SEQUENCE 6 : ACTIVITES REFLEXES

Never give up Do everything as well as possible

NCHARE Samuel Fabrice PLEG

Famille de situation : Problèmes liés aux dysfonctionnement ou structures intervenant dans la

réalisation des réflexes.

SEQUENCE 6 : ACTIVITES REFLEXES

Situation problème :

Au bout du fil, ton meilleur ami est en pleurs. Il a du mal à te parler, les mots étant noyés dans

ses émotions. Lorsque tu réussis à le calmer, il affirme qu’il a été victime d’un accident de

moto. Il dit aussi qu’il ne comprend pas pourquoi il n’arrive plus à bouger ses jambes, alors

que la voiture a juste percuté son dos. Selon le médecin, il ne marchera probablement plus. Tu

essaies de le réconforter, mais au fond, tu comprends que sa carrière de footballeur est peut-

être achevée.

1) Identifie le problème dans le texte, ainsi que sa cause ;

2) Détermine l’organe ou la structure qui a été touché, provoquant la paralysie, étant

donné que les jambes n’ont subies aucun traumatisme ;

3) Propose des solutions, s’il en existe.

Compétence visée : Sensibiliser sur les dysfonctionnements des structures intervenant dans la

réalisation des réflexes.

Leçon 18 : Structure du tissu nerveux

Prérequis : Chaque fois que le professeur balance un morceau de craie sur l’élève Zouma

parce que ce dernier est distrait, l’élève en question adopte une posture de défense et éloigne

son visage comme par peur, alors que la craie n’est pas sensée lui faire mal.

Donne un nom à la réaction de ZOUMA, puis identifie les caractéristiques de cette réaction.

OPI : -réaliser la dissection et l’observation de l’encéphale d’un mammifère ;

Activité : Structure des centres nerveux

Les documents 1 et 2 illustrent les centres nerveux chez un mammifère.

1) Nomme le centre nerveux des mouvements volontaires, et précise sa localisation.

2) Nomme le centre nerveux des mouvements involontaires ainsi que sa localisation.

3) Détermine les actions à réaliser pour les observer à l’œil nu.

4) Un centre nerveux est protégé par un ensemble d’enveloppes, appelés méninges.

Nomme-les et précises leurs positions relatives par rapport au centre nerveux.

5) L’observation de la moelle épinière laisse apparaitre une structure de couleur blanche.

Nomme la partie de ce centre nerveux responsable de cette couleur. Puis, détermine la

couleur externe de l’encéphale, si la disposition des parties principales étaient

inversées, par rapport à celle de la moelle épinière.

Activité : structure des nerfs

Le document 3 met en évidence l’anatomie d’un nerf.

1) Identifie les éléments constitutifs d’un nerf, ainsi que leur rôle probable ;

2) Un nerf permet de rendre possible la communication entre un centre nerveux et un

organe (effecteur)



Détermine les parties qui permettent au nerf rachidien d’être en contact avec la moelle

épinière, en te servant aussi du document 2 ;

3) Le document 5 met en évidence l’unité anatomique de la cellule nerveuse. Identifie les

parties que tu reconnais.

Résumé :

Chez les animaux, les fonctions de relation sont les différentes fonctions permettant à

l’individu d’interagir avec son environnement. Il s’agit entre autre, des fonctions sensorielles

(faisant intervenir les organes de sens), les fonctions motrices (contraction des muscles pour

mouvements) et les fonctions du système nerveux (commande et communication nerveuse).

Le système nerveux est un système biologique présents chez les animaux (Eumétazoaires),

leur permettant de réagir avec leur environnement, et d’assurer la coordination rapide entre les

différentes parties du corps.

Le système nerveux est constitué par deux sous-ensembles : le système nerveux central ou

SNC, constitué par les centres nerveux (Encéphale et moelle épinière), et le système nerveux

périphérique ou SNP, constitué par les nerfs.

1) Les grandes lignes de la structure des centres nerveux.

Les centres nerveux forment le système de commande et de coordination des

mouvements. On distingue :

-L’encéphale, centre nerveux responsable des mouvements volontaires. Il est logé dans la

boite crânienne, et formé de 5 étages :

* le télencéphale, partie antérieure de l’encéphale comprenant essentiellement les deux

hémisphères cérébraux, communément appelés cerveau. Sa surface extérieure appelée cortex

cérébral ou écorce grise est constituée de la substance grise, plissée en de nombreuses

circonvolutions cérébrales qui multiplient cette surface par trois;

* le diencéphale ou cerveau intermédiaire : son toit s’évagine pour donner naissance aux

yeux ; ses parois contiennent le thalamus et son plancher forme l’hypothalamus (centre des

comportements, de l’alimentation, de la thermorégulation et de la reproduction), auquel est

relié l’hypophyse ;

* le mésencéphale ou isthme du cerveau qui contient le centre de l’alternance

veille/sommeil ;

* le métencéphale formé de la protubérance annulaire et du cervelet.

* le myélencéphale, formé par le bulbe rachidien, responsable du maintien des fonctions

végétatives.

-La moelle épinière, centre nerveux des mouvements involontaires, est logé dans le creux des

vertèbres constituants la colonne vertébrale. Elle est essentiellement formée de substance

grise, interne, (contenant les corps cellulaires des motoneurones), et d’une substance blanche,

externe.

