NEURO. CELL. 1

Pourquoi dit-on que le système nerveux humain est extrêmement complexe?

Le cerveau humain contient environ 100 milliards de neurones.

Mais la complexité du système nerveux ne vient pas seulement du nombre de neurones : ces cellules doivent être organisées et communiquer entre elles pour permettre les fonctions du système nerveux.

Quelle était l’idée fondamentale de la théorie réticulaire?

Selon la théorie réticuliste, les cellules nerveuses étaient reliées les unes aux autres par des liaisons protoplasmiques, de façon à former un réseau continu, ou réticulum.

Selon la théorie réticulaire, les neurones constituaient-ils donc des unités complètement distinctes?

Non.

L'idée était plutôt que les cellules nerveuses formaient un réseau physiquement continu.

Quelle idée fondamentale s’oppose à la théorie réticulaire?

La théorie du neurone.

Elle affirme que les cellules nerveuses sont des entités distinctes.

Si les neurones sont des cellules distinctes, comment peuvent-ils communiquer?

Ils communiquent entre eux grâce à des contacts spécialisés.

Ces contacts seront appelés plus tard des synapses.

Quelle est donc la différence essentielle entre les deux théories?

Théorie réticulaire :

cellules nerveuses → réseau continu.

Théorie du neurone :

cellules nerveuses → unités distinctes → communication par des contacts spécialisés.

Quels deux scientifiques sont particulièrement associés à l’étude historique de la structure du système nerveux?

Camillo Golgi et Santiago Ramón y Cajal.

Quel scientifique est particulièrement associé au concept de synapse?

Charles Sherrington.

Qu’est-ce que Sherrington cherchait notamment à expliquer? Quel terme Sherrington a-t-il introduit?

Comment l’unification du comportement d’un organisme pouvait résulter d’un processus d’intégration nerveuse.

Le terme synapse, pour désigner le point de connexion alors hypothétique entre deux neurones.

Quel grand principe concernant le comportement ressort?

Le système nerveux est à la base du comportement d’un organisme.

Quelles sont les trois grandes catégories cellulaires présentées dans le système nerveux?

• Cellules nerveuses ou neurones

• Névroglie / cellules gliales / glie

• Cellules du système vasculaire

Quelle est la grande spécialisation fonctionnelle des neurones?

Les neurones sont des cellules spécialisées dans la transmission de signaux électriques à longue distance.

Quelle partie du neurone représente principalement son « entrée »?

Les dendrites.

Pourquoi les dendrites sont-elles considérées comme l’entrée du neurone?

Parce qu’elles constituent les cibles principales des afférences synaptiques provenant d’autres neurones.

Autrement dit, beaucoup de signaux provenant d'autres neurones arrivent sur les dendrites.

Que signifie ici une « afférence »?

C'est une information ou connexion qui arrive au neurone. Donc : dendrites = entrée → reçoivent les afférences.

Quelle structure constitue principalement la « sortie » du neurone?

L’axone.

Pourquoi l’axone est-il considéré comme la sortie?

Parce que c’est le segment du neurone spécialisé dans la conduction des signaux électriques vers des régions éloignées.

Quels organites cellulaires communs retrouve-t-on dans les neurones?

• noyau;

• mitochondries;

• réticulum endoplasmique;

• ribosomes;

• appareil de Golgi.

Pourquoi le neurone n’est-il néanmoins pas organisé comme une cellule non spécialisée?

Parce que les neurones sont des cellules très polarisées.

Leurs différents compartiments remplissent des fonctions différentes et leurs organites présentent donc une distribution distincte.

Où les mitochondries sont-elles particulièrement concentrées?

Aux synapses.

Où les ribosomes sont-ils particulièrement concentrés?

Dans les dendrites.

Où retrouve-t-on le réticulum endoplasmique?

Dans les dendrites et l’axone.

Quels éléments distinctifs des neurones sont observés par rapport au cellules?

• un cytosquelette hyper-spécialisé;

• un appareil sécrétoire spécialisé, associé aux synapses chimiques;

• des jonctions communicantes, associées aux synapses électriques.

Pourquoi l’idée de polarité neuronale est-elle importante?

Parce que les différentes régions du neurone ne remplissent pas toutes la même fonction.

La cellule est organisée spatialement pour pouvoir notamment :

recevoir → intégrer → transmettre l’information.

Quelles sont les trois grandes composantes d’une synapse chimique?

• Terminaison présynaptique

• Fente synaptique

• Spécialisation postsynaptique

Comment reconnaît-on la terminaison présynaptique?

Elle est caractérisée par la présence de vésicules synaptiques.

Que contiennent les vésicules synaptiques?

Des molécules de neurotransmetteurs.

Comment reconnaît-on la spécialisation postsynaptique?

Elle est caractérisée par la présence de récepteurs aux neurotransmetteurs.

Qu’est-ce qui sépare physiquement les éléments pré- et postsynaptiques?

La fente synaptique.

Quelle propriété du cytosquelette distingue particulièrement les neurones?

Les neurones présentent une disposition spécifique de leur cytosquelette, différente de celle observée dans les cellules non nerveuses.

