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