En plus de la protection osseuse, les centres nerveux sont également protégés par des

enveloppes, appelées méninges :

- la dure-mère, enveloppe externe fibreuse plaquée contre la paroi crânienne, joue le

rôle protecteur ;

- la pie-mère, enveloppe interne qui adhère étroitement à l’encéphale, joue le rôle

nourricier ;



- l’arachnoïde, réseau lâche dont les espaces sont remplis de liquide céphalo-

rachidien ; ce liquide rempli aussi les cavités de l’encéphale. Il allège l’encéphale (en

flottant, il perd 97 % de sa masse) et lui assure une suspension hydraulique, le

protégeant contre les chocs et les déplacements brutaux.

Document 1 + document 2

2) Notion de nerfs

Les nerfs forment le système nerveux périphérique. Ce sont des tissus qui assurent la

conduction des messages nerveux, entre les centres nerveux, les organes de sens et les organes

effecteurs (muscles, glandes).

L’encéphale est reliés à douze paires de nerfs (crâniens), alors que la moelle épinière est reliée

à 31 paires de nerfs rachidiens.

Un nerf rachidien entre en contact avec son centre nerveux, via deux racines : une racine

ventrale ou antérieure, et une racine dorsale ou postérieure, remarquable par la présence d’un

ganglion spinal.

La coupe transversale d’un nerf montre que ce dernier a une organisation hiérarchisée, et

stabilisée par un tissu conjonctif appelée névroglie, constitué de :

- L’épinèvre qui entoure tout le nerf entier ;

- Le périnèvre qui entoure chaque fascicule (un fascicule est un ensemble formé par

plusieurs neurones) ;

- L’endonèvre qui entoure chaque neurone.

On observe également des vaisseaux sanguins, entre les fascicules du nerf.

Document 3 + Document 4

3) Notion de neurone.

Le neurone est l’unité anatomique du tissu nerveux C’est une cellule spécialisée dans la

génération, la conduction et la transmission du message nerveux. Il est formé par trois parties

principales : le corps cellulaire ou péricaryon ou soma, contenant le noyau et les autres

organites ; la fibre nerveuse, prolongement allongé du cytoplasme, recouverte de myéline ou

non ; l’arborisation terminale, munie de boutons synaptiques.

Document 5

4) Les types de neurones

En réalité, il existe plusieurs formes de de neurones dans l’organisme :

Dans les tissus nerveux, on distingue plusieurs types de neurones en fonction de leur

structure :

- les neurones multipolaires (moelle épinière) ;

- les neurones bipolaires (rétine) ;

- les neurones unipolaires (motoneurones médullaires) ;

- les neurones en T (ganglion spinal) ;

- les neurones pyramidaux (cortex cérébral) ;

- les neurones de Purkinje (cervelet).

Document 6



Leçon 19 : Réflexes innés ou inconditionnels

OPI : -réaliser l’étude expérimentale des réflexes médullaires chez les batraciens ;

- Réaliser l’étude expérimentale des réflexes myotatiques.

Activité : expérience de Pluger.

Soit le schéma du document 8. Analyser et interpréter chaque image. On rappelle :

-la grenouille est décérébrée (on a détruit son encéphale), mais elle est spinale (sa moelle

épinière n’est pas détruite) ;

-Pour chaque arrêt d’image, on a plongé un doigt de la patte postérieure droite, dans une

solution d’acide, dont le niveau de concentration est symbolisé à la première ligne du tableau ;

-après chaque test, on a rincé la peau de l’animal, afin d’éviter l’effet d’addition de l’acide.

1) Détermine le type de mouvement (volontaire ou involontaire) réalisé par une grenouille

spinale ;

2) Pour chaque arrêt d’image, identifie la partie du corps de la grenouille qui réagit à la

stimulation.

3) conclut, à travers l’établissement d’un lien entre la réaction de l’animal et l’intensité de la

stimulation.

Activité : expérience de Bell et Magendie.

Soit le document 7 de la planche :

1) Nomme le nerf sur lequel les auteurs font l’expérience ;

2) Identifie les racines ventrales et dorsales, puis justifie ta réponse ;

3) Interprète les résultats du tableau ;

4) Si en plus, on démedulle l’animal, elle ne réagira plus à aucune stimulation. Détermine

les différents éléments intervenants dans la réalisation d’un acte réflexe en te servant

des documents 7 et 8.

Activité : réflexe achilléen

On percute avec un marteau réflexe, le tendon d’Achille d’un individu. On observe

l’extension du pied. On répète l’action plusieurs fois, et on obtient la même réponse. On

rappelle que le tendon d’Achille est l’extrémité du triceps sural (muscle du mollet).

1) En te servant du document 10, Identifie dans ce réflexe, les éléments qui

correspondent : le stimulus, le centre nerveux, les voix sensitives, les voies motrices,

l’organe effecteur, la réponse réflexe, le récepteur sensoriel.

2) Identifie la différence entre ce réflexe, et celui de flexion de la jambe de la grenouille.

Activité : Innervation réciproque

Analyse le schéma en dessous du document 10.

1) Identifie le nombre de fibres sensitives et fibres motrices intervenant ;



2) Détermine la fonction de chaque fibre motrice.

3) Relève la condition de réalisation coordonnée du mouvement d’extension du pied, en

rapport avec la réponse du soléaire et du jambier antérieur.

4) Déduit la notion de muscles antagonistes, et cite d’autres exemples de ce type de

muscles.

Résumé :

Un réflexe est une réaction involontaire, stéréotypée et prévisible, en réponse à une

stimulation. Pour un réflexe inné, ce dernier existe dès la naissance. Par contre, il existe des

réflexes qu’on développe grâce à nos apprentissage et expérience : ce sont des réflexes acquis

ou conditionnels, qui ne rentrent pas dans le cadre de ce cours.

