G Réalisé par : Dr BENREKIA.Y

Introduction :

Le système nerveux est composé

de cellules nerveuses ou neurones

et de cellules gliales ou cellules de

soutien.

Dans l’organisme tous les

processus vitaux ont besoin pour

se réaliser d’un neurone et de sa

fonction de transmetteur.

Objectifs du cours:

1- connaitre l’organisation du SN

2- décrire la cellule nerveuse

3- connaitre les principes et les

mécanismes de l’éléctrophysiologie

I/ Organisation générale du SN

Encéphale , moelle épinière SNC

Voies afférentes Voies efférentes

SN somatique SN autonome

SNΣ

SNparaΣ -muscle lisse

-cœur

-glandes

-Muscles squelettiques

SNP

•A/ Fonctions de base:

Au nombre de 3:

1- sensibilité: (fonction sensorielle)

2- intégration: (interprétation des

changements)

3- réaction : (fonction motrice)

•B/ Mode de fonctionnement:

La totalité des informations de

l’environnement extérieur est captée

par des éléments sensoriels et

véhiculée vers le système nerveux; la

particularité de la cellule nerveuse

réside dans la capacité à conduire des

impulsions électriques qui sont un

véritable codage du message nerveux

SN

effecteur récepteur

Voie afférente Voie efférente

Le SN humain est constitué de plus

de 10¹º cellules nerveuses (neurones).

Le neurone est l’unité structurelle et

fonctionnelle du SN

II/ Description du neurone:

De manière habituelle, un neurone

présente un corps cellulaire (soma)

et deux types de prolongement :

• les dendrites, et

• l’axone

Le diamètre des corps cellulaires peut

varier de 5μm à 135μm

Les axones de certains neurones ne

dépassent pas 1mm (au niveau de

l’encéphale); d’autres ont plus d’1m

(au niveau de la moelle épinière)

Schéma d’un neurone:

Noyau cellulaire

neurofibrille

dendrites

soma

Sommet axonal

axone

Gaine de myéline

Gaine de schwann

axolemme

collatérales

Bouton terminal

Nœud de ranvier

La membrane cellulaire du soma se

prolonge au niveau de l’axone par

l’axolemme lequel est environné

dans le SNC par les oligodendrocytes

et au niveau du SNP par les cellules

de Schwann.

Dans un certain nombre de neurones,

les cellules de Schwann forment un

revêtement lipoprotéique appelé

«myéline » ou gaine de myéline, celle-

ci joue le rôle d’isolateur pour les

courant ioniques.

Elle est interrompue à intervalle

d’environ 1,5mm par les nœuds de

Ranvier.

La vitesse de conduction dans les

fibres myélinisées est relativement

plus élevée que celle dans les fibres

amyéliniques.

III- Classifications:

A/ classification structurelle:

-Neurones multipolaires ( encéphale et ME)

-Neurones bipolaires ( rétine de l’œil, oreille

interne et l’aire olfactive).

-Neurones unipolaires (ganglions postérieurs

(sensitifs) des nerfs rachidiens)

A/ classification structurelle:

B/ classification fonctionnelle:

-Neurones sensitifs ou afférents:

unipolaires, envoie l’influx nerveux

des récepteurs (organes des sens, peau,

viscères) jusqu’à la ME et l’encéphale)

-Neurones moteurs ou efférents:

Transmettent l’influx nerveux depuis

l’encéphale et la ME jusqu’aux

effecteurs (muscles et glandes )

-Neurones d’association ou interneurones:

Transmettent l’influx d’un neurone sensitif

à un neurone moteur, ils sont situés dans

l’encéphale et la ME.

NB:

Les prolongements des neurones afférents

et efférents se groupent en faisceaux pour

former les nerfs, qui appartiennent au SNP

car situés hors du SNC.

III/ Electrophysiologie:

1/Potentiel de membrane (de repos)(PM):

A/ définition:

C’est la polarisation électrique en situation

physiologique de repos d’une membrane

plasmique.

En introduisant une électrode de mesure à

l’intérieur de la cellule (méthode de patch-

clamp) on constate une différence de potentiel

(ddp): l’intérieur de la cellule est négatif par

rapport à une électrode de référence

extracellulaire.

