SBI4U Système nerveux Mme Guertin

1.1 Introduction

Communication Le maintien de l’homéostasie à l’intérieur de l’organisme nécessite un système de communication entre les cellules, entre les organes et entre les systèmes organiques. La communication est assurée par deux grands systèmes : le système nerveux et le système endocrinien.

Système nerveux  Contrôle les muscles, les organes et les glandes.

Fonctions du système nerveux Information sensorielle Intégration Réponse motrice

Système endocrinien  Contrôle les cellules, les organes et les systèmes organiques en relâchant des hormones

L’organisation du système nerveux Voir Biologie 12 fig. 5.2 p. 138

Système nerveux central (SNC) Encéphale Moelle épinière (spinale) Reçoit et envoie de l’info.

Système nerveux périphérique(SNP) Ganglions nerveux Nerfs crâniens et spinaux Comprend le : système nerveux autonome système nerveux somatique

Système nerveux somatique Transmet de l’info en direction et en provenance de la peau et des muscles squelettique. Volontaire

Système nerveux autonome Transmet de l’info aux organes internes Involontaire Composé du : Système nerveux sympathique Contrôle organe dans situation de stress Système nerveux parasynpatique Contrôle organe en situation de repos

1.2 Les neurones

Anatomie du neurone (1/2) Corps cellulaire : Les dendrites reçoivent une stimulation du neurone précédent. Ce stimulus déclenche la transmission de l’influx nerveux du corps cellulaire jusqu’à l’autre bout de l’axone.

Anatomie du neurone (2/2) Axone : Transmet l’influx du corps cellulaire jusqu’aux fibres terminales. Gaine de myéline : entoure l’axone et elle sert d’isolant Nœuds de Ranvier : où il n’y a pas de gaine, laissant l’axone nu.

Neurone typique

Le neurone Corps cellulaire Dendrites Axone Noyau Cytoplasme Nœud de Ranvier Gaine de myéline (cellules de Schwann) Synapses Dendrites Axone

Types de neurones Il y a plusieurs types de neurones plus ou moins ramifiés. L’axone est, de façon générale, plus longue et recouverte d’une gaine de myéline.

Transmission de l’influx nerveux La transmission de l’influx nerveux est semblable au passage d’un courant électrique à travers un circuit sauf pour les différences suivantes : le signal de l’influx nerveux s’affaiblit avec la distance parcourue; l’influx nerveux voyage plus lentement (130 m/s en moyenne).

L’influx nerveux Corps cellulaire Axone Dendrites L’influx nerveux se dirige vers le corps cellulaire par les dendrites. L’influx nerveux s’éloigne par l’axone.

Neurone au repos L’intérieur de la membrane est chargé négativement. L’extérieur est chargé positivement. Cette différence est le potentiel de repos = -60 mV

La polarisation (au repos) La polarisation est le résultat de la répartition inégale des ions de part et d’autre de la membrane. Milieu intérieur Ions Milieu extérieur Surtout Na+ (sodium) Surtout K+ (potassium) + – Protéines chargées négativement Ions phosphates PO4- Surtout Cl- (chlore)

Potentiel de repos La membrane a des canaux qui permettent le mouvement des Na+, K+ et Cl- Les protéines (–) sont prisonnières à l’intérieure de la cellule. Pompe sodium/potassium : quand 3 Na+ sont transportés hors de la cellule, 2 K+ entrent. Puisque les protéines ne peuvent sortir de la cellule = (-) à l’intérieur, (+) à l’extérieur.

Répartition des ions au repos Cl- Cl- Na+ Na+ Cl- 14+ 7- Na+ Cl- K+ Na+ K+ Na+ K+ Na+ Cl- K+ Cl- Cl- Na+ Na+ Na+ Na+ Prot. - PO4- Prot. - PO4- 7+ 11- Prot. - K+ Na+ K+ K+ Prot. - PO4- Prot. - K+ Prot. - PO4- PO4- K+ K+

Étapes de la transmission d’un influx nerveux Stimulus seuil Potentiel électrique La synapse

A. Stimulus seuil (1/2) Pour qu’il y ait un influx nerveux, il faut un stimulus seuil, c’est-à-dire d’une magnitude égale ou supérieure à une certaine valeur minimum. C’est la loi du tout ou rien.

A. Stimulus seuil (2/2) Lorsque cet influx nerveux a lieu, la force de la réaction est uniforme sur toute la longueur de l’axone et ne dépend pas de la force du stimulus. Un axone NE peut PAS avoir une réaction faible ou forte, il réagit ou non. Par contre, la fréquence des influx nerveux peut être plus élevée.

