Cycles de la vie et grandes fonctions 2

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Compétence 4
Cycles de la vie et grandes fonctions
2ème partie : La biologie intégrative et l’organisation du vivant à travers trois systèmes
PARTIE A : LE SYSTEME IMMUNITAIRE
Introduction
Le système immunitaire est un ensemble complexe constitué de molécules, de cellules, et d’organes
qui a pour rôle de protéger l’organisme contre des agents étrangers (ex : virus, bactéries).
L’immunité est défini comme étant l’ensemble des mécanismes biologiques, permettant a un
organisme de reconnaitre et de toléré ce qui lui appartient (le « soi »), et de reconnaitre et de rejeté
ce qui lui appartient pas (« le non soi »).
I.
Les composantes du système immunitaire
1. Les organes du système immunitaires
On distingue 2 grands types d’organes lymphoïdes : les organes lymphoïdes primaires et les organes
lymphoïdes secondaires.
Organes lymphoïdes
secondaires
Organes lymphoïdes
primaires
1
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a) Les organes lymphoïdes : primaires ou centraux
Ceux sont les organes responsables de la formation initiales des cellules immunitaires, et responsable
également de la différenciation et de la maturation de ces cellules. Parmi ces organes on distingue la
moelle osseuse et le thymus.
b) Les organes lymphoïdes : secondaires ou périphériques
Après leur formation et leur maturation, les cellules immunitaires migrent dans les organes appelés
organes lymphoïdes secondaires.
Les organes sont reliés entre eux par la circulation sanguine et la circulation lymphatique. Ce sont des
organes dans lesquels se déroulent les réactions immunitaires.
Parmi ces organes on distingue :




Les ganglions lymphatiques
Les amygdales
La rate
…
2. Les cellules du système immunitaire
Les cellules du SI sont toutes issues de cellules souches situées dans la moelle osseuse. Ces cellules
sont qualifiées de pluripotentes.
Ces cellules souches vont se différencier en 2 catégories. Les cellules souches myéloïdes et
lymphoïdes.
a) Les cellules souches myéloïdes
Ces cellules se spécialisent en différentes cellules :



Les granulocytes (3 types) = les polynucléaires
Les monocytes
Les macrophages
Macrophages
Granulocytes
Monocytes
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Compétence 4
b) Les cellules souches lymphoïdes
Elles vont se différencier en différentes cellules :



