Tissu nerveuxBiologie 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

1. Compare les fonctions élémentaires des neurones et des cellules gliales.

2. Énumère les trois types de neurones.3. Identifie leurs fonctions principales.

La chaîne de transmission d’influxÉtape Structures Fonctions

1Récepteurs sensoriels

2Neurones sensoriels

3Interneurones

4Neurones moteurs

5Effecteurs

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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 :– 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.

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INFLUX NERVEUXComment les neurones produisent-ils des

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 repos2 – dépolarisation3 – repolarisation4 – 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• 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.

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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 :

1. Entrée du Ca2+ dans la terminaison nerveuse.2. Exocytose des neurotransmetteurs à l’aide des vésicules. 3. Neurotransmetteurs se lient à des protéines réceptrices sur

la membrane postsynaptique.4. Protéines réceptrices activent des canaux, et s’ouvrent afin

de permettre au Na+ d’entrer dans la cellule postsynaptique.5. Les neurotransmetteurs se dégradent par des enzymes.

Synapse chimique