Quelles protéines cytosquelettiques sont étudiées?

• tubuline;

• tau;

• actine.

Pourquoi l’organisation des protéines du cytosquelette est-elle particulièrement importante dans un neurone

Elle est essentielle à la formation de ses structures spécialisées :

• dendrites;

• axone;

• synapses.

Le cytosquelette sert-il uniquement à créer ces structures?

Non.

Il participe également :

• à leur stabilité;

• au bon fonctionnement général du neurone.

Tous les neurones ont-ils la même morphologie?

Non

Quels critères peuvent être utilisés pour classifier les neurones?

• nombre de neurites;

• morphologie et distance parcourue par l’axone;

• forme des dendrites;

• neurotransmetteur libéré;

• profil d’activité électrique;

• rôle fonctionnel.

Comment peut-on classifier un neurone selon son nombre de neurites (dendrites + axones)?

• unipolaire;

• bipolaire;

• multipolaire.

Comment les neurones peuvent-ils être distingués selon la distance parcourue par leur axone?

Un axone peut projeter :

• loin du corps cellulaire → neurone de projection;

• principalement localement → interneurone.

Comment peut-on classifier les neurones selon la forme de leurs dendrites?

• étoilés;

• pyramidaux.

• etc.

Comment le neurotransmetteur libéré peut-il servir de critère de classification?

On peut notamment distinguer :

• neurones glutamatergiques;

• neurones GABAergiques.

• etc.

Quelle différence existe entre un neurone afférent et un neurone efférent?

Afférent → se dirige vers le SNC.

Efférent → quitte le SNC.

Quels principaux types de cellules gliales sont présentés?

• Astrocytes — SNC

• Oligodendrocytes — SNC

• Cellules de Schwann — SNP

• Microglie — SNC

Quelle est l’idée générale derrière les fonctions des astrocytes?

Ils accomplissent une grande diversité de fonctions principalement centrées sur le support et la protection des neurones.

Quels sont les rôles des astrocytes?

• participent au maintien de la barrière hémato-encéphalique;

• régulent le flux sanguin;

• participent à l’approvisionnement en nutriments;

• contribuent au métabolisme énergétique du système nerveux;

• participent à la neurotransmission;

• maintiennent la balance ionique extracellulaire;

• facilitent la migration neuronale pendant le développement;

• participent au rétablissement du tissu nerveux après une lésion.

Qu’est-ce qu’une synapse tripartite?

La figure montre qu'une synapse ne doit pas nécessairement être considérée uniquement comme :

neurone présynaptique + neurone postsynaptique.

Un astrocyte est intimement associé à la synapse, d’où le concept de synapse tripartite.

Quelles sont donc les trois parties du concept de synapse tripartite?

• élément présynaptique;

• élément postsynaptique;

• astrocyte.

Où retrouve-t-on les oligodendrocytes?

Dans le SNC.

Où retrouve-t-on les cellules de Schwann?

Dans le SNP.

Quelle fonction générale ont les oligodendrocytes et les cellules de Schwann en commun?

Ils déposent autour de certains axones une enveloppe feuilletée riche en lipides appelée myéline.

Quelle propriété fonctionnelle du neurone est fortement influencée par la myéline?

La vitesse de conduction du potentiel d’action.

Où retrouve-t-on la microglie?

Dans le SNC.

Quelle est l’origine cellulaire particulière de la microglie

Elles dérivent de cellules précurseurs hématopoïétiques et certaines dérivent de cellules précurseurs neurales.

Quelle est la fonction générale de la microglie?

Elle constitue la principale défense immunitaire active du SNC.

Comment la microglie réagit-elle à une lésion du tissu nerveux?

Elle migre vers la lésion.

Comment les microglie protège-t-elle le SNC contre certains agents pathogènes?

Elle phagocyte les microbes, d’une manière comparable aux macrophages.

Quel rôle joue les microglies après la mort de cellules?

Elle élimine les débris de cellules mortes.

La microglie agit-elle seulement lors d’une maladie ou d’une lésion?

Non. Elles ont aussi un rôle dans l’élimination des synapses du SNC.

Qu’est-ce que la barrière hémato-encéphalique?

C’est une interface spécialisée entre les parois des capillaires et les tissus du cerveau.

Quel est le rôle général de la barrière hémato-encéphalique?

Elle sépare le cerveau du sang afin de contribuer à la régulation du milieu cérébral, donc à son homéostasie.

Contre quoi la barrière hémato-encéphalique protège-t-elle notamment le cerveau?

Contre :

• les agents pathogènes;

• les toxines circulant dans le sang.

Pourquoi la BHE constitue-t-elle aussi un problème en médecine?

Parce qu'elle rend plus difficile l’administration de médicaments au cerveau.

Une barrière qui protège efficacement le cerveau peut également empêcher certaines molécules thérapeutiques d’y entrer.

Quelle structure vasculaire est particulièrement spécialisée dans la BHE?

Les cellules endothéliales des capillaires cérébraux.

Quelle structure relie fortement les cellules endothéliales entre elles?

Des jonctions serrées.