Schéma représentatif:

MEC

MIC

B/ Origine du potentiel de membrane:

Le potentiel de membrane PM ou potentiel

de repos PR est représenté par une différence

du potentiel ddp, cette ddp est due à la

répartition inégale des ions en particulier

(Na+) et (K+) de part et d’autre de la

membrane plasmique

La [K+] est 35 fois plus élevé en intra cellulaire

(160mM) qu’ en extra cellulaire (4,5mM), alors

que la [Na+] est 14 fois plus élevé en extra

cellulaire (144mM) qu’en intra cellulaire (10mM)

L’inégale répartition des ions, en particulier: Na+

et K+ est due essentiellement à la présence:

1- Du potentiel de diffusion et potentiel

d’équilibre:

Le potentiel de diffusion est la différence de

potentiel créée de part et d’autre d’une membrane

par la différence de concentration des ions.

Alors que le potentiel d’équilibre est obtenue

suite à la contrebalance de la diffusion le long

du gradient de concentration, (c’est le

gradient électrostatique qui va

contrebalancer le gradient chimique de [] )

calculé par l’équation de NERNST :

E=

E Na+=+40mV , E K+=-75mV , E Cl- = -70mV

Il faut noter que la perméabilité

membranaires aux ions est différente;

K+ (p=1), Cl- (p=0.1), Na+ (p=0.03)

PK+> PCl- > PNa+, La membrane est par

contre totalement imperméable au Ca2+,

aucune protéine membranaire ne laissant

passer librement cet ion.

2- Des canaux de fuite responsables de flux passif

des ions Na+ et K+ (essentiellement pour le K+)

3- Des pompes Na+/K+ ATPase électrogènes qui

transportent simultanément et inégalement Na+

vers l’extérieur et K+ vers l’intérieur (3Na+/2K+

en consommant de l’énergie) d’où la positivité

externe.

4- Et à la présence des anions non diffusibles

(protéines et phosphates) à l’intérieur de la cellule

qui sont responsables de la négativité du milieu

intra cellulaire, ce qui détermine :

une augmentation de la diffusion extracellulaire du

Cl- et une rétention intracellulaire du K+ et

extracellulaire du Na+; c’est L’équilibre de Gibbs-

Donnan

l’existence d’un potentiel de membrane est

universelle aux cellules

La ddp est de :

-70mV pour la cellule nerveuse

-90mV pour la cellule musculaire

Différents mécanismes responsables du PM

Pompe

Na+/K+ATPase

Canaux de fuite

Prot et Po4-

gNa+

gK+

2/ Potentiel d’action (PA)

A/ définitions:

• Le potentiel d’action est une propriété des

cellules excitables (nerf et muscle) qui

consiste en une dépolarisation rapide suivie

d’une repolarisation de la membrane plasmique

Les PA ont une forme et une ampleur

stéréotypées, se propagent et sont des

phénomènes du tout ou rien. (ou il est

obtenue ou il ne l’est pas)

Excitabilité:

c’est le pouvoir que possèdent certaines

cellules (neurones, cellules musculaires) qui

sont capables d’être le siège de modifications

brutales et rapides de leur polarisation

(réagir à un stimulus et le convertir en un

influx nerveux)

Stimulus:

On appelle stimulus toute condition

environnementale capable de modifier le PM

(électrique, chimique, mécanique…)

Potentiel généré:

c’est un potentiel local créée dans des

structures sensitives où une stimulation

mécanique, thermique ou chimique est ainsi

convertie en un signal électrique.

le potentiel généré correspond à une

dépolarisation de la membrane cellulaire, c’est-à-

dire que le PM devient moins négatif (> -70mV),

ces potentiels locaux sont proportionnels à

l’intensité de stimulation et dont des effets de

sommation existent.

Quand l’intensité du potentiel généré dépasse un

seuil de +10mV, un PA survient

Le seuil

Est la valeur du PM à laquelle la survenue d’un PA

est inévitable. Se situe entre -65mV et -55mV pour la

cellule musculaire et la cellule nerveuse.

Une stimulation qui atteint le seuil et qui provoque

un PA est dite liminaire.

Au-delà du seuil la stimulation est dite supra

liminaire et en deça du seuil elle est dite sous

liminaire ou infraliminaire

Un courant infraliminaire dépolarisant «

cathélectrotonus » rapproche le PM du seuil

(la cathode apporte des charges négatives)

Alors, qu’un courant hyperpolarisant «

anélectrotonus » éloigne le PM du seuil

Les courants locaux sont électrotoniques

Conditions d’efficacité d’un excitant:

1- Vitesse d’établissement du courant:

L’intensité du courant électrique doit varier

rapidement pour éviter le phénomène

d’accommodation (adaptation au stimulus).