Les cellules B
Les cellules T
Les cellules tueuses naturelle (NK : Natural Killer)
L’ensemble de toutes ces cellules constitue les leucocytes (GB).
3. Les molécules du SI
Ce sont des substances chimiques de nature protéique (protéines).
On distingue :
a) Les immunoglobulines
On les appelle également anticorps (Ac).
b) Les cytokines
Elles sont responsables de la régulation de la réponse immunitaire (RI). Elles permettent aux cellules
immunitaires de communiquer entre elles et avec d’autres cellules de l’organisme.
c) Les protéines du complément
Elles servent principalement à détruire les bactéries. Elles favorisent les réactions inflammatoires.
II.
Les mécanismes de défense immunitaires
Il existe deux grands types de mécanismes de défense immunitaires :
-
Les mécanismes de défense non spécifiques
Les mécanismes de défense spécifiques
De plus, parmi le système de défense on distingue :
-
Un mécanisme de défense cellulaire (fait intervenir les cellules)
Un mécanisme de défense humoral (fait intervenir ce qui n’est pas cellule)
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Compétence 4
1. Les mécanismes de défense non spécifiques
Cette protection est assurée par la peau et les muqueuses qui constituent de véritables barrières de
protection lorsqu’elles sont intactes.
a) Les protections mécaniques de l’organisme
-
La peau
Elle constitue une barrière physique (constitué de cellules épithéliales kératinisé), chimique
(molécules fabriqué par des glandes sébacées et sudoripares) et biologique par présence d’une flore
(MO) = ensemble de MO non pathogène pour l’homme et présent à la surface de la peau.
-
Les muqueuses
Ce sont des membranes formées de cellules épithéliales et qui tapissent les cavités naturelles du
corps. (Ex : voies respiratoires, urinaires, génitales, digestives…)
Les muqueuses secrètent une substance qu’on appelle le mucus et possède des cils vibratiles qui
permettent d’éliminer et d’évacuer vers l’extérieur certains éléments étrangers.
b) Les cellules phagocytaires
Ceux sont des cellules ayant le pouvoir de phagocyter les MO qui ont franchis les protections
mécaniques de l’organisme.
Parmi les cellules phagocytaires on distingue les macrophages et les granulocytes.
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Le mécanise de phagocytose se fait en plusieurs étapes :
-
Phase d’attraction et adhésion chimique
Phase d’injection
Phase de digestion
Phase d’exocytoses : rejet des déchets de la digestion
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Ce mécanisme est plus efficace lorsque le corps étranger porte à sa surface des Ac ou des facteurs du
complément.
(Phénomène d’opsonisation : c’est le fait que le MO est entouré d’Ac ou de facteurs du complément
et favorisent son assimilation.
c) Les cellules tueuses naturelles (NK = Natural Killer)
Ces cellules tuent directement des cellules tumorales ou des cellules infectées par des virus.
d) Le système du complément
C’est un système complexe constitué d’une vingtaine de protéines circulant sous forme inactive dans
le sang.
Suite à l’introduction d’un élément étranger, certaines de ces protéines vont être activées, ce qui va
entrainer une activation d’autres protéines et ainsi de suite…
Cette cascade d’activation va conduire à la destruction de l’élément étranger.
e) La réaction inflammatoire
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C’est un mécanisme complexe se déclenchant dès qu’une lésion de la peau ou des muqueuses est
détectée. C’est une réaction locale qui empêche la prolifération des éléments pathogènes.
Suite à l’introduction d’agents pathogènes, les phagocytes sont attirés vers le lieu de l’infection
(synthèse d’histamine). Il quitte la circulation sanguine pour aller phagocyté l’élément étranger.
Cette réaction est caractérisée par les étapes suivantes :
-
Lésion de la peau ou des muqueuses
Entrée d’éléments étrangers
Libération de substances chimiques par le tissu lésé (histamine et prostaglandines)
Dilatation des vaisseaux
Migration des phagocytes vers la lésion
Phagocytose puis cicatrisation
Cette réaction provoque une chaleur une rougeur, un gonflement, une douleur. Localement, il se
forme du pus.
2. Les mécanismes de défense spécifiques
a) Généralités
Lorsque le mécanisme de défense non spécifique ne suffit pas à lui seul pour éliminer complètement
un élément étranger, l’organisme a recours à d’autres moyens. Ces moyens sont plus long à se
mettre en place mais sont plus efficace car ils sont dirigés très précisément contre l’élément
étranger. De + ces mécanismes ont la capacité de se souvenir de l’élément étranger.
Ces mécanismes mettent en jeux des cellules appelés lymphocytes :
-
LB pour le SI humoral
LT pour le SI cellulaire
Les LB et LT vont être stimulés suite à l’introduction dans l’organisme d’une substance étrangère
qualifiée d’Ag.
b) La notion d’Ag
On appelle Ag, une molécule qui est reconnu comme étrangère par l’organisme, et qui déclenche une
réaction immunitaire spécifique.
La plupart des Ag sont des molécules :
-
soit portées par de MO (virus et bactéries),
soit portées par des cellules étrangères (greffes),
soit portées par des cellules tumorales.
Les Ag peuvent aussi être des molécules non liées à des cellules.
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c) Le SI humoral
Ce système agit principalement contre les bactéries et les virus présents dans l’organisme. Il est
caractérisé par la production d’Ig, appelés Ac. Ces Ac sont produits par des LB.
-
Les Ac
Un Ac est une protéine soluble qui reconnait
spécifiquement un Ag. Il est formé de 4 chaînes
protéiques reliées entre elles. Ces chaînes forment
une structure caractéristique en Y.
La reconnaissance de l’Ag dépend des extrémités
terminales des bras du Y de l’Ac. Celles-ci sont
variables d’un Ac à l’autre.
Les extrémités des Ac comportent une fente qui peut s’associer à une région déterminée de l’Ag.
Cette association ne peut se faire que si les formes sont complémentaires. Chaque Ac possède 2 sites
de fixation d’Ag.
C’est cette complémentarité qui explique la spécificité Ag/Ac.
Une molécule étrangère peut comporter plusieurs Ag, par conséquent, plusieurs Ac peuvent agir
contre cette molécule étrangère.
Il existe 5 principaux types d’Ig :





Ig G
Ig M
Ig A
Ig E
Ig D
Les plus abondantes sont les Ig G. Les Ig E interviennent des les phénomènes d’allergies.
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-
Des LB aux Ac

Les LB
Les LB sont issues des cellules souches localisées dans la moelle osseuse. C’est également dans la
moelle osseuse que les LB vont effectuer leur maturation pour se transformer en cellules
immunocompétentes.
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
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La sélection des LB spécifiques
Chaque lymphocyte porte sur sa membrane des Ac capables de reconnaitre un Ag donné. Il ne
reconnait l’Ag que s’il peut se lier à celui-ci. La reconnaissance de l’Ag par le LB déclenche une
prolifération clonale du LB (=multiplication clonale).

La sécrétion des Ac
Certains lymphocytes activés se transforment en plasmocytes. Ceux sont des cellules sécrétrices
d’Ac. Tous les Ac sont libérés dans la circulation sanguine.

La formation du complexe Ag/Ac
Les Ac libérés se lient à l’’Ag et forment un complexe Ag/Ac, appelé complexe immun. Ce complexe
sera ensuite phagocyté par un macrophage.
La stimulation de LB nécessite la présence et la collaboration d’autres cellules appelées cellules T
(LT4).
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
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La mise en mémoire
Parmi les LB certains ne se différencie pas en plasmocytes mais deviennent des cellules B mémoire.
Lors d’un nouveau contact avec le même Ag, ces cellules B mémoires permettent une réaction de
défense immunitaire plus efficace et plus rapide.
d) Le SI cellulaire
Ce système est composé de cellules de défenses, qui pour la plupart, agissent directement sur des
bactéries, sur des cellules greffées, sur des cellules tumorales, sur des cellules infectées par des virus.
Ce système est caractérisé par la lyse des cellules infectées ou des cellules anormales. Son action se
réalise grâce à la présence de cellules appelées LT.
-
Les LT
Les LT ont la même origine que les LB, mais ceux sont des cellules qui vont subir leur maturation dans
le thymus. Au cours de la maturation les LT apprennent à reconnaitre le soi du non soi.
Ces cellules possèdent à leur surface des marqueurs (molécules spécifiques) qui sont capables
d’identifier certains Ag.
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Compétence 4
-
Plusieurs populations aux fonctions complémentaires

Les cellules T auxiliaires
On les appelle également les cellules T helper : Th, ou les cellules T4 (CD4). Ce sont des
intermédiaires de la RI, elles se multiplient pour activer d’autres cellules immunitaires qui agiront
plus directement et plus rapidement.
Elles interviennent dans la mise en route des réactions de défense spécifique. Elles sont cependant
les cibles préférées du VIH (Virus de l’Immunodéficience Humaine), ce qui entraine le SIDA.

