnaire.
L’adrénaline fait durer les effets de la noradrénaline
Les deux systèmes agissent en permanences au niveau du cœur, mais l’un va prédominer par rapport
à l’autre selon les circonstances. En période de repos, il y a d’avantage d’ACH libéré que de
Noradrénaline, le cœur va donc battre lentement. Au contraire en cas de stress, il y aura plus des
noradrénalines et la fréquence cardiaque sera élevée.
3) Base moléculaire des effets de l’ACh et de la noradrénaline.
Récepteur métabotropes et protéines G ;
Les récepteurs de l’ACh et de la noradrénaline sont appelés des récepteurs métabotropes (ils n’ont
pas de canaux)
Un récepteur métabotropes contient toujours sept domaines transmembranaires reliés par des
petites boucles du coté extracellulaire mais aussi du coté intra cellulaire.
Les récepteurs Métabotropes fixes une cellule de neurotransmetteur contrairement aux récepteurs
ionotropes qui en fixent deux.
C’est n’est pas parce que le métabotrope n’a pas de canal qu’il ne peut pas en ouvrir
Quand un neurotransmetteur arrive, récepteurs s’active et active à son tour une protéine G qui se
trouve sous la membrane.
Cette protéines est composé de trois parties (alpha, beta et gamma) on les appelle des protéines G
trimériques
La protéine G activé, va ouvrir un canal membranaire
Deuxième possibilité. Le récepteur active une protéine G qui n’agit pas directement sur le canal. La
protéine G va permettre la création d’un messager dans le cytoplasme qui va ensuite ouvrir le canal
en se fixant dessus
Les récepteurs métabotropes sont également appelés RCPG (récepteurs couplés aux protéines G)
Comment l’ACh ralenti le cœur.
Le nœud sinusal met spontanément des PA. A la surface du muscle cardiaque récepteur
muscariniques quand l’ACH s’y fixe. Cela active une protéine G
La protéine G activé va se divisé en deux parties. La partie Alpha et d’autre part le dimère Betagamma. Ce dimère va se fixer à un canal potassique. La gradient de concentration explique que ions
potassiums vont sortir de la cellule. La sortie des ions provoque une négativisation de la cellule. On
appelle cela une hyperpolarisation.
Les potentiels d’actions sont déclenchés a partir de -40 millivolts. Et la cellule ce retrouve a -80, cela
diminue la fréquence des PA.
Un effet chronotropes négatifs, et un effet de ralentissement du cœur.
Le cas de la Noradrénaline.
La noradrénalique vas se fixer sur les récepteurs noradrénaliques Beta. Une fois le récepteur activé, il
agit sur une protéine G. elle se scinde en deux parties. Alpha d’un coté et Beta-gamma de l’autre. La
sous unité alpha, va venir activer une enzyme membranaire, l’adénylate cyclase qui transforme l’ADP
en AMC (messager intracellulaire). L’AMP cyclique va se fixer sur le canal sodique. Une fois le canal
ouvert, le sodium va rentrer dans la cellule et par conséquent la membrane va se dépolariser. Donc
on se rapproche du seuil d’activation des PA, le seuil sera atteint plus rapidement et donc le cœurs va
battre plus vite.
Hyperpolarise les cellules cardiaque, d’ou le ralentissement du rythme, alors que la noradrénaline
dépolarise les cellules cardiaques d’ou une accélération du rythme cardiaque
Remarque : voir figure 10
Une molécule de noradrénaline se fixe sur un récepteur beta qui va activer plusieurs protéines G.
chaque protéine G est capable à son tour d’activer de très nombreuse molécules L’AMPc cyclique.
L’AMPc est aussi capable d’activer la PKA (enzyme). Chaque molécule de PKA est capable de
phosphoriser les canaux. Quand les canaux sont phosphorilés, ils s’ouvrent d’avantage et laissent
passé d’avantages d’ions. Il n’y a pas besoin de beaucoup de noradrénaline pour avoir de nombreux
canaux ioniques ouverts.