1. Réflexes médullaires chez la grenouille 1.1 Mise en évidence de l’expérience de PFLUGER

Pour mener à bien cette expérience, le chercheur a manipulé une grenouille spinale (on a

détruit son encéphale, mais sa moelle épinière est intacte). Il a aussi utilisé des solutions

d’acide chlorhydrique de concentration progressivement élevée.

Document 8.

Au terme de cette expérience, il ressort que pour toute stimulation de la peau d’intensité

supérieure au seuil, la réponse réflexe intéresse un nombre de muscles d’autant plus élevé que

l’intensité de la stimulation est plus grande.

1.2. Mise en évidence de l’expérience de Waller, Bell et Magendie

Document 7. ( A compléter par des interprétations)

1.3. Eléments intervenants dans un acte réflexe.

Si nous trempons l’extrémité du doigt de la patte de la grenouille avant de la mettre au contact

de l’acide chlorhydrique concentrée, on n’observera aucune réponse, preuve que les

terminaisons nerveuses qui détectent la stimulation ne sont plus sensibles. L’éther a permet

d’anesthésier localement la grenouille.

Les éléments qui interviennent dans la réalisation d’un acte réflexe sont :

- Un récepteur sensoriel. C’est une structure (terminaison nerveuse ou partie de toute

autre cellule) capable de détecter une stimulation et de la convertir en influx nerveux.

En général, le récepteur sensoriel est situé dans l’organe de sens, à la périphérie de

l’organisme. Pour ce fait, le réflexe est qualifié d’extéroceptif. Lorsque le récepteur

sensoriel est situé dans les viscères, on parle de réflexe intéroceptif ou végétatif. Si

par contre, le récepteur sensoriel est situé dans l’organe même qui va réagir à la

stimulation, on parlera de réflexe proprioceptif ;

- Des conducteurs centripètes qui véhiculent le message nerveux, du récepteur sensoriel

vers le centre nerveux. Ex : fibres sensitives du nerf sciatique ;

- Des conducteurs centrifuges ou moteurs, qui transportent l’influx nerveux, du centre

nerveux, vers l’organe effecteur. Ex : fibres motrices du nerf sciatique.

- Un centre nerveux, qui traite le message nerveux, et identifie la nature de la réponse,

ainsi que l’organe qui va réagir éventuellement. Ex : la moelle épinière;



- Un organe effecteur, qui reçoit le message nerveux provenant du centre nerveux à

travers le conducteur moteur. Ex : le soléaire (muscle).

Exercice : Dans le réflexe inné de salivation, si on dépose une goutte de solution salée sur la

langue, l’individu va saliver. Identifie pour chacun des 5 éléments précédents, la structure

responsable, pour ce réflexe.

1.4. Arc réflexe

L’arc réflexe est le chemin suivi par l’influx nerveux, du point d’excitation, jusqu’à l’organe

effecteur. Ce chemin correspond à l’itinéraire : récepteur sensoriel, conducteur sensitif, centre

nerveux, conducteur moteur, organe effecteur.

Document 9

2. Réflexe myotatique

2.1. Exemple de réflexe myotatique : le réflexe Achilléen

Lorsqu’on percute avec un marteau réflexe, le tendon d’Achille d’un individu, on observe

l’extension de son pied. Cette extension est rendue possible grâce à la contraction du soléaire,

muscle du mollet. Ce muscle est donc qualifié d’extenseur. Au cours de ce réflexe, la

percussion du tendon d’Achille a étiré (ou stimulé) des récepteurs sensoriels, situés dans le

soléaire.

Un réflexe myotatique correspond à la contraction d’un muscle, en réponse à son propre

étirement (sa propre excitation). Dans un tel réflexe, on retrouvera toujours un arc réflexe,

constitué du récepteur sensoriel (fuseau neuromusculaire), les conducteurs sensitifs (ceux du

nerf sciatique), le centre nerveux (moelle épinière), les conducteurs moteurs (du nerf

sciatique), l’organe effecteur (le soléaire). On remarque que le nerf sciatique est un nerf

mixte, possédant les fibres sensitives et motrices.

Document 10

2.2. Innervation réciproque des muscles antagonistes

Le mouvement d’extension observé lors du réflexe achilléen résulte non seulement de la

contraction des muscles extenseurs, mais aussi du relâchement des muscles fléchisseurs

(jambier antérieur). En effet, un muscle au repos, présente un certain tonus qui est la

conséquence de l’arrivée permanente des messages nerveux moteurs lui imposant une faible

contraction. Le relâchement musculaire signifie que le muscle ne reçoit plus d’influx nerveux

moteur venant du centre nerveux contrôlant le réflexe.

Pour expliquer cette coordination musculaire, c'est-à-dire le fait que le muscle extenseur se

contracte pendant que le muscle fléchisseur se relâche lors du réflexe, il faut admettre une

double action des messages nerveux afférents provenant des fuseaux neuromusculaires :

- une activation des motoneurones du muscle étiré déclenchant ainsi sa contraction ;

- une inhibition des motoneurones du muscle antagoniste provoquant une chute de

son tonus.

Ce traitement médullaire du message sensitif suppose l’intervention « d’aiguillage »

neuronique complexe avec une voie excitatrice simple monosynaptique et une voie

inhibitrice plus complexe et disynaptique ; la présence de l’interneurone étant indispensable

pour assurer l’inhibition du motoneurone relié au muscle fléchisseur.



Les muscles antagonistes reçoivent donc une innervation particulière appelée innervation

réciproque ,c'est-à-dire un dispositif assurant l’inhibition des motoneurones innervant un des

muscles antagonistes alors que l’autre doit se contracter.

Document 10 bis.