Les cellules T suppressives
On les appelle également Ts. Elles ont un rôle inverse des cellules T helper. Elles permettent de
freiner ou de stopper une réaction immunitaire dès qu’un Ag a été éliminé de l’organisme, afin
d’éviter des réactions immunitaires trop importantes.
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Compétence 4
Pour que la réaction immunitaire se déroule correctement, il faut un juste équilibre entre le nombre
des cellules T helper et le nombre de cellules Ts.

Les cellules T cytotoxique
On les appelle également cellules T8. Ces cellules sont capables de tuer directement des cellules
infectées. Elles sont considérées comme des cellules tueuses. Ces cellules T ne reconnaissant un Ag
donné, que s’il est présent à la surface de la cellule étrangère.
Elles portent sur leur membrane des récepteurs spécifique appelé CD8.
Ces cellules vont provoquer la lyse des cellules infectées. Les débris cellulaires sont ensuite
phagocytés par les phagocytes.
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
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Les cellules T mémoire
Lorsque les cellules T cytotoxique (LT8) ont été activées et qu’elles se multiplient, certaines ne
deviennent pas des cellules tueuses, mais constitueront des cellules T cytotoxiques mémoire (LT
mémoire) qui ont la même propriété que les LB mémoire.
Ces cellules interviendront en cas de nouvelles infections pour permettre une réaction rapide plus
intense et plus efficace.
Les systèmes immunitaires humoral et cellulaire sont deux systèmes différents l’un de l’autre,
cependant ils sont complémentaires dans leur mécanismes et dans leur effet.
 Le SI humoral et cellulaire sont 2 systèmes différents l’un de l’autre, cependant leurs
actions sont complémentaires. Il existe une véritable coopération entres toutes les cellules
immunitaires de notre organisme.
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PARTIE B : LE SYSTEME ENDOCRINE
Introduction
Le fonctionnent d’un organisme nécessite une coordination entre les différents tissus et organes qui
le constituent. Cette coordination se déroule grâce à l’intervention de 2 systèmes complémentaires :
-
Le système nerveux
Le système endocrinien
Le système endocrinien est un ensemble d’organes et de tissu responsable de la production et de la
régulation d’hormones. Il intervient dans la croissance de fonctionnement de nombreux tissus, dans
la nutrition, dans la reproduction, dans le maintien de l’homéostasie et dans les situations
d’émotions, de stress et de sommeil.
L’endocrinologie est la science qui permet d’étudier le bon fonctionnement des glandes endocrines
et de soigner les troubles des maladies
pouvant
résulter d’un mauvais fonctionnement.
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I.
Compétence 4
Fonction et mode d’action des hormones
1. Généralités sur les hormones
a) Qu’est ce qu’une hormone ?
Une hormone est une substance chimique élaborée par une glande endocrine transportée par le
sang et qui agit sur un organe effecteur possédant des cellules qualifiées de cellules cibles.
Une hormone est un messager chimique qui agit à de faibles concentrations.
D’autres tissus de l’organisme qui ne sont pas qualifiés de glandes endocrines produisent aussi des
hormones : ces tissus sont qualifiés de tissu endocrinien.
b) Nature chimique des hormones
On distingue 3 grands types d’hormones :
-
Les hormones dérivées d’AA
Les hormones peptidiques qui sont constituées d’une séquence d’AA
Les hormones stéroïdiennes dérivées du cholestérol
2. Le mode d’action des hormones
a) La reconnaissance hormone/cellule cible
Une hormone est en contact avec un grand nombre de cellules, mais elles n’agissent spécifiquement
que sur une cellule qualifiée de cellule cible, c'est-à-dire une cellule capable de reconnaître le
messager porté par l’hormone.
Le stimulus peut être une autre hormone, la concentration de certaines substances (glucose), un
élément du SN.
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ORGANE
Stimulus
Producteur d’hormones
Hormone libérée dans le sang
Réaction de la cellule
cible
ORGANE EFFECTEUR
(> Cellules cibles)
b) Les récepteurs hormonaux
Une hormone peut se fixer sur un récepteur que si ses deux molécules possèdent une forme
complémentaire. Ceux sont des molécules de nature protéique et on distingue de types de
récepteurs :
-
-
Des récepteurs de surface : Ils sont situés à la surface de la membrane plasmique de la
cellule. Ces récepteurs sont spécifiques aux hormones peptidiques et aux hormones dérivées
d’acides aminés
Des récepteurs intracellulaires : Ces récepteurs sont localisés au niveau du cytoplasme de la
cellule cible et sont spécifiques des hormones stéroïdiennes capables de franchir la
membrane plasmique des cellules cibles.
3. La régulation du système humoral
La concentration plasmatique d’hormones doit être constante. La régulation de la sécrétion
hormonale se fait par l’intermédiaire d’un RC. Il existe deux types de RC : + et Ex : cas de la glycémie.
Autres effecteurs de
l’organisme (respiration
cellulaire…)
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Compétence 4
La fonction endocrinienne est régulée :
-
Par la concentration plasmatique d’hormones
Par la concentration de certaines substances
Par le SN
L’hypothalamus est le principal régulateur du système endocrinien.
II.
Les glandes endocrines
1. L’hypothalamus et l’hypophyse
a) L’hypothalamus
L’hypothalamus est la fois une structure nerveuse et une glande endocrine. Il sécrète des hormones
pouvant stimuler ou inhiber les sécrétions de l’hypophyse. Les cellules de l’hypothalamus sont des
cellules nerveuses mais avec des propriétés sécrétrices.
Ces hormones sont appelées RH ou IH.
RH
Releasing
Hormones
IH
Inhibition
Hormones
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Compétence 4
L’hypothalamus secrète aussi de l’ocytocine et l’ADH qui fabrique le lait par les glandes mammaires.
b) L’hypophyse
L’hypophyse est constituée de deux lobes principaux :
-
Un lobe antérieur (antéhypophyse)
Un lobe postérieur (posthypophyse)
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Compétence 4
L’antéhypophyse
-
Cette antéhypophyse sécrète plusieurs hormones qui ont pour fonction de stimuler l’activité d’autres
glandes endocrines.







