F1. Le système nerveux Qu’est-ce que vous évoque le système nerveux ?

Titanic

Le système nerveux Salle de navigation Salle des machines Iceberg Vigie ORGANE SENSORIEL INTEGRATION EFFECTEURS REACTION oeil Cerveau Muscles Incendie TEMPS DE REACTION

Traitement de l’information par les systèmes nerveux Voie sensitive/afférente Voie motrice/efférente

Comparaison des systèmes endocriniens et nerveux Tous deux ont pour but le maintien de l’homéostasie (équilibre interne) Le système endocrinien (hormonal), par : La sécrétion d’hormones dans le sang Une action lente, mais soutenue et durable Le système nerveux, par : L’influx nerveux (transmission électrique) Une action rapide, mais brève

Tout être vivant est capable de percevoir son environnement et d’y réagir Donner des exemples d’organismes ne possédant pas de système nerveux et réagissant à leur environnement. Exemple : Chimiotactisme Une bactérie peut former un kyste en cas de sécheresse prolongée Une amibe (protiste) peut se diriger vers une source de nourriture Une plante peut diriger ses feuilles en direction du soleil Un planaire peut fuir une lumière trop vive

(e) (d)

Mode d’action du système nerveux Mémoire 1. Réception de l’information Milieu interne Milieu extérieur 2. Intégration 3. Action Organes végétatifs Muscles volontaires (comportement) Mémorisation

1. Réception de l’information Milieu interne Milieu extérieur 2. Intégration 3. Action Composantes internes Moteurs (comportement) L’action produite devient une nouvelle information Mémorisation Une sonde planétaire autonome utiliserait le même algorithme de base

On peut séparer le système nerveux en deux structures : Le système nerveux central (SNC) Le système nerveux périphérique (SNP)

Le système nerveux central est constitué de: L’encéphale, situé dans la boîte crânienne, qui comprend: cerveau, cervelet, tronc cérébral. Pouvoir d’intégration. Permet les comportements complexes. Moelle épinière : intégration simple (érflexe). Dans la moelle épinière, transmissions des information entre Encéphale et SNP. Encéphale

Le système nerveux périphérique SN autonome SN somatique organes végétatifs muscles volontaires et organes des sens SN sympathique SN parasympathique LE SNA : Commande les tissus musculaires lisses et cardiaques, divers organes Collabore avec le système nerveux somatique pour maintenir l'homéostasie, par exemple la régulation de la température interne. Fonctionne sous contrôle « involontaire » en lien avec le système hormonal 2 systèmes antagonistes forment le SNA, le système sympathique et le système parasympathique La plupart des organes sont innervés par les deux systèmes

Le système nerveux autonome (SNA) Le système sympathique : prépare l'individu à l'action (combat ou fuite) les nerfs quittent la moelle épinière dans les régions thoraciques et lombaires a pour relais des ganglions localisés près de la moelle épinière utilise comme neurotransmetteur l’acétylcholine et la noradrénaline Le système nerveux parasympathique : favorise le repos et les fonctions d'entretien les nerfs quittent la moelle dans les régions cervicales et sacrales a pour relais des ganglions localisés près des organes innervés utilise comme neurotransmetteur l’acétylcholine (ACh)

Système nerveux central (encéphale et moëlle épinière) Voie sensitive (afférente) Organes des sens Voie motrice (efférente) Système nerveux autonome (involontaire) sympathique parasympathique Système nerveux somatique (volontaire) muscle cardiaque et muscles lisses, glandes muscles squelettiques Système nerveux périphérique (nerfs crâniens et nerfs spinaux)

Take home message -1 Le SN est réseau de communication et d’intégration permettant à un organisme de percevoir les variations de son milieu externe (sens) et interne (communication entre les cellules) et d’y répondre rapidement. Le SN traite l’information en trois étapes : information sensorielle, intégration et commande motrice (réponse). Chez les vertébrés, le système nerveux est caractérisé par un système nerveux central avec un pouvoir d’intégration et un système nerveux périphérique qui assure la transmission entre le SNC et le reste du corps.

Take home message -2 La circulation du SN est divisée entre une voie sensitive afférente et une voie motrice efférente. Le SNP est divisé en deux systèmes fonctionnels : le système nerveux somatique (volontaire) qui agit sur les muscles squelettiques et le système nerveux autonome qui régit les muscles lisses, cardiaques et les glandes. Le système nerveux autonome est divisé entre un système sympathique lié aux conditions extrêmes et un système parasympathique lié au retour à la normale du milieu interne.

1. Les cellules nerveuses Deux types de cellules constituent le système nerveux: Les cellules gliales, ou névroglies (90% des cellules) Les neurones (10%)

le corps cellulaire contient le noyau les dendrites reçoivent les informations l’axone transmet l’influx nerveux à la cellule suivante un axone peut mesurer jusqu’à 1 mètre!

Les neurones sensoriels transmettent des informations sur l’environnement vers la moëlle épinière et le cerveau (dendrites connectés aux récepteurs sensoriels) Les interneurones, qui se trouvent dans la moëlle épinière et le cerveau, interprètent les données sensorielles et commandent une réaction adéquate. Ils n’ont pas de gaine de MYELINE. Les neurones moteurs transmettent des impulsions ou des ordres aux muscles et aux glandes (effecteurs)

Motoneurone : caractérisé par une corps cellulaire volumineux (1) par un noyau énorme, globuleux et clair avec un nucléole toujours apparent par de nombreux prolongements cytoplasmiques. Les têtes de flèches indiquent ceux qui sont visibles sur cette section. Vu ces nombreux prolongements, les motoneurones sont qualifiées de cellules nerveuses multipolaires. Motoneurone cérébral

Les prolongements des motoneurones passent dans la substance blanche où la plupart s'entourent d'une gaine de myéline. En 1, sont fléchées des fibres nerveuses amyélinisées. En 2, une fibre nerveuse myélinisée. L’axone central ou parfois excentrique est entouré d'un cercle blanc: la gaine de myéline, dont la composition est lipidique, est dissoute par les techniques de préparation. Les petits noyaux, fléchés en 3, appartiennent aux cellules gliales de la substance blanche. 