Les autres effets physiologiques de l’orthosympathique et du parasympathique (FIG 11)
En cas de danger, deux possibilités, soit on se bat, soit on fuit. L’orthosympathique va favoriser le
fonctionnement des muscles squelettiques. La noradrénaline est capable de modifier le diamètre des
vaisseaux sanguins qui se trouvent dans les muscles squelettiques. Par contre les vaisseaux au niveau
de la peau et du tube digestif diminuent. L’orthosympathique agit sur le cerveau et favorise
l’attention et donc l’apprentissage
Le parasympathique est activés durant les périodes de repos.
Dans le cerveau il existe deux grands types de synapses, les chimiques et les électriques (95% de
chimiques)
Les synapses axo-axoniques servent à moduler la diffusion chimique de la synapse.
Il y a une fente synaptique qui sépare le neurone pré et pot synaptique.
On trouve toujours des
Des vésicules au niveau présynaptique
Des récepteurs membranaires post synaptiques.
2) les synapses électriques






La fente synaptique est quasiment inexistante, elle est très étroite
Absence de vésicules synaptiques
Donc absence de neurotransmetteurs
La synapse électrique est formée d’une juxtaposition de canaux.
Chaque canal est en fait formé de deux demi canaux.
o Un demi canal est appelé connexion
o Il est formé de six molécules de connexines
Si les ions passent, les PA peuvent passer également.

Les synapses électriques permettent aux PA de passer aux neurones électriques très
facilement.
Dans les neurones chimiques la communication est unidirectionnelle alors que dans les synapses
électriques, elle est bidirectionnelle
Délai synaptique = temps entre le PA pré et post synaptique.
Cas particuliers : les synapses chimiques réciproques. C’est une exception à la règle qui dit que les
synapses chimiques sont unidirectionnelles.
Les synapses mixtes. Dans quelques cas, les synapses sont chimiques et électriques.
Sur le plan fonctionnel, les synapses peuvent être soit chimiques soit inhibitrices.
Dans les synapses excitatrices, le neurotransmetteur est en général le glutamate (acide aminé).
Lorsque de glutamate se fixe sur des récepteurs cela provoque une entré de ions sodium.
Les synapses inhibitrices, ont le GABA (acide Gamma aminobutyrique) pour neurotransmetteur. Cela
entraine la libération d’ions chlorure.
Les deux types de synapses diffèrent par la nature de leur neurotransmetteur mais aussi par la
nature d’ions au niveau post synaptique.
Si des ions sodiums entre dans l’épine, l’intérieur de la cellule poste synaptique devient moins négatif
(dépolarisation). Cette faible dépolarisation est appelé PPSE (potentiel post synaptique excitateur).
Le PPSE permet au neurone de se rapprocher du seuil d’excitation
Dans le cas de la synapse inhibitrice, l’interrieur de la cellule post synaptique devient un peu plus
positif. Il y a donc une hyperpolarisation. On appelle cela un PPSI (potentiel post synaptique
inhibiteur)
Somation temporelle et spatiale, notion d’intégration synaptique.
Dans le cerveau la transmission n’es tpas toujours efficace. Un PA présynaptique, ne donne pas
forcement un PA post synaptique. Cela donne un PPSE, mais celui ci ne suffit pas à donner PA post
synaptique. Il va donc falloir additionner les PPSE
La somation spatiale : la somation de plusieurs PPSE générés simultanément au niveau de plusieurs
synapses
La somation temporele : somation de PPSE généré au niveau d’une seule synapse lorsque ces PPSE se
répètent rapidement au cours du temps
Chaque neurone fait en permanence la somme algébrique des PPSE et des PPSI et c’est que l’on
apelle l’intégration synaptique. C’est la capacité d’un neurone à faire ce calcul algébrique des PPSE et
des PPSI
Importance de la localisation des synapses.
L’influence d’une synapse dépend de sa localisation sur le neurone. Les PA ne naissent pas n’importe
où dans un neurone. Les PA naissent dans une zone que l’on appelle, site d’initiation des PA qui se
situe juste après le corps cellulaire.