L’ACTH : Stimule la production du cortisol, agit sur les surrénales
La TSH : agit sur la thyroïde
LH et FSH : Hormones qui stimulent les glandes sexuelles
La prolactine : production de lait par les seins
L’hormone de croissance (GH) : agit sur le développement des tissus de l’organisme,
stimule la croissance
La MSH : Pigmentation de la peau
Les endorphines : molécules contre la douleur, agissent afin de réduire la sensibilité à la
douleur.
Elle fabrique aussi des endocrines.
-
La posthypophyse
Aussi appelé la neurohypophyse…
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Compétence 4
La neurohypophyse stocke les hormones produites par l’hypothalamus. Ces hormones sont
transportées vers l’hypophyse par voie nerveuse.
Elle stocke :
-
L’ADH
L’ocytocine
2. Les glandes surrénales
Ce sont des glandes situées à l’extrémité de chaque rein. Chaque surrénale est subdivisée en deux
parties :
-
La corticosurrénale
La médullosurrénale
a) La corticosurrénale
Elle est constituée de trois zones différentes au niveau desquelles différentes hormones appelées
corticostéroïdes.
De l’extérieur vers l’intérieur, on distingue :
-
-
une zone qui produit les minéralocorticoïdes (hormone qui régule l’équilibre hydrominéral).
Ex : l’aldostérone
Une zone médiane qui produit les glucocorticoïdes (cortisol, corticostérone, cortisone…), qui
agissent sur les lymphocytes en inhibant leur action (rejet de greffe, allergie) et qui stimulent
la production de glucose. Elles sont qualifiés d’hormones de stress.
Une zone interne qui produit les Gonadocorticoïdes, qui produisent les hormones sexuelles.
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Compétence 4
b) La médullosurrénale
Elle produit deux types d’hormones qui portent le nom de catécholamines :
-
L’adrénaline
La noradrénaline
Elles agissent sur la fréquence cardiaque (accélération) et provoque aussi une dilatation
(vasoconstriction) bronchique, une augmentation du rythme respiratoire et la glycémie
La libération de ces hormones est commandée par voies nerveuses.
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Compétence 4
3. La glande thyroïde
C’est une glande située à l’avant du cou et qui est formée de deux lobes unis par un tissu qu’on
appelle Isthme.
Chaque lobe contient de nombreux follicules thyroïdiens produisant deux types d’hormones :
-
La T4 : Thyroxine
La T3 : Triiodothyronine
Les cellules situées entre les follicules produisent une autre hormone appelée la calcitonine, qui
abaisse le taux sanguin de calcium en inhibant la perte de calcium par les os.
L’iode est indispensable à l’activité de la thyroïde.
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Compétence 4
4. Les parathyroïdes
Ce sont des petites glandes au nombre de 4 situées sur la face postérieure de la thyroïde.
Elles secrètent une hormone qu’on appelle la parathormone (PTH) qui contrôle la concentration en
calcium et en phosphore du sang. (Elle augmente la concentration de calcium et diminue celle du
phosphore).
5. Le pancréas endocrine
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Compétence 4
Le pancréas est une glande mixte formée de deux structures distinctes, et ayant des fonctions
différentes :
-
une partie exocrine
une partie endocrine :
Le pancréas endocrine joue un rôle essentiel dans la régulation de la glycémie.
Le pancréas secrète deux types d’hormones :
-
Le glucagon : hormone hyperglycémiante
L’insuline : hormone hypoglycémiante. Elle stimule le stockage du glucose sous forme de
glycogène dans les cellules hépatiques et musculaires. Elle favorise aussi la respiration
cellulaire.
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6. Les autres tissus à fonction endocrine
Un certain nombre de tissu de l’organisme qui ne sont pas des glandes, assurent une fonction
endocrine en produisant des hormones.
C’est le cas par exemple :
-
du placenta. Il sécrète l’hormone HCG.
le rein qui fabrique la rénine.
L’appareil digestif avec les hormones qui interviennent
Le cœur qui sécrète une hormone qui joue un rôle dans la régulation de la PA (pression
artériel)
….
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Compétence 4
PARTIE C : SYSTEME NERVEUX
Introduction
I.
Organisation générale du système nerveux
Le système nerveux est un ensemble de structure anatomique caractéristique du règne animal.
Il est impliqué dans de nombreuses fonctions :