2.3. Importance physiologique des réflexes myotatiques.

Les réflexes myotatiques sont impliqués dans le maintien de la posture. En effet, dans un

environnement où les individus sont soumis à des forces (pesanteur, vent, poussée

d’Archimède, etc.), la position du corps dans l’espace est soumise en permanence à ces

forces, qui tendent à modifier la posture. Le maintien de la posture est assuré par le tonus

musculaire, réponse des muscles étirés par l’action de ces forces extérieures, pour assurer le

maintien du tonus musculaire indispensable à la réalisation du phénotype.

Ainsi, certains individus, après certaines pathologies, traumatismes, états physiologiques ou

de façon congénitale, peuvent manifester certaines anomalies (absences de réflexes ou

paralysies). On peut citer entre autres :

- Les fractures (touchant la colonne vertébrale par exemple) qui sont paralysés des

jambes ;

- La névralgie sciatique (compression physique, lésion ou inflammation du nerf

sciatique), entrainant la paralysie de la jambe ou la perte du réflexe achilléen ou

rotulien) ;

- La syphilis tertiaire ou Tabès, entrainant une destruction neurologique ;

- Un accident vasculaire, etc.



SEQUENCE 7 : FONCTIONNEMENT DES NEURONES

Situation problème : La légende raconte qu’il y a 2 siècles, des indiens de l’Amazonie ont

constaté qu’un aigle enfonçait ses serres dans la tige d’une plante particulière avant de foncer

sur sa cible. En enduisant la pointe de leurs flèches avec la sève de cette même plante, des

chasseurs réussissent à paralyser le gibier, même par simple égratignure. Des années plus tard,

des chercheurs comprirent que la molécule active est le curare, et permet d’empêcher la

communication nerveuse entre les fibres nerveuses et musculaires (squelettiques, cardiaques,

respiratoires, etc.). Par ailleurs, il existe d’autres molécules connues, avec par contre des

actions amplificatrices sur la communication nerveuse.

1) Identifie les potentiels problèmes liés à l’utilisation des molécules concernées dans le

texte, pouvant modifier la communication nerveuse.

2) Propose des applications possibles liées à l’utilisation de ces molécules.

Compétence visée : Préserver le fonctionnement des neurones, et sensibiliser sur les effets de

certaines substances sur la transmission synaptique.

Leçon 20 : Le potentiel de repos

Prérequis : Rappeler la notion de dialyse ; rappeler les différentes modalités d’échanges des

substances dissoutes à travers une membrane.

OPI : - mettre en évidence le potentiel de repos, à travers un schéma de montage

expérimental ;

- Faire une interprétation ionique du P.R.

Activité 1 : Soit le document 11, illustrant le potentiel membranaire de cellule nerveuse non

stimulée.

Au temps T0, les bornes de l’oscilloscope sont dans le liquide physiologique ; Au temps T1,

on introduit la borne S3 de l’oscilloscope dans l’axone.

1) Interprète la variation de la tension électrique enregistrée sur l’oscilloscope à t0, puis à

t1.

2) Propose la manipulation réalisée avec l’électrode S3, expliquant la valeur de la tension

au temps t2.

3) Déduit la valeur du potentiel de la membrane d’une cellule nerveuse au repos, appelée

potentiel de repos.

Activité 2 : Soit le document 12. Réponds aux questions 1, 2 et 3 du guide d’exploitation

Résumé

1. Etude expérimental du potentiel de repos

Document 11 ;

A t0, l’électrode d’enregistrement S3 est dans le même milieu (physiologique) que l’électrode

de référence R. Il n’existe aucune différence de charge entre les 2 bornes (tension=0mV).

A t1, l’électrode d’enregistrement S3 est dans le milieu intracellulaire, alors que l’électrode de

référence R est dans le milieu physiologique. L’oscilloscope affiche une différence de charge



de -75mV, preuve que le milieu intracellulaire est plus électronégatif que le milieu

extracellulaire.

A t2, on retire l’électrode S3 du milieu intracellulaire et il est remis dans le liquide

physiologique.

A travers cette expérience, on constate que les deux faces de la membrane d’un neurone au

repos n’ont pas la même charge électrique.

Le potentiel de repos est la différence de charge existant de part et d’autre de la membrane au

repos, de toute cellule vivante. Il a une valeur moyenne de -70mV.

2. Mécanismes ioniques à l’origine du potentiel de repos

Document 12

La différence de charge de part et d’autre de la membrane neuronique est la preuve de

l’inégale répartition de certains ions : Les ions Na+, Cl- et K+. En effet, la loi de diffusion

voudrait que la répartition des différents ions soit égale de part et d’autres de la membrane. Si

ces ions sont inégalement répartis, cela signifie qu’il existe un autre type d’échange cellulaire

qui impose un mouvement d’ions contre le gradient de concentration décroissant : la pompe à

NA+/K+. Cette pompe fait sortir 3 Na+, contre 2K+ entrants. De cette façon, le milieu

extracellulaire est plus concentré en Na+, et l’intérieur de la cellule est plus concentré en K+.

Etant donné que les ions Na+ sont naturellement plus électropositifs que les K+, le milieu

intracellulaire est donc plus électronégatif que le milieu extracellulaire, et la ddp est de -

70mV.

Leçon 21 : Le potentiel d’action

OPI : -réaliser le schéma de montage permettant de mettre en évidence le Potentiel d’action ;

- Schématiser et décrire la courbe du potentiel d’action ;

- Interpréter les courbes montrant la variation de la perméabilité membranaire aux ions

Na+ et K+ sur les neurones stimulés.