B. Dépolarisation (1/2) Lors d’une stimulation, la membrane devient perméable aux ions Na+ qui entrent ce qui change le potentiel ( de -60 mV à + 40 mV). Ce nouveau potentiel se nomme potentiel d’action, car il correspond à la transmission de l’influx nerveux.

B. Dépolarisation (2/2) Cette dépolarisation se propage tout le long du neurone à partir du site de stimulation vers l’autre bout de l’axone

B. Repolarisation (1/3) Lorsque le neurone est dépolarisé, il ne peut plus être stimulé. Cette période est de l’ordre de 0,0005 à 0,002 sec.

B. Repolarisation (1/3) Une fois dépolarisée, la membrane redevient imperméable aux ions Na+ et les ions K+ se diffusent vers l’extérieur pour maintenir l’équilibre électrochimique.

B. Repolarisation (1/3) Le retour au potentiel de repos se fait à mesure que des pompes à ions font activement sortir les ions Na+ et entrer les ions K+.

Vitesse de l’onde de dépolarisation Environ 2 m/s Plus lent quand ce n’est pas une priorité (p. ex. Signal envoyé à l’intestin) Plus rapide quand tu dois arrêter un objet est lancé vers tes yeux.

Noeud de Ranvier L’onde de dépolarisation peut sauter d’une neoud de Ravier à un autre cher les neurone myélinisé. Cela accélère la vitesse de l’onde (120 m/s)

Gaine de myéline Cellule de Schwann enroulée autour de l’axone.

Cellule de Schwann Permet aux neurones de se régénérer en formant un tube de régénération.

La synapse

La synapse (1/3) L’influx nerveux voyage toujours d’une seule direction, de l’axone d’un neurone vers les dendrites du corps cellulaire d’un autre neurone. Ces connexions entre les neurones se nomment synapses et il y en a autour de 1012/cm3 dans le cerveau.

La synapse (2/3) Les neurones sont séparés au niveau de la synapse par un espace dit synaptique que l’influx nerveux doit franchir pour poursuivre son chemin.

La synapse (3/3) Les fibres terminales de l’axone se terminent par des boutons synaptiques qui contiennent des vésicules synaptiques renfermant des neurotransmetteurs (substances chimiques capables de dépolariser le neurone suivant).

Étapes de la transmission synaptique (1/4) Lors de la dépolarisation d’un neurone, les vésicules synaptiques se fusionnent à la membrane présynaptique (1er neurone) et déchargent leurs neurotransmetteurs dans la fente synaptique entre les deux neurones.

Étapes de la transmission synaptique (1/4) Les neurotransmetteurs traversent la fente synaptique et se fixent à des récepteurs sur la surface de la membrane postsynaptique (2e neurone) et changent le potentiel produisant soit une excitation ou une inhibition.

Étapes de la transmission synaptique (1/4) Dans le cas d’une excitation, la perméabilité de la membrane change et une dépolarisation a lieu et se propage tout le long du neurone. Dans le cas d’une inhibition, le neurotransmetteur cause une superpolarisation en laissant sortir les ions K+ mais en demeurant imperméable aux ions Na+. Dans cet état, le neurone ne répond pas aux stimuli.  

Étapes de la transmission synaptique (1/4) Les neurotransmetteurs doivent être neutralisés par des enzymes de façon à ce que la membrane postsynaptique puisse se repolariser.

Vidéo http://www.youtube.com/watch?v=HXx9qlJetSU http://www.youtube.com/watch?v=90cj4NX87Yk http://www.youtube.com/watch?v=LT3VKAr4roo

Neurotransmetteurs

Neurotransmetteurs (1/2) L’adrénaline et la noradrénaline sont des neurotransmetteurs importants pour le système nerveux sympathique. D’autres neurotransmetteurs sont spécialisés dans les synapses chez les neurones du cerveau, dont la sérotonine (rôle sur la vivacité d’esprit, la somnolence, thermorégulation et l’humeur) et la dopamine (stimulant commande les muscles squelettiques).

Neurotransmetteurs (2/2) Produit chimique qui stimule les neurones ou les muscles. Il en existe plus de 100 La compréhension du rôle des neurotransmetteurs permet de traiter des maladies neurologiques ValiumMC : augmente le GABA = dissipe l’anxiété) ProzacMC : augmente la sérotonine (antidépresseur)

Effets des poisons sur les synapses Le curare est un poison d’origine végétale utilisé par les Indiens d’Amérique du Sud qui possède une structure similaire à celle de l’acétylcholine et se lie irréversiblement avec l’acétylcholinestrérase ce qui provoque la mort.

Effets des drogues sur les synapses Les substances comme la caféine, la cocaïne et la méthamphétamine augmentent la vitesse de transmission.