Pourquoi le cerveau n’était-il pas marqué par le colorant injectés par voie intraveineuse?

Parce que les colorants ne traversaient pas les parois spécialisées des capillaires cérébraux.

Pourquoi les molécules de grande taille demeurent-elles confinées dans l’espace vasculaire?

En raison notamment de la présence des jonctions serrées.

Est-ce que la présence de la barrière hémato-encéphalique signifie qu’aucune molécule ne peut entrer dans le cerveau?

Non.

L’entrée dépend notamment :

• de la solubilité de la molécule dans les lipides;

• ou de son interaction avec des transporteurs spécifiques.

EX : le glucose utilise un transporteur

Quels sont les niveaux d’organisation?

Neurones

↓

circuits neuraux

↓

systèmes neuraux.

Qu’est-ce qu’un circuit neural?

Un ensemble de neurones qui traite certains types spécifiques d’informations.

De quelles fonctions les circuits neuraux constituent-ils notamment la base?

• sensation;

• perception;

• comportements.

Qu’est-ce qu’un système neural?

Un ensemble de circuits qui assurent des fonctions similaires.

Quelles sont les trois grandes catégories de systèmes neuraux présentées?

• systèmes sensoriels;

• systèmes moteurs;

• systèmes associatifs.

Quel est le rôle des systèmes sensoriels?

Ils captent et traitent les informations de l’environnement.

Quel est le rôle des systèmes moteurs?

Ils organisent et produisent les actions.

Quel est le rôle des systèmes associatifs?

Ils sont à la base des fonctions cérébrales les plus complexes.

Quel événement déclenche le réflexe rotulien montré?

Le choc du marteau sur le tendon étire les récepteurs sensoriels du muscle extenseur de la jambe.

Quelle voie transporte ensuite l’information vers la moelle épinière dans le réflexe rotulien?

L’axone sensitif afférent.

C’est cohérent avec notre définition précédente :

afférent = vers le SNC.

Que fait le neurone sensitif une fois arrivé dans la moelle dans le réflexe rotulien?

2A. Il fait synapse avec un motoneurone spinal et l’excite.

2B. Il excite également un interneurone spinal.

Que fait l’interneurone dans le réflexe rotulien?

Il inhibe un motoneurone des muscles fléchisseurs.

Que fait le motoneurone activé du muscle extenseur dans le réflexe rotulien?

Un potentiel d’action est transmis jusqu’aux synapses avec les fibres du muscle extenseur, ce qui provoque sa contraction.

Que se passe-t-il simultanément dans le muscle fléchisseur dans le réflexe rotulien?

Il se relâche sous l’effet de l’inhibition de ses motoneurones.

Quelles sont les deux grandes divisions anatomiques du système nerveux?

Système nerveux central — SNC

et

Système nerveux périphérique — SNP.

Que comprend le SNC?

Le SNC comprend :

• l’encéphale;

• la moelle épinière.

Quelles sont les deux configurations principales selon lesquelles les cellules nerveuses s’organisent dans le SNC?

• noyaux

• cortex.

Qu’est-ce qu’un noyau dans le SNC?

Une masse compacte de neurones ayant globalement des connexions et des fonctions semblables.

Où retrouve-t-on ces noyaux dans le SNC?

Dans toute l’étendue :

• de l’encéphale;

• de la moelle épinière.

Qu’est-ce qu’un cortex dans le SNC?

Une structure dans laquelle les neurones sont disposés en feuillets.

Comment les axones sont-ils organisés dans le SNC?

Ils se regroupent en faisceaux.

Comment appelle-t-on les faisceaux qui unissent les deux côtés du cerveau?

Des commissures.

Qu’est-ce que la substance grise?

Une accumulation de :

• corps cellulaires;

• neuropile

dans l’encéphale ou la moelle.

Qu’est-ce que la substance blanche?

Elle correspond aux :

• faisceaux de fibres;

• commissures.

Une commissure appartient-elle donc à la substance grise ou blanche?

À la substance blanche.

Quels grands types de neurones comprend le SNP?

• neurones sensitifs;

• neurones moteurs.

Quel est le rôle des neurones sensitifs du SNP?

Ils connectent les récepteurs sensoriels situés à la surface ou à l’intérieur du corps aux circuits de traitement appropriés du SNC.

Dans quelle direction l’information sensitive circule-t-elle?

Périphérie → SNC.

C’est une voie afférente.

Quels sont les deux grands types de neurones moteurs décrits?

Les neurones moteurs appartenant au :

• contingent moteur somatique;

• contingent moteur végétatif.

Que relie le contingent moteur somatique?

L’encéphale et la moelle aux muscles — le schéma général précise les muscles squelettiques striés.

Qu’innerve le contingent moteur végétatif?

• muscles lisses;

• muscle cardiaque;

• glandes.

Où se trouvent les corps cellulaires de nombreux neurones du SNP?

Dans des ganglions.

Qu’est-ce qu’un ganglion dans le SNP?

Un amas local de corps cellulaires neuronaux et de cellules de soutien.

Qu’est-ce qu’un nerf?

Un faisceau d’axones du SNP.