Activité : mise en évidence du potentiel d’action

Soit le document 13, mettant en évidence le potentiel d’action :

1) Décris les différentes phases du potentiel d’action.

Le potentiel d’action est la conséquence d’une perturbation de l’état électrique (et donc

ionique) de la membrane. Cette perturbation est causée par la stimulation de la membrane par

les électrodes stimulatrices

2) A l’aide du document 14, décris les phénomènes ioniques expliquant les phases du

potentiel d’action.

Résumé

1) Etude expérimentale du potentiel d’action

Document 12

On rappelle que l’oscilloscope enregistre les variations électriques existantes entre les bornes

réceptrice R1 et l’électrode de référence :



-la 1ère section de la courbe matérialise le PR ;

-la légère perturbation du PR est appelée artefact de stimulation, et matérialise la période

exacte correspondant à la stimulation de la membrane neuronique par les électrodes

stimulatrices ;

-la 2nde section correspond au temps de latence. En effet, c’est le temps nécessaire pour que la

perturbation électrique parcourt l’électrode stimulatrice, jusqu’à l’électrode réceptrice de

l’oscilloscope ;

-la phase de dépolarisation, correspond à l’augmentation de la charge électrique dans le milieu

intracellulaire. On observe l’augmentation de la ddp, jusqu’à +30 à +40mV ;

-la phase de repolarisation, correspond au rabaissement de la ddp vers une valeur négative ;

-l’hyperpolarisation. C’est une portion de la courbe, où la différence de charge est encore plus

négative que celle caractérisant le potentiel de repos ;

A travers cette expérience, il apparait que le potentiel d’action est une brève perturbation

électrique du potentiel de repos, caractérisée par une dépolarisation, une repolarisation et une

hyperpolarisation de la membrane plasmique d’une cellule excitable.

2) Mécanismes ioniques à l’origine du potentiel d’action

Document 13

Selon la nature des ions considérés, l’observation de la membrane plasmique d’une cellule

neuronique au microscope électronique laisse voir deux types de canaux :

- Des canaux à K+ voltage dépendant moins nombreux ;

- Des canaux à Na + voltage dépendant plus nombreux.

L’ouverture ou la fermeture de ces canaux dépend d’une perturbation de l’état de repos de la

membrane : on dit que ce sont des canaux ioniques voltage dépendant.

Au repos, ces deux types de canaux sont fermés. Il n’y a que des canaux de fuite de K+ qui

sont ouverts en permanence.

Document 14 A

Après une stimulation d’intensité suffisante, il y a d’abord ouverture des canaux à Na+,

permettant l’entrée massive des Na+ dans le milieu intracellulaire, d’où la dépolarisation

(augmentation de la charge électrique à l’intérieur).

Document 14 B

Ensuite, les canaux Na+ se referment. Il s’en suit l’ouverture des canaux à K+, permettant la

sortie des ions K+, avec pour conséquence la repolarisation de la membrane.

Document 14 C

Enfin, la pompe à Na+/K+ prend le relai pour imposer le retour des k+ à l’intérieur (d’où

l’hyperpolarisation, puis le retour des Na+ à l’extérieur, à l’origine de la restauration du

potentiel de repos.



Document 14 D

Leçon 22 : Naissance du message nerveux.

OPI : - expliquer le codage du potentiel de récepteur ;

- Expliquer le passage du potentiel de récepteur au potentiel d’action ;

- Expliquer la naissance du potentiel d’action au niveau du neurone ;

Activité 1:

Soit le document 16, illustrant l’enregistrement de la ddp au niveau d’un récepteur sensoriel

(corpuscule de Pacini, sensible à la pression).

1) Décris le comportement des réponses au niveau du récepteur sensoriel, correspondant

aux différentes stimulations ;

2) Décris les enregistrements mesurés au niveau du premier nœud de Ranvier de la fibre

nerveuse.

3) Décris les enregistrements mesurés plus loin sur l’axone.

Analyse le document 15, puis détermine la condition de naissance d’un PA sur un neurone ;

Lorsqu’on mesure la ddp plutôt au niveau du nerf, on se rend compte l’amplitude de la

dépolarisation augmente avec l’intensité de la stimulation (Document 18). Explique cette

réponse au niveau du nerf, qui est différente de celle du neurone.

Activité 2:

Pour 2 fibres de calmar I et II, on applique à chacune, des intensités de plus en plus

croissantes, dans le but d’étudier leur seuil d’excitabilité. Les résultats sont consignés dans les

tableaux du document 17. La courbe su seuil d’excitabilité est donnée par le graphe du même

document (document 17). R=rhéobase, Ch= chronaxie, Tu= temps utile.

1) Construis la courbe d’excitabilité de la fibre II, en indiquant R, Ch et Tu, la zone des

excitations efficaces, et la zone des excitations inefficaces ;

2) Explique pourquoi le point a est placé dans la zone des excitations efficace, alors que

le point e est placé dans l’autre zone.

Résumé

1. Naissance du message nerveux au niveau du récepteur sensoriel.

Le récepteur sensoriel est une structure nerveuse sensible aux variations de l’environnement.

Lorsque le récepteur sensoriel reçoit une stimulation, il répond en émettant une dépolarisation

locale (au niveau du site transducteur), avec une amplitude qui dépend de l’intensité de la

stimulation : c’est le potentiel de récepteur. On dit que l’influx nerveux est codé en

modulation d’amplitude des potentiels de récepteur. Ce potentiel ne va pas au-delà du premier

nœud de Ravier (site générateur).