Introduction
Notions sur des pathologies liées à des anomalies du système nerveux central (SNC) et/ou
périphériques (SNP)
Savoir expliquer…
Le cerveau : la plus complexe structure produite par l’évolution du vivant
Facultés confèrent sa spécificité à l’homme :
 Conscience
 Intelligence
 Usage du langage
 Mémoire
 Émotions
 …
D’aborde comprendre l’organisation et l’activité physiologiques normale du système nerveux
Produit de l’évolution, notre cerveau est construit par un ensemble de gènes qui vont déterminer de
nombreuses propriétés
Maladies neurodégénératives : l’élévation de l’espérance de vie à fait apparaître ces maladies
Dysfonctionnement cérébraux héréditaires
Pathologies comportementales ou psychiatriques (mutations sociétales)
Pathologies du système nerveux
Pathologies dégénératives : démences séniles, maladie d’Alzheimer, Sclérose en plaque, maladie de
Parkinson
Dépression
Épilepsie
Schizophrénie
Pathologies traumatiques (crânien, spinal)
Pathologies vasculaires (AVC –Hémorragie cérébrales)
Encéphalopathie spongiforme subaigües transmissibles (prion)
Tumeurs du cerveau
Maladie bactérienne (lyme) – virale (herpès)
Pathologies toxiques : alcool, drogue
Maladie d’Alzheimer : Maladie dégénérative progressive du cerveau entrainant la sénilité et la
démence. Caractérisée par des pertes de mémoire, des troubles de jugement et de raisonnement.
Maladie de Parkinson : maladie dégénérative du cerveau se traduisant par des difficultés de
déclenchement du mouvement volontaire.
Schizophrénie : Maladie psychotique grave caractérisée par des hallucinations, des idées délirantes
et un comportement étrange.
Dépression trouble sévère de l’humeur caractérisée par l’insomnie, la perte d’appétit et un
sentiment de découragement
Pathologies nées du dérèglement du fonctionnement cérébral ; nul doute que les variations
génétiques ténues et invisibles ainsi réaffirmées par la biologie. Les perturbations comportementales
ou psychiatriques des individus s’expliquent le plus souvent par des anomalies biochimiques ou
structurales du SNC
Mais la prédisposition à une maladie, comme la réponse à un traitement médicamenteux, tient à des
variations relativement simples sur très peu de gènes. Alors que les capacités cognitives reposent,
elles sur une équilibre extraordinairement subtil entre l’inné et l’acquis. Équilibre dont nous ne
savons aujourd’hui presque rien
Innée et acquis (responsabilité des gènes et/ou du milieu de vie)
Facteurs héréditaires dans les maladies mentales ; identifier d’éventuelles anomalies du code
génétique responsable des manifestations cliniques des troubles mentaux. Plusieurs gènes
impliqués : psychose maniaco-dépressive, trouble obsessif compulsif et schizophrénie
Facteurs psychosociaux et environnementaux : type de relations sociales, les perceptions et la
personnalité de chaque sujet. Résultat de l’expérience, de l’apprentissage individuel englobant les
comportements complexes, la faculté de raisonnement, le vécu émotionnel et les perceptions
(cognition)
Les facteurs environnementaux jouent un rôle majeur dans la complexité de l’élaboration de la
personnalité et certaines données moléculaires doivent être interprétées avec prudences (caractère
préliminaires et controversée de certaines données : homosexualité masculine)
Le danger d’une interprétation simpliste est de limiter l’inné à ce qui se conçoit avant la naissance et
l’acquis à ce qui influence l’individu au cours de sa vie. Or un individu es constitué de matière et
constante évolution, depuis sa conception, sous l’influence de l’effet tant des gènes que de
l’environnement. Ces deux effets interagissent précocement, et de manière ç se modifier
mutuellement d’une manière dynamique.
Le comportement, l’apprentissage et les facteurs psychosociaux ont aussi le pouvoir de modifier
l’expression dès gènes, et donc de modifier la fonction des cellules
Dilemme éthique (récupération à des idéologiques de hiérarchisation)
Traitement par la voie psychothérapeutique et/ou médicamenteuse ?