Dans la réception et dans la transmission des informations venant de l’environnement
Dans la commande des muscles, des glandes et des autres organes
Dans la coordination des diverses fonctions vitales
Le système nerveux est subdivisé en différentes parties
1. Le SNC
Il regroupe les centres nerveux, et chez les vertébrés, on distingue 2 grands centres nerveux :
o
o
L’encéphale : qui est protégé par la boite crânienne
La moelle épinière : qui est protégée par la colonne vertébrale
2. Le SNP
Il est constitué par les nerfs dont la fonction est de permettre la transmission des informations. Les
nerfs du système nerveux périphérique sont à leur tour subdivisés en 2 catégories :
- Le système nerveux somatique (= volontaire) : Il dirige tous les processus sous contrôle de la
volonté.
- Le système nerveux végétatif (=autonome) : Il intervient dans les commandes motrices
involontaires des fonctions vitales. Ce système autonome se subdivise en 2 catégories :
 Le système nerveux sympathique
 Le système nerveux parasympathique
Ces deux systèmes ont des actions opposées
Nerfs sensitifs afférents
SYSTEME NERVEUX
CENTRAL
Nerfs moteurs efférents
(Encéphale + moelle épinière)
Récepteurs
Nerfs du système
nerveux Végétatif
(Autonome)
Nerfs du système
nerveux somatique
(volontaire)
Système sympathique
Système parasympathique
Effecteurs
Muscles squelettiques
Effecteurs



Système sympathique
Muscles lisses
Muscle cardiaque
Système
Glande
parasympathique
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II.
Compétence 4
Physiologie du tissu nerveux
1. Les composantes du système nerveux
a) Observation de coupes transversales de centres nerveux
Des coupes transversales réalisées au niveau de l’encéphale et de la moelle épinière montre
l’existence de deux types de substances :


La substance grise
La substance blanche
La localisation de ces deux substances est inversée au niveau de l’encéphale et de moelle épinière.
La substance grise forme la partie superficielle de l’encéphale et la partie interne de la moelle
épinière.
La substance blanche forme la partie interne de l’encéphale et la partie superficielle de la moelle
épinière.
L’observation microscopique montre :


Que la substance grise est constituée de structures appelées corps cellulaires munies de
prolongements.
Que la substance blanche est constituée de fibres nerveuses. Chaque fibre nerveuse est un
prolongement d’un corps cellulaire. L’ensemble des fibres nerveuses forme un nerf.
b) Les éléments structuraux et fonctionnels du tissu nerveux
Le tissu nerveux est constitué principalement de deux types de cellules : Les cellules nerveuses
appelées neurones et les cellules gliales.
-
Les neurones :
Les neurones sont des cellules capables de transmettre des informations. Chaque neurone est
constitué d’un corps cellulaire, de prolongements cytoplasmiques.
Il existe 2 types de prolongements cytoplasmiques :


Des prolongements courts et ramifiés appelés Dendrites
Des prolongements longs appelés Axones.
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Compétence 4
La plupart des neurones possèdent plusieurs dendrites et un seul axone.
Certains axones possèdent une gaine de myéline jouant un rôle dans la vitesse de conduction du
message nerveux.
Les axones et les dendrites forment les fibres nerveuses. L’extrémité d’un axone se termine par une
structure ramifiée appelée : Arborisation terminale. L’extrémité de chaque ramification porte un
élément appelé : Bouton Synaptique. Ces ramifications établissent des relations entre deux neurones
ou entre un neurone et une cellule musculaire.
Les neurones sont les unités fonctionnelles du système nerveux. Ce sont des cellules très
différenciées qui ne se divisent pas, mais qui possèdent une longue durée de vie.
Les neurones véhiculent des informations :
o
o
-
Des organes récepteurs vers les centres nerveux (ex : organe récepteur = muscle) : ce sont les
neurones sensitifs ou afférents
Des centres nerveux vers les organes effecteurs : ce sont les neurones moteurs ou
motoneurones, ou efférents.
Les cellules gliales :
Ce sont des cellules non excitables. Elles sont incapables de transmettre des informations. Elles
remplissent des fonctions de protection, de soutien, de nutrition, d’évacuation des déchets pour les
neurones.
On distingue plusieurs types de cellules gliales et que ces cellules forment un tissu qu’on appelle la
névroglie.
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Compétence 4
c) Les récepteurs sensoriels
Les récepteurs sensoriels sont des cellules spécialisées qui sont sensibles à des stimuli venant du
milieu extérieur ou du milieu intérieur.
Ces récepteurs envoient des messages afférents au centre nerveux par l’intermédiaire des neurones
sensitifs.
Un récepteur est spécifique, il réagit à un type de stimulus.
Exemples de récepteurs :