Neurone. Il n'est plus possible, par ces colorations de discerner l'axone des dendrites.

Cette imprégnation argentique permet de bien distinguer les fibres nerveuses de la substance blanche. En 1, est fléchée une fibre nerveuse myélinisée, l’axone, marqué en noir et entouré d'une gaine de myéline blanche. Nous voyons en 2 des fibres nerveuses amyélinisées, dépourvues de toute gaine. Chaque petit point noir représente un axone.

http://www.deltagen.com/target/histologyatlas/atlas_files/nervous/spinal_cord_20x.htm

1.2 Les cellules gliales Leur nom vient du grec gloios, ou glu Cellules de soutien pour le système nerveux Sont beaucoup plus petites et plus nombreuses que les neurones Sont capables de se répliquer Ont un rôle pour nourrir les neurones et éliminer les déchets Guident la migration des neurones Assurent une protection immunitaire Isolent les axones des neurones ( voir plus loin) On a longtemps pensé que leur rôle s’arrêtait là…

Les cellules gliales Des études récentes ont montré qu’elles: sont capables d’envoyer et de propager des signaux chimiques (vagues de Ca2+) en réponse aux influx nerveux des neurones peuvent moduler (amplifier ou bloquer) la transmission nerveuse des neurones, ont un rôle dans la neurogenèse (production de nouveaux neurones) participent à la sélection des connexions neuronales la proportion cellules gliales / neurones a augmenté au cours de l’évolution Références : « La face cachée du cerveau sort de l’ombre», Sciences et Vie, novembre 2005, pp.66-71

Les astrocytes ont une forme d’étoiles soutien structural et métabolique aux neurones forment autour des vaisseaux la barrière hémato-encéphalique, qui ne laissent passer que certaines substances* dans le cerveau : Par exemple : O2, CO2, glucose, alcool, barbituriques, substances lipophiles

Les microglies sont des phagocytes et ont un rôle immunitaire

Les épendymocytes Les épendymocytes sont des cellules épithéliales favorisant la circulation du LCS

Oligodendrocytes et cellules de Schwann Les oligodendrocytes (SNC) ou cellules de Schwann (SNP) : forment une gaine isolante de myéline autour de l’axone de la plupart des neurones (voir plus loin la structure des neurones)

Formation de la gaine de myéline autour d’un axone périphérique, par des couches successives de membrane de cellules de Schwann ou oligodendrocytes

Dans le SNC, les axones myélinisés forment la substance blanche, alors que les dendrites et les corps cellulaires forment la substance grise. Dans le SNP, les neurones s’assemblent en faisceaux, comme les fibres d’un câble, pour former les nerfs.

Structure d’un nerf et lésions axone feuillet de myéline endonèvre périnèvre épinèvre fascicule vaisseaux sanguins

Les fibres nerveuses se disposent en faisceaux Les fibres nerveuses se disposent en faisceaux. Plusieurs faisceaux peuvent se regrouper pour constituer un nerf plus important. En 1, nous localisons l'endonèvre. Chaque faisceau est entouré, en 2, par une gaine conjonctive lamellaire, appelée périnèvre. L'ensemble des faisceaux est maintenu par du conjonctif noté en 3 et appelé épinèvre, riche en vaisseaux sanguins fléchés en 4. 

En coupe longitudinale, les nerfs donnent souvent cet aspect ondulé en vagues, très caractéristique. Parmi les nombreuses fibres amyélinisées, fléchées en 1, nous voyons en 2 quelques fibres nerveuses entourées d'un manchon blanc. Ce sont des fibres myélinisées schwanniennes. La partie lipidique de la gaine de myéline est dissoute. 

Détaillons les fibres nerveuses myélinisées Détaillons les fibres nerveuses myélinisées. En 1, la gaine de myéline est un manchon formé de l'accolement de membranes schwanniennes. Elle entoure l’axone fléché en 2. Dans les préparations ordinaires, la composante lipidique de la gaine est dissoute par des solvants tels que les alcools. Le support protéique subsiste. On le voit en 3. C'est le réseau de neurokératine qui forme un grillage rosé.

La gaine de myéline n'est pas continue La gaine de myéline n'est pas continue. Elle est régulièrement interrompue au niveau de contact de deux cellules de Schwann en 1. Elle forme les étranglements annulaires de Ranvier. L’axone, fléché en 2, n'est pas interrompu. On observe, en 3 le réseau de neurokératine, en 4 le cytoplasme schwannien externe et en 5 l'endonèvre.

On ne peut pas recoudre chaque fibre une à une (elles sont plus minces que des cheveux), mais on peut recoudre l'épinèvre. Une partie des fibres peut repousser.

Neurone sectionné Neurone intact L'axone et une partie de la gaine de myéline en aval de la section dégénèrent L'axone peut repousser en empruntant le "tunnel" formé par la gaine de myéline et l'endonèvre (1 à 5 mm par jour) Dans un nerf, ce ne sont pas toutes les fibres qui parviennent à repousser correctement ou à emprunter « le bon chemin »