A partir du site générateur, il peut naitre des potentiels d’action qui vont se propager le long

de la fibre nerveuse. Ceci est possible, si l’amplitude du potentiel de récepteur qui arrive au

niveau du site générateur atteint une valeur seuil. Sinon, la dépolarisation va disparaitre et il



ne naitra aucun potentiel d’action : On dit que le potentiel d’action obéit à la loi du tout ou

rien. Autrement, il n’y a ni de petit, ni de grand potentiel d’action : soit la dépolarisation

atteint le seuil, et il y a PA, ou alors la dépolarisation n’atteint pas le seuil, et il n’y a pas de

PA.

Document 16

Par ailleurs, si l’amplitude du potentiel de récepteur est assez élevée, le site générateur va

plutôt générer un train de PA de même amplitude. La fréquence des PA émis sera d’autant

plus élevée que l’amplitude du PR : A partir du site générateur, le message nerveux est codé

en modulation de fréquence des potentiels d’action.

2. Naissance du message nerveux au niveau du neurone

Le dispositif expérimental ci-contre montre que la stimulation d’un neurone ne génère pas

automatiquement un PA. Il nait une dépolarisation de faible amplitude, qui ne se propage pas,

si l’intensité de la stimulation n’atteint pas un seuil. Mais si l’intensité de la stimulation atteint

une valeur seuil, il naitra un PA, avec une amplitude d’emblée maximale et qui se propagera

le long de la fibre nerveuse. Autrement dit, à partir du seuil, l’augmentation de la valeur de

l’intensité de la stimulation produit des PA de même amplitude.

Document 15

Il existe une relation entre l’intensité de la stimulation et la durée de son application. En effet,

une stimulation, pour être efficace, doit avoir un temps d’application suffisant, en relation

avec son intensité. Plus une stimulation a une intensité élevée, plus son efficacité est atteinte

rapidement, et inversement. Toutefois, il existe des valeurs trop faibles, qui ne seront jamais

efficaces, quelle que soit la durée d’application.

Document 17

Par ailleurs, si les stimulations sont réalisées sur un nerf, on observera l’augmentation de

l’amplitude de la dépolarisation. Ceci est possible car, un nerf est formé par plusieurs

neurones, et plus la valeur de la stimulation augmente, plus le nombre de neurones stimulés

augmentent : le nerf échappe à la loi du tout ou rien. Il obéit plutôt à la loi de recrutement,

conduisant un message nerveux dont l’amplitude globale dépend du nombre de neurones

stimulés.

Document 18.



Leçon 23 : Propagation du potentiel d’action le long de la fibre nerveuse.

OPI : - Expliquer les propriétés d’un neurone ;

- Interpréter le schéma de mise en évidence de la période réfractaire ;

- Mesurer la vitesse de propagation de l’influx nerveux.

Activité : Propriétés des fibres nerveuses

Soient les images du document 19.

1) Donne un titre à ce document ;

2) Identifie la condition du déplacement du courant local sur la première image du

document;

3) Pour une fibre possédant la gaine de myéline, cette dernière rend certaines zones de la

membrane imperméable au déplacement des ions. Détermine le moyen de propagation

de l’influx nerveux à travers ce type fibre. Propose la conséquence de ce type de

propagation, sur la vitesse de propagation ;

4) Au cours de l’établissement du PA, il existe une brève période pendant laquelle la

membrane n’est pas excitable.

a. Etant donné les 3 phases principales du PA, identifie la phase pendant laquelle la

membrane n’est pas excitable.

b. Détermine la conséquence de ce comportement sur le sens de propagation de

l’influx nerveux.

5) Le tableau du document 20 présente deux conditions qui influencent la vitesse de

propagation de l’influx nerveux. Identifie ces conditions.

Résumé

1. Sens de propagation de l’influx nerveux

Lorsqu’on porte une stimulation sur une fibre nerveuse isolée, l’influx nerveux se déplace

dans les deux sens. Si la stimulation est portée sur une fibre nerveuse dans les conditions

physiologiques normales de l’organisme, on constate que l’influx nerveux se déplace toujours

dans le sens dendrites, corps cellulaire, axone, axone, arborisation terminale.

Par contre, si la stimulation est portée sur un nerf dans les conditions physiologiques, le sens

de déplacement de l’influx nerveux va dépendre de la nature des fibres (sensitives ou

motrices) qui le constituent.

2. Mode de propagation du potentiel d’action.

Lorsqu’un PA nait sur une fibre nerveuse, l’existence des charges de signe opposé à proximité

les unes des autres créé des courants locaux de faible amplitude. Ces courants se déplacent,

des cations vers les anions, provoquant une dépolarisation de proche en proche, dans le cas

d’une fibre amyélinisée (sans gaine de myéline) et parcourant toute la fibre nerveuse.

Dans le cas d’une fibre nerveuse myélinisée, la gaine de myéline recouvre des portions de

l’axone, laissant nus les nœuds de Ranvier. Les déplacements des ions Na+ et K+ ne peuvent

se faire qu’au niveau de ces nœuds. Le déplacement des courants locaux va donc se réaliser

par des sauts, de nœud en nœud. Cette propagation est dite saltatoire, et non de proche en

proche.

3. Période réfractaire



La période réfractaire est un laps de temps qui suit immédiatement le potentiel d’action,

durant lequel la membrane n’est pas excitable. On distingue principalement deux types de

période réfractaire :

- La période réfractaire absolue, durant laquelle les canaux sodiques voltage dépendant

sont complètement inactifs, du fait que les canaux potassiques soient ouverts ;

- La période réfractaire relative, au cours de laquelle les canaux sodiques voltage

dépendant transitent de la forme inactive vers la forme active. Durant cette période,

une forte stimulation peut exciter la membrane.