Thermorécepteurs : sensibles à la température
Photorécepteurs : sensibles à la lumière
Mécanorécepteurs : sensibles aux actions mécaniques
Chémorécepteurs : sensibles aux stimulus chimiques
Nocicepteurs : sensibles à la douleur
Un stimulus ne peut déclencher une réaction qu’à partir d’un certain seuil.
2. Le message nerveux
a) Les caractéristiques du message nerveux
La communication nerveuse se manifeste le long des réseaux de neurones par des signaux
électriques enregistrables qui constituent des messages. Ces signaux sont appelés potentiels
d’action. Ces signaux prennent naissance au niveau des récepteurs sensoriels. Lorsqu’un récepteur
est stimulé, il émet un message nerveux (un flux nerveux) en direction d’un centre nerveux. Plus
l’intensité du stimulus augmente plus la fréquence des potentiels d’action augmente. La vitesse de
propagation du message nerveux d’une fibre nerveuse à l’autre est variable, elle dépend du diamètre
de la fibre et de la présence ou non de gaine de myéline.
Les fibres nerveuses qui possèdent de la gaine de myéline conduisent les messages nerveux
beaucoup plus vite.
b) La transmission du message nerveux d’un neurone à l’autre
La transmission d’un message nerveux d’un neurone à l’autre, ou d’un neurone à une cellule
musculaire se fait au niveau d’une synapse.
-
Structure d’une synapse clinique
Une synapse est constituée de 3 parties :



Un élément présynaptique
Un élément postsynaptique
Et entre les deux une fente synaptique
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Compétence 4
L’élément présynaptique appartient toujours à un neurone, et l’élément postsynaptique appartient à
un neurone ou à une fibre musculaire.
La fente synaptique est un espace qui contient du liquide extra cellulaire.
-
Le fonctionnement d’une synapse
Le message nerveux de type électrique ne peut pas franchir directement la fente synaptique. La
transmission du message nerveux d’une cellule à l’autre se fait par l’intermédiaire d’une substance
chimique appelée neurotransmetteur.
Neurone nociceptifs
post synaptique.
Neurone nociceptifs
pré synaptique.
2
5
3
1
Vésicules remplis de
neurotransmetteur





4
Récepteurs
spécifiques
Phase 1 : Arrivée d’un message nerveux sous forme de potentiel d’action
Phase 2 : Fusion des vésicules de neurotransmetteurs avec la membrane plasmique de
l’élément présynaptique
Phase 3 : Libération des neurotransmetteurs par exocytose dans la fente synaptique
Phase 4 : Fixation des neurotransmetteurs sur les récepteurs de la membrane de l’élément
postsynaptique
Phase 5 : Naissance de potentiel d’action dans l’élément postsynaptique
Dans certains cas, les neurotransmetteurs sont recaptés par l’élément présynaptique et dans
d’autres cas ils sont détruits grâce à l’action d’enzyme dans la fente synaptique.
-
Quelques exemples de neurotransmetteurs
Dans notre organisme, on connaît de nombreux neurotransmetteurs :
Parmi les plus connus :




L’adrénaline : Provoquer une accélération cardiaque, lors d’un stress ou d’une activité
musculaire.
L’acétylcholine : il agit au niveau des muscles, il stimule la contraction musculaire.
La dopamine : Elle joue un rôle dans le système de récompense
La sérotonine : Elle joue un rôle dans les phases de réveil, de sommeil, dans la régulation de
la température du corps
31
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

Compétence 4
La substance P : Elle joue un rôle sur la douleur. La substance de la douleur.
Les endorphines : ce sont des neurotransmetteurs qui interviennent dans l’euphorie,
l’atténuation de la douleur, sensation de plaisir, disparition du stress…
III.
Le système nerveux central
Les organes du SNC sont des centres d’intégrations qui analysent, interprètent les infos sensitives
afin de donner des commandes motrices. Il contrôle et régule toutes les fonctions de
l’organisme.
Le SNC est subdivisée en 2 gdes parties :
L’encéphale : ensemble de différents organes. Il comprend :
 Le cerveau
 Le diencéphale
 Le tronc cérébrale (+ cervelet)
La moelle épinière
-
-
1. Protection et vascularisation du SNC
a) La protection du SNC
Diverses structures protègent le SNC.
Les structures osseuses
-
La boîte crânienne protège l’encéphale, et la colonne vertébrale protège la moelle épinière
Les méninges
-
3 méninges entourent l’encéphale et la moelle épinière :