2- Intensité et duré de stimulation:

L’intensité du courant doit être suffisante (intensité

seuil), elle varie en fonction de la durée

d’application du stimulus.

La relation intensité-duré est illustrée par la courbe suivante:

Courbe intensité/durée

Double Réobase

Réobase

chronaxie Temps utile

(mA)

1- Rhéobase: c’est l’intensité seuil, au dessous de

laquelle, une stimulation n’est jamais efficace

quelque soit le temps de passage du courant.

2- Temps utile: c’est le temps pendant lequel doit

être appliquer une stimulation d’intensité égale à

la Rhéobase.

3- La chronaxie: correspond au temps pendant

lequel doit être appliquée une stimulation

d’intensité égale au double de la Rhéobase.

B/ les bases ioniques du PA:

Quand la dépolarisation initiale atteint le

seuil d’excitabilité, un nombre suffisant de

canaux sodique voltage dépendants sont

ouverts, la pompes Na+/K+ est débordée, des

ions Na+ pénètrent dans le MIC

Cet afflux ionique augmente rapidement, la

dépolarisation atteignant en moyenne +35mV

Cette phase de dépolarisation est suivie d’une

repolarisation consécutive à la sortie des ions

K+ ramenant le potentiel de membrane à

nouveau au niveau du potentiel de repos

c/ description du PA:

+50

-75

E Na+

E K+

a

b c

d

a: latence: le temps entre la stimulation et

l’enregistrement

b:dépolarisation :entrée massive des ions Na+

c:repolarisation: sortie des ions K+

d: hyperpolarisation: sortie du K+ en excès

suivie d’un rétablissement du potentiel initial

(PM) à l’aide des Na+/K+ ATPase

D/ périodes réfractaires:

1- période réfractaire absolue:

Est la période pendant laquelle un autre PA

ne peut pas se produire, quelque soit

l’intensité du stimulus

Elle coïncide avec la presque totalité du PA

2- La période réfractaire relative:

Elle correspond à une hypoexcitabilité par

hyper polarisation

Le PA peut être déclencher s’il survient un

courant plus important que le courant

habituel.

E- substances modifiant la perméabilité membranaire:

Une [Ca+2] élevée en extracellulaire rend la cellule

moins excitable et le potentiel seuil plus haut

(positif)

Une hypocalcémie augmente l’excitabilité

membranaire et rend le potentiel seuil plus bas

Le calcium diminue la perméabilité de Na+,

même effets des anesthésiques (procaïne…)

La tétrodotoxine TTX (toxine animale) bloque

l’entrée de Na+, la tétrodotoxine est 2500 fois

plus puissante que la procaïne.

La tétraéthylammonium (THA) bloque le canal

potassique donc la sortie du K+ (effet proche du

curare)

Le suxaméthonium provoque une dépolarisation

prolongée et réversible.

F/propagation du PA:

1- sens:

Le PA est propagé tout au long de la fibre

nerveuse, à partir du point de naissance du

PA (cône axonale) et se termine vers la

terminaison nerveuse (sens orthodromique)

Le PA est générateur de circuits locaux; les

courants locaux existent dans les deux sens,

en aval et en amont, mais la membrane est

inexcitable en amont (période réfractaire),

donc la transmission est uni directionnelle.

2- Mode de propagation:

*Propagation continue de proche en proche

dans les fibres non myélinisée avec un certain

délai

*Dans les fibres myélinisées se fait par un

mode saltatoire au niveau des nœuds de

Ranvier.

Propagation continue et propagation saltatoire

3- vitesse de propagation:

Elle dépond du diamètre de l’axone et de la

présence ou non de la gaine de myéline,

également de la température ambiante.

Les axones les plus gros conduisent l’influx

nerveux plus vite.

À diamètre égal, les fibres myélinisées

conduisent l’influx nerveux plus vite que les

fibres amyéliniques.

La vitesse dans les premières peut atteindre

120m/s, celle des fibres amyéliniques est

entre 0,5 et 2m/s

Le froids diminue la vitesse de propagation

Merci de votre attention