4. Vitesse de propagation de l’influx nerveux

Plusieurs facteurs influencent la vitesse de propagation de l’influx nerveux :

- La structure de la fibre nerveuse. Une fibre nerveuse myélinisée conduit le message

nerveux plus rapidement qu’une fibre nerveuse amyélinisée, du fait de la conduction

saltatoire ;

- Le diamètre (ou calibre) de la fibre nerveuse. Plus une fibre nerveuse est grosse, plus

rapide est sa vitesse de conduction de l’influx nerveux ;

- La température : le froid diminue la vitesse de conduction du message nerveux,

contrairement à la chaleur.



Leçon 24 : Les synapses

OPI : - schématiser la structure et l’ultrastructure d’une synapse ;

- Identifier les différents types de synapse ;

- Expliquer les mécanismes de fonctionnement des différents types de synapse ;

- Identifier les types de sommation sur les documents ;

- Expliquer les effets de certaines substances sur la transmission synaptique.

Activité : Structures synaptiques

La zone de contact entre une terminaison nerveuse et une structure excitable est appelée une

synapse.

1) Le document 21 montre les différentes structures synaptiques. Identifie celle qui peut

être qualifiée d’axo-axonique, axodendritique et axosomatique. Justifie ton choix ;

2) Selon la nature des éléments qui constituent une synapse, on distingue les synapses

neuro-neuroniques, les synapses neuromusculaires et les synapses neuro-glandulaires.

Identifie à quelle structure, les modèles synaptiques de la question précédente

appartiennent.

3) On peut aussi classer les synapses en fonction de l’étroitesse du contact entre les

structures. Identifie à travers le document 22, le type de synapse qui peut laisser

passer directement l’influx nerveux. L’autre synapse est qualifiée de chimique.

Propose une justification à ce qualificatif.

Activité : transmission synaptique chimique

Le document 23 illustre le mécanisme de transmission de l’influx nerveux à travers une

synapse chimique. En te servant de ce document, décrit ce mécanisme. On précise que b=ions

calciums, c=vésicules de neurotransmetteurs.

Activité : Expérience de LOEWI

Le document 24 présente le dispositif expérimental utilisé par LOEWI, pour mettre en

évidence les mécanismes d’un type de transmission synaptique. Il a prélevé les cœurs de 2

grenouilles. Le cœur de la grenouille 1 est prélevé avec un des nerfs cardiaques. Le cœur de la

grenouille 2 est prélevé sans aucun nerf.

Lorsque l’on prélève le cœur d’une grenouille, celui-ci peut continuer à battre pendant

plusieurs minutes, lorsqu’il est placé dans un liquide convenable (milieu physiologique).

L’auteur a placé les cœurs, chacun dans un bécher. Les deux béchers sont reliés de façon à

permettre au liquide du becher 1 d’être transféré dans le bécher 2.

Pendant l’expérience, il a stimulé le cœur électriquement le nerf associé au cœur de la

grenouille 1. Puis il a enregistré la fréquence cardiaque des deux cœur (simultanément).

Chaque contraction est représentée sur l’électromyogramme par une barre verticale. Répond

par vrai ou faux :

1) La stimulation du nerf du cœur 1 entraine :

a. une diminution de la fréquence du cœur 1 ;

b. une accélération de la fréquence du cœur 2, provoquée indirectement par le liquide ;

2) le liquide baignant les cœurs propage l’information :

a. en transmettant les PA issus des neurones du nerf cardiaque ;



b. en transmettant certaines molécules libérées par les fibres nerveuses du nerf cardiaque

3) la transmission s’effectue par :

a. par un mécanisme de nature électrique ;

b. par libération des molécules appelées neurotransmetteurs.

Activité : Notions de sommations et d’intégration

Analyse les images du document 25.

1) On stimule une seule soie de l’un des cerques d’une blatte. Le neurone sensitif situé à

la base de la soie émet alors un message conduit par son axone qui est une fibre du nerf

cercal. Un dispositif permet d’enregistrer l’activité électrique de la fibre excitée et l’état

électrique du neurone géant. Document 25 A. Interprète le résultat.

2) On stimule l’ensemble du nerf cercal, en portant à chaque fois, un seul choc électrique

d’intensité croissante i1, i2 et i3. Interprète le résultat du document 25B.

3) Interprète les images du document 25C.

Résumé

1. Structure des synapses

Une synapse est la jonction entre une terminaison nerveuse, et une autre structure permettant

le passage de l’influx nerveux. Les structures synaptiques varient en fonction de la nature des

éléments qui constituent la synapse. On distingue :

- La synapse neuroneuronique, point de jonction entre deux neurones. Cette synapse fait

intervenir le bouton synaptique avec soit la dendrite d’un autre neurone (21a), soit le

corps cellulaire d’un autre neurone (21b), soit l’axone de d’un autre neurone (21c) ;

Document 21

- La synapse neuromusculaire, encore appelée plaque motrice. C’est le point de contact

entre une terminaison nerveuse, et une fibre musculaire ;

- La synapse neuroglandulaire. C’est la zone de jonction entre une terminaison

neuronique, et une cellule d’une glande.

2. Les différents types de synapse

Selon l’étroitesse des éléments constituant la synapse, on distingue deux types de

synapse :

- Les synapses à transmission électrique. Ce type de synapse est caractérisé par la

proximité des structures synaptiques. L’influx nerveux se propage du neurone

présynaptique vers la structure post-synaptique, sans aucun délai ;

- Les synapses à transmission chimique. Ici, les structures synaptiques sont assez

distantes, et séparées par une fente synaptique, où l’influx nerveux ne peut pas

traverser directement.