La dure mère : constituée de tissu conjonctif rigide. Elle présente aussi bien au niveau du
crâne que la colonne vertébrale. Au niveau de la colonne vertébrale elle est constituée de
2 membranes, et l’espace entre ces 2 membrane est appelé « espace sous durale ».
L’arachnoïde : appelée également méninge moyenne qui tapisse la face interne de la dure
mère.
La pie mère : appelée également méninge interne. C’est un fine membrane contenant de
nombreux vaisseaux sanguins.
Entre la dure mère et l’arachnoïde se trouve l’espace sous dural, et l’espace entre l’arachnoïde et la
pie mère est l’espace sous arachnoïdien.
-
Le LCR
C’est un liquide incolore qui rempli les cavités du cerveau ainsi que l’espace sous-arachnoïdien. Ce
liquide joue différents rôles :
-
Il protège le tissu nerveux des coups, des frottements
32
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-
Compétence 4
Il intervient au niveau des échanges entre le sang et le tissu nerveux
Le LCR peut être prélevé par ponction lombaire et soumises à des analyses (chimiques,
biologiques,…).
b) La vascularisation du cerveau
Pour assurer ses fonctions, le cerveau doit être constamment alimenté en nutriment et en
dioxygène. Une anomalie dans l’irrigation du cerveau peut être la cause d’accident neurologique, et
peut conduire à une perte complète et irréversible de toutes les fonctions du cerveau = la mort
cérébrale.
2 systèmes artériels permettent un apport permanent en nutriment et dioxygène :
-
les artères carotides internes
les artères vertébrales
Le retour du sang vers le cœur est assuré par les veines cérébrales.
2. Structure et fonction de l’encéphale
a) La structure de l’encéphale
-
Le cerveau
Il est composé de 2 hémisphères cérébraux séparé par un profond sillon.
La partie superficielle des hémisphères cérébraux est constitué de substances grises qui forment
l’écorce cérébrale qu’on appelle également : Cortex. Le cortex présente de nombreux replis appelé
circonvolutions et séparé par des sillons.
On distingue 3 gdes scissures qui divisent chaque hémisphère en 4 lobes :




Lobe frontal : élabore la pensée, planifie les mouvements complexes, contrôle les muscles
fins du corps, coordonne les mouvements, contrôle la parole
Lobe temporal : perçoivent les sensations
Lobe occipital : détecte les signaux visuels
Lobe pariétale : détecte les signaux auditifs, interprète le sens des phrases lues, stocke la
mémoire à court terme
Sous le cortex, se trouve une zone sous-corticale constituée de substance blanche.
Au niveau de la substance blanche on trouve des amas de substances grises appelé « noyau gris ».
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-
Compétence 4
Le diencéphale
C’est une zone de jonction entre le cerveau et le tronc cérébral. Il est constitué de 2 parties : le
thalamus et l’hypothalamus.

Le thalamus
Il est constitué de très nombreux noyaux gris et composé essentiellement de substances grises.

L’hypothalamus
Il est situé sous le thalamus et est muni d’une petite tige au bout de laquelle se trouve l’hypophyse.
-
Le tronc cérébral
Il est divisé en 3 parties :



Le mésencéphale
Le pont (ou protubérance)
Le bulbe rachidien
-
Le cervelet
Il est situé sous le lobe occipital du cerveau. Il est constitué de 2 lobes appelés : Hémisphère
cérébelleux. Il est formé comme le cerveau : substance grise, substance blanche, noyau. Et sa surface
présente des sillons et des circonvolutions.
b) Les fonctions de l’encéphale
-
Au niveau des hémisphères cérébraux
Au niveau du cortex on distingue des zones particulières appelé aires fonctionnel appliqué dans le ttt
des infos sensoriels et des activités motrices.
Certaines aires sont qualifiées d’aires sensitifs sensoriels et d’autres, d’aires motrices.
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
Compétence 4
Les aires corticales sensitives
Ses aires traitent les messages venant des organes des sens :
o
o
o
o
o
L’aire corticales de la somesthésie (= domaine de la sensibilité G.) : lobe occipital
L’aire corticale visuelle (lobe occipital)
L’aire corticale auditive (lobe temporal)
L’aire corticale gustative (lobe pariétal)
L’aire corticale olfactive (lobe temporal)

Les aires corticales motrices
La principale aire corticale motrice est l’aire somato-motrice. Cette aire contient des neurones
commandant les mvts des muscles.
Plus l’action est complexe et plus le nombre d’aire impliqué dans l’action est important.
La taille du nerf cortical sensitif ou motrice n’est pas déterminée en fonction de la taille de la partie
du corps correspondante.
Ex : l’aire corticale correspondant aux muscles de la main est plus grande que celles correspondant
aux muscles des pieds.
On représente sur le cortex les différentes régions du corps et on obtient la représentation d’un
homme appelé homunculus avec des proportions corporels bizarre.
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-
Compétence 4
Au niveau des noyaux gris
Ils jouent un rôle dans l’activité motrice, lente et prolongé.
En cas de destruction de ces noyaux, on observe des troubles de la motricité, c’est donc le cas de la
maladie de Parkinson.
-
Au niveau de diencéphale

Le thalamus
Il est considéré comme un centre de tri recevant toutes les infos sensorielles en provenance de
l’environnement et du milieu intérieur. Il répartie ensuite les infos vers les différentes zones du
cortex. C’est un organe qui intervient dans l’attention, la mémoire, l’éveil…

L’hypothalamus
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Compétence 4
Ses fonctions sont multiples :
o
o
o
Il intervient dans la régulation de la T° corporel
Il intervient dans la régulation de l’émotivité (colère, agression)
Il joue un rôle capital dans la régulation hormonale
-
Au niveau du tronc cérébral
Il contient les voies nerveuses qui relient le cerveau à la moelle épinière. Les nerfs crâniens naissent
presque tous du tronc cérébral. Le bulbe rachidien contient des centres de commandes pour un
certains nombre de fonctions vitales :



Centres respiratoires
Centres cardio-vasculaire
Centres de la toux, éternuements, vomissements, déglutition
C’est une zone extrêmement importante
-
Au niveau du cervelet
Il reçoit des infos de la moelle épinière, du tronc cérébrale, du cerveau. C’est un centre nerveux
régulateur de la fonction motrice qui commande des positions du corps afin de maintenir son
équilibre.
3. Structure et fonction de la moelle épinière
La moelle épinière est un long cordon blanc de tissu nerveux.
a) Structure de la moelle épinière
Elle est formée de deux types de substances :


