Tissu nerveux Biologie 122

Complexité du système nerveux « Le système nerveux est peut-être le système le plus complexe qui existe, quel que soit l’organisme. À lui seul, l’encéphale humain contient plus de 100 milliards de cellules nerveuses. Chacune de ces cellules réunit jusqu’à 10 000 connexions à d’autres cellules nerveuses. Ainsi, un influx nerveux – un signal électrochimique – qui va à l’encéphale ou en part pourrait emprunter 1015 trajets possibles. »

Le tissu nerveux Est fait de deux types de cellules : Les neurones Les cellules gliales Les cellules gliales ne transmettent pas d’influx nerveux; ce sont les neurones qui sont essentiellement le moteur du système nerveux. Elles permettent la réception et la transmission des influx nerveux. Elles possèdent donc des fonctions d’excitabilité et de conductivité.

Cellule gliale Très important dans l’activité des neurones. 10 fois plus nombreux que les neurones. Fonctions : Nourrir les neurones Débarrassent de leurs déchets Protège les neurones contre l’infection

Types de cellules gliales

Neurone Les neurones ont une longévité extrême; ils vivent toute une vie. Ils ont une vitesse de métabolisme exceptionnelle. Mais : Incapables de se reproduire Ne peuvent pas survivre plus de quelques minutes sans oxygène

Destruction des neurones

Types de neurones Neurones sensoriels Neurones moteurs Interneurones

Neurones sensoriels S’occupent de la réception sensorielle. Ils prennent l’information des récepteurs sensoriels (les sens). Ils transmettent ces influx au SNC.

Neurones moteurs S’occupent de la réaction motrice. Ils transmettent l’information du SNC aux muscles, aux glandes et à d’autres organes. Transmettent donc l’information aux effecteurs.

Interneurones S’occupent de l’intégration. Ils sont tous situés dans le SNC. Ils servent de lien entre les neurones sensoriels et les neurones moteurs, ainsi qu’entre d’autres interneurones. Ils traitent et intègrent l’information sensorielle d’entrée et relaient l’information motrice de sortie.

Quelques questions dans vos notes Compare les fonctions élémentaires des neurones et des cellules gliales. Énumère les trois types de neurones. Identifie leurs fonctions principales.

La chaîne de transmission d’influx p.369 La chaîne de transmission d’influx Étape Structures Fonctions 1 Récepteurs sensoriels 2 Neurones sensoriels 3 Interneurones 4 Neurones moteurs 5 Effecteurs

L’arc réflexe

Structures cellulaires

Neurone : structure cellulaire

Corps cellulaire Dans la plupart des cas, les corps cellulaires des neurones se retrouvent à l’intérieur du SNC. Donc, les noyaux sont protégés par les 3 tissus protecteurs. Ceux qui sont situés le long des nerfs dans le SNP sont nommés ganglions.

Dendrite Les dendrites transportent les impulsions provenant d’autres neurones vers le corps cellulaire. Le grand nombre de dendrites et de ramifications augmentent la surface disponible pour recevoir de l’information.

Axone Le neurone typique possède un axone, qui achemine les influx à partir du corps cellulaire. Un axone peut mesurer de 1 mm à 1 mètre de longueur. La terminaison de l’axone est ramifiée en fibres nombreuses. (arborisation terminale)

Gaine de myéline Les axones longs sont recouverts d’une enveloppe blanchâtre, lipidique et segmentée appelée gaine de myéline. La myéline protège les axones et les isole électriquement les uns des autres. Elle accroît la vitesse de transmission des influx nerveux. L’axone amyélinisé achemine les influx nerveux très lentement.

Arborisation terminale L’arborisation libère des signaux chimiques dans l’espace qui sépare l’axone des récepteurs ou des dendrites de cellules voisines, afin de communiquer avec les neurones, les glandes ou les muscles adjacents. Leur rôle est très important lors de la synapse!

Les nerfs Les neurones sont organisés en tissus, nommés nerfs : p.368 Les neurones sont organisés en tissus, nommés nerfs : Faisceau nerveux : groupement de centaines de neurones Nerf : groupement de plusieurs faisceaux nerveux On peut comparer un nerf à un câble de fibres optiques. Certains nerfs consistent des neurones sensoriels, d’autres des neurones moteurs.

Comment les neurones produisent-ils des INFLUX NERVEUX

Influx Nerveux C’est similaire à de l’électricité dans un fil. L’influx nerveux transmis le long d’un neurone, de la dendrite ou du corps du neurone jusqu’à l’extrémité de l’axone, est un message électrique créé par le flux d’ions à travers la membrane cellulaire du neurone.

Flux d’ions Le flux d’ions passant à travers la membrane peut se transformer en un message qui se propage dans une direction perpendiculaire à ce flux, i.e. le long du neurone.

Le concept de potentiel Dans toutes les cellules vivantes, il y a une différence de charge entre les deux côtés de la membrane cellulaire, le cytoplasme étant plus négatif que le milieu extracellulaire. Potentiel : mesure d’intensité d’électricité, définie selon la différence de charge entre deux milieux, exprimé en volts (V).