Prévalence (nombre de personnes atteintes d’une certaine maladie à un moment donné dans une
population donnée) et facteurs de risque (caractéristique liée à une personne, à son environnement,
sa culture ou son mode de vie qui entraine pour elle une probabilité plus élevée de développer une
maladie)
Les neurosciences aujourd’hui
Approche la plus classique : approche réductionniste
Niveau d’analyse :
 Neurobiologie moléculaire
 Neurobiologie cellulaire
 Neurosciences intégrées
 Neurosciences comportementales
 Neurosciences cognitives
Les chercheurs en neurosciences fondamentales (méthodologie) : dans l’histoire des neurosciences,
la valeur heuristique de la technologie fut considérable
Neuroanatomie
Neurophysiologiques
Neuropharmacologiste
Biologie moléculaire
Neuroscientifique (informaticien)
Neurobiologiste du comportement
Neurochimiste
Ethologiste
Psychobiologiste
Psychophysicien
Expérimentation animale en neurosciences : neuropharmacologie
De l’escargot au singe
Choix de l’espèce en fonction du processus étudié
Souris et rat : >50% des animaux utilisés (mutants et OGM)
Protection des animaux : notion juridique de l’animal comme être sensible (« vertébré »)
Règle des 3R : Reduce, Refine, Remplace « responsabiliser)
C’est le mode de communication entre les neurones de notre SNC. Elle se fait entre deux neurones
dans des sites spécialisés. Les deux neurones ne sont pas jointifs. Une faible espace les sépare et les
échanges d’information se font sur des petits espaces (on considère 1000 synapses entre chaques
neurones. On a 1000 synapses sur chaque neurone
C’est une communication chimique
Neurotransmetteur
Neuromodulateurs
Neurohormones
Les neurones utilisent un mode de transmission très rapide. Le SN va servir à analyser l’… suite à
l’analyse il y aura une réaction. Dans un neurone on distingue le corps cellulaire avec son noyau et les
dendritiques le cours cellulaire analyse et intègre les signaux synaptique et des PA vont apparaitre à
une fréquence qui varie. Les PA progressent à travers l’axone et libèrent des NT à l’arrivé la quantité
de molécule libérées dépende de la fréquence des PA
Neurotransmetteur
Substance chimique, fabriquée par l’organisme et permettant aux neurones de transmettre l’influx
nerveux entre elles ou entre un neurone et une autre variété de cellules de l’organisme (muscles,
glandes)
Les neurotransmetteurs constituent donc le langage du système nerveux. La colère, la faim, la
douleur, la motricité, le sommeil, mais également la pensée, la réflexion sont des résultat de l’action
de ces modèles de communication
Le concept de la transmission chimique entre deux celllules implique l’existence d’au moins deux
éléments
Neurotransmetteur : aspect pré synaptique
Récepteur : protéine transmembranaire : aspect post synaptique
Le neurotransmetteur est un peu comme une clé. Si sa forme est la bonne, le neurone suivant (ici la
serrure) alors il produira un effet dans celui ci
On dénombre au total plus de 1000 molécules à effet biologique, dont plus de 60 sont des
neurotransmetteurs. Parmi les plus connus
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L’acétylcholine
L’adrénaline
La noradrénaline
La dopamine
La sérotonine
L’acide gamma-aminobutyrique (GABA)
Les endorphines
Les enképhalines
Pour être considéré comme un neurotransmetteur, une molécule doit répondre à plusieurs critères
Elle doit être produite à l’intérieur d’un neurone, retrouvée dans ses boutons terminaux
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Relâchées à l’arrivée d’un potentiel d’action
Doit produire un effet sur le neurone post synaptique
Après libération elle doit être désactivée rapidement
Son application expérimentale sur le neurone post-synaptique doit avoir le même effet que
lorsqu’elle est relâchée par un neurone
Chaque neurotransmetteur est présent dans des parties bien précises du système nerveux et
assurent des fonctions particulière par exemple :
L’acétylcholine est un excitateur entre les neurones et les muscles du squelette mais aussi un frein du
muscle cardiaque
Les endorphines ou l’enképhaline agissent comme des opiacés ou des euphorisants naturels en
réduisant la perception de la douleur.
Relâchées dans la fente synaptique, les neurotransmetteurs peuvent avoir des effets opposés sur le
neurone suivant
Certains favorisent la propagation de l’influx nerveux à l’intérieur de celui-ci. On dit alors qu’ils sont
excitateurs => excitateur PPSE
D’autres diminuent la probabilité que le neurone suivant envoie un influx. On parle alors de
neurotransmetteurs inhibiteurs. => Inhibiteur PPSI