Au centre la substance grise (en forme de papillon, de H)
A la périphérie, la substance blanche
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Compétence 4
La substance grise de la moelle épinière se subdivise en deux cornes :


Une corne postérieure, dorsale : fonction sensitive
Une corne antérieure, ventrale : fonction motrice
A la moelle épinière sont reliés les nerfs rachidiens.
Chaque nerf rachidien présente deux racines :


Une racine postérieure sensitive qui contient un ganglion appelé ganglion nerveux ou
ganglion spinal
Une racine antérieure motrice et dépourvue de ganglion
Les nerfs rachidiens sont des nerfs mixtes : sensitifs et moteurs
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Compétence 4
Les nerfs rachidiens s’unissent et forment des plexus.
La substance grise et les ganglions referment les corps cellulaires des neurones. La substance blanche
est formée uniquement de fibres nerveuses sensitives et motrices, et ces fibres sont regroupées en
cordons.
b) Fonction de la moelle épinière
La moelle épinière contient deux types de neurones :


Des neurones sensitifs jouant le rôle de relais entre les organes périphériques et le cerveau
Des neurones moteurs jouant le rôle de relais jusqu’aux organes moteurs
La moelle épinière est un centre complexe qui met en œuvre des réflexes, c'est-à-dire des réactions à
des stimuli indépendants de la volonté  réflexes médullaires
Elle intervient dans des situations ou une réflexion consciente prendrait trop de temps.
Ex : retrait de la main suite à une brûlure : réflexe rotulien, réflexe du tendon d’Achille, maintient du
tonus musculaire…
Les réflexes sont déclenchés grâce à l’ancien qu’on appelle un arc réflexe médullaire.
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Compétence 4
L’arc réflexe se décompose en plusieurs étapes :
o
o
o
o
o
Un récepteur sensoriel reçoit un stimulus
Le message nerveux afférent est transmis par des fibres sensitives (nerf rachidien) vers la
moelle épinière
La moelle épinière analyse ce message nerveux et envoie un message efférent moteur
L’information est transmise par des fibres nerveuses motrices vers un organe effecteur.
Déclenchement de la réponse réflexe.
On différencie deux types de réflexes :
o
o
Les réflexes pour lesquels le stimulus et la réponse se situent au niveau du même organe :
Les réflexes proprioceptifs (ex : le réflexe rotulien, du tendon d’Achille…)
Les réflexes pour lesquels le stimulus et la réponse se situent au niveau des organes
différents : Les réflexes extéroceptifs (ex : réflexe de retrait de la main sur une plaque
chaude)
La moelle épinière possède une autonomie par rapport à l’encéphale.
IV.
Le système nerveux périphérique (SNP)
Le SNP est la partie du SN qui permet de faire circuler l’information entre les différents organes et le
SNC.
1. Le système nerveux végétatif (= autonome)
a) Le système sympathique : système orthosympathiques
Il est impliqué dans les réactions dites d’alertes, réactions à court terme. Il est relié à la moelle
épinière au niveau thoracique et lombaire par l’intermédiaire de ganglions. Ce système innerve de
nombreux organes comme le cœur, les poumons, des glandes, et des muscles de la peau.
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Compétence 4
Le neurotransmetteur responsable est la noradrénaline.
b) Le système parasympathique
Il est opposé au système sympathique. Il est impliqué dans tous les phénomènes dits durables.
Contrairement au système sympathique il ne présente pas de ganglions spécifiques. Ce système est
relié à l’encéphale par l’intermédiaire de voies nerveuses (les nerfs crâniens) et il est relié à la région
sacrée de la moelle épinière.
Ce système innerve de nombreux organes : le cœur, l’estomac, l’intestin…
Le neurotransmetteur responsable est l’acétylcholine (ACH).
c) Physiologie comparée des deux systèmes
Certains organes ne sont innervés que par un seul système (ex : Glande surrénale). D’autres organes
sont innervés par les deux systèmes à la fois (ex : le cœur). Ces deux systèmes ont des actions
opposées.
Le système sympathique intervient quand l’organisme lutte, dans la réponse au stress (augmentation
du rythme cardiaque, augmentation du rythme respiratoire, dilatation des pupilles, réaction de la
« chair de poule »). Il permet à l’organisme de faire face à une réaction immédiate.
Le système parasympathique intervient dans la digestion. Il prépare l’organisme au repos, à la
relaxation, et il permet la diminution du rythme cardiaque.
Le système nerveux autonome, malgré son aspect involontaire, est soumis à une régulation venant
de la moelle épinière, du bulbe rachidien et de l’hypothalamus.
2. Le système nerveux somatique (= volontaire)
Ce système comprend l’ensemble des structures qui permettent à un organisme :


d’appréhender son environnement
de réagir en fonction des stimulations venant de cet environnement
Il permet à notre corps de maintenir ses postures, d’effectuer des mouvements grâce aux muscles
squelettiques.
Il est également capable de percevoir des sensations tactiles, thermiques et douloureuses, grâce aux
récepteurs situés au niveau de la peau. Il est responsable de la propagation des messages nerveux du
SNC au muscle squelettique.
C’est un système qui assure la communication et l’adaptation à l’environnement extérieur.
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