Le signe (-) du potentiel Par convention, le potentiel est nul à l’extérieur de la cellule. Donc, le (-) indique que le cytoplasme est chargé négativement par rapport au milieu extracellulaire. Seulement des cellules spécialisées peuvent générer une différence de potentiel, e.g.: Neurones Cellules musculaires

Potentiel de membrane Ce potentiel est créé par les différences de composition ionique entre les liquides intracellulaire et extracellulaire. Ceci est possible à cause de la perméabilité sélective de la membrane cellulaire. Les ions responsables de la différence de potentiel sont, parmi plusieurs, K+, Na+, Cl-, et d’autres anions (protéines, acides aminés, sulfates, phosphates)

Rappel : membrane cellulaire

Potentiel d’action Il s’agit du potentiel qui est atteint lorsqu’un stimulus déclenche une dépolarisation surpassant le seuil d’excitation. Le seuil d’excitation d’un neurone est habituellement près de -50 mV. Ce potentiel constitue une réaction de type tout ou rien.

Influx nerveux = Propagation du potentiel d’action Pour comprendre comment fonctionne un influx nerveux (qui est un potentiel en mouvement), on doit étudier les phénomènes du potentiel d’action : 1 – potentiel de repos 2 – dépolarisation 3 – repolarisation 4 – hyperpolarisation

Concept : Polarisation Définition : phénomène par lequel un stimulus change le signe du potentiel entre deux milieux. Préfixes importants : Dé : diminue Re : Remet à la normale Hyper : augmente

1 - Potentiel de repos Dans un neurone au repos, le potentiel est habituellement près de -70 mV. (le négatif signifie ici que l’intérieur du neurone est chargé négativement par rapport au milieu extracellulaire).

Pompe à sodium et à potassium À l’état de repos du neurone, les canaux protéiques (ou protéines intrinsèques) qui sont responsables des pompes à sodium et à potassium sont ouvert.

Neurone au repos p.374 3 ions Na+ sont pompés en dehors du neurone par transport actifs. 2 ions K+ sont pompés à l’intérieur du neurone. Les Na+ se diffusent lentement à travers la membrane vers l’intérieur, et les K+ se diffusent lentement vers l’extérieur. Résultat : une charge négative se forme à l’intérieur du neurone.

Seuil d’excitation Alors, le neurone développe un potentiel entre le milieu extracellulaire et le cytoplasme. Le potentiel peut varier un peu, mais lorsqu’il atteint le seuil d’excitation, le neurone passe à l’action et commence la dépolarisation.

2 – Dépolarisation Dans cette phase, les canaux à sodium s’ouvrent, mais les canaux à potassium restent fermés. Donc : dépolarisation = entrée des Na+

3 – Repolarisation Dans cette phase, les canaux à sodium se referment, et les canaux à potassium s’ouvrent. Donc : repolarisation = Sortie des K+

4 - Hyperpolarisation Les canaux à potassium sont encore ouverts, car ils sont plus lents à rétablir la polarisation. Ce réajustement prend généralement moins de 2 millisecondes. L’état de repos est par la suite rétabli, et le neurone est prêt à répondre au stimulus suivant.

Donc, le potentiel d’action :

Influx nerveux : propagation du potentiel d’action Les impulsions se propagent par eux-mêmes. Une impulsion en un point d’axone cause une impulsion dans le prochain point le long de la membrane. Comme des dominos.

Vitesse d’impulsion nerveuse Dépend du diamètre de l’axone (V = R I) Plus grand le diamètre, plus vite l’impulsion La vitesse d’impulsion peut varier autant que 1 cm/s à 100 m/s. Dépend aussi de la présence de myéline (donc de nœuds de Ranvier) La gaine de myéline isole l’axone et augmente la vitesse d’impulsion nerveuse, par ce qu’on appelle la conduction saltatoire.

Impulsion Nerveuse

conduction saltatoire : mécanisme qui accélère la transmission de l’influx nerveux

Conduction saltatoire lors de la dépolarisation

Synapse La synapse se fait dans l’arborisation terminale de l’axone. C’est en fait comment qu’un neurone passe son impulsion à un autre neurone.

Synapse : neurotransmetteur Des vésicules partant de l’arborisation terminale contient des milliers de molécules d’un neurotransmetteur, une substance jouant le rôle de messager intercellulaire qui est libérée dans la fente synaptique. Exemples de neurotransmetteurs : Dopamine Épinephrine Norépinephrine

Synapse : électrique à chimique Afin de pouvoir passer le potentiel d’action d’un neurone au prochain, le neurone doit passer à travers une procédure : Entrée du Ca2+ dans la terminaison nerveuse. Exocytose des neurotransmetteurs à l’aide des vésicules. Neurotransmetteurs se lient à des protéines réceptrices sur la membrane postsynaptique. Protéines réceptrices activent des canaux, et s’ouvrent afin de permettre au Na+ d’entrer dans la cellule postsynaptique. Les neurotransmetteurs se dégradent par des enzymes.

Synapse chimique