Document 22

3. Fonctionnement des types de synapse

a) Fonctionnement des synapses à transmission électrique

Il n’y a pas de fente synaptique, et les membranes des structures synaptiques sont très

proches. Ces dernières sont reliées par des jonctions communicantes (nexus), ou Gap junction.



L’influx nerveux se propage directement d’une cellule à une autre, de proche en proche, sans

délai.

b) Fonctionnement des synapses à transmission chimique

L’expérience de LOEWI montre que certaines synapses fonction grâce à l’action de certaines

substances chimiques appelées neurotransmetteurs. Ces substances, produites par le bouton

présynaptique, agissent sur les structures postsynaptiques, pouvant provoquer des réponses.

C’est le cas du cœur 2 de la grenouille, qui réagit à la stimulation sur le nerf du cœur 1, car

ayant reçu les neurotransmetteurs produit par le nerf du cœur 1, via le liquide physiologique.

Document 24

Vu qu’il existe une fente synaptique dans la synapse chimique, le PA ne peut pas passer

directement d’une membrane à une autre, par des courants locaux.

En effet, l’arrivée du PA au niveau de la synapse favorise l’ouverture des canaux à Ca2+, et

permet l’entrée des ions calcium dans le bouton synaptique. L’augmentation de la

concentration en calcium dans le bouton synaptique provoque la libération par exocytose, du

contenu des vésicules : les neurotransmetteurs (médiateurs chimiques) sont donc déversés

dans la fente synaptique. Les neurotransmetteurs se fixe sur leurs récepteurs spécifiques,

présents sur la membrane postsynaptique. Il s’en suit l’ouverture des canaux ioniques chimio-

dépendant, dont la spécificité ionique dépend de la nature du neurotransmetteur : si le

neurotransmetteur est excitateur, on aura l’ouverture des canaux sodiques, puis une

dépolarisation passagère de la membrane postsynaptique, appelée potentiel postsynaptique

excitateur (PPSE). Si le neurotransmetteur est inhibiteur, on aura l’ouverture des canaux

potassiques, suivie d’une hyperpolarisation passagère de la membrane postsynaptique,

Appelée potentiel postsynaptique inhibiteur (PPSI).

La fixation du neurotransmetteur est assez brève. Il se décroche de son récepteur spécifique,

et est débarrassé de la fente synaptique, soit par inactivation enzymatique, soit par recapture

dans les vésicules présynaptiques.

Document 23

c) Sommations spatiale, temporelle et spatio-temporelle.

Il est rare, que l’arrivée d’un seul PA, arrivé dans la synapse (surtout chimique) génère une

dépolarisation suffisante pour engendrer un Potentiel d’action. Le potentiel postsynaptique qui

en résulte finit par s’annuler.

En général, ce sont plusieurs cellules présynaptiques qui sont qui sont en contact avec la

structure postsynaptique.

- On parle de sommation temporelle, lorsque plusieurs PA, à une fréquence élevée,

arrivent au niveau d’une fente synaptique, le long de la même fibre nerveuse ; Au

niveau de la membrane postsynaptique, si le neurotransmetteur est excitateur, des

PPSE qui vont s’additionner, et donc l’amplitude pourra atteindre le seuil d’un

potentiel d’action ;

Document 25A

- On parle de sommation spatiale, lorsque plusieurs fibres présynaptiques conduisent

chacune un PA simultanément, vers une structure postsynaptique. Le PPS aura une

amplitude globale, résultat des actions combinées. Si ce PPS est excitateur et



d’amplitude supérieur ou égal au seuil, il naitra des PA sur la membrane

postsynaptique, dont la fréquence dépendra de l’amplitude du PPS global.

Document 25B

d) Rôle intégrateur des neurones

Une synapse est soit excitatrice, soit inhibitrice. Mais dans la réalité, la structure

postsynaptique est soumise le plus souvent à l’action combinée des synapses excitatrices et

inhibitrices. La structure postsynaptique réalise dans ce cas, la somme algébrique des

différents PPS. Si le résultat est une dépolarisation suffisante, des PA seront émis au niveau

de la membrane postsynaptique, avec une fréquence d’autant plus importante que la

dépolarisation de la membrane est forte. Dans le cas contraire (le résultat de la somme des

PPS est, soit un PPSE n’atteignant pas le seuil d’un PA, ou un PPSI), la membrane de la

structure postsynaptique reste au repos.

Document 25 C

e) Effets de certaines substances sur la transmission synaptique

Les neurotransmetteurs naturels sont nombreux. Certains sont excitateurs (acétylcholine,

dopamine, sérotonine, noradrénaline, glutamate.) et d’autres sont inhibiteurs (Acide Gamma

amino-butyrique ou GABA).

Par ailleurs, il existe des substances exogènes, qui peuvent modifier le fonctionnement normal

des synapses chimiques. Ces substances agissent de plusieurs façons :

- Lors du dopage, les amphétamines induisent la sécrétion d’une plus grande quantité de

neurotransmetteurs excitateurs ;

- d’autres substances opiacées agissent par mimétisme car ayant une structure proche de celle

des neurotransmetteurs. Elles se fixent sur les mêmes récepteurs, et provoquent une action

similaire, ou exagérée, ou contraire (inhibiteurs compétitifs, comme le curare ou encore

l’atropine) ;

- D’autres substances encore, agissent en empêchant la recapture ou l’inactivation du

neurotransmetteur dans la fente synaptique. L’action du neurotransmetteur est alors

prolongée.

Document

Documents

SEQUENCE 6 : ACTIVITES REFLEXES