Physiologie : Le neurone et le système nerveux

Quelles sont les deux grandes divisions anatomiques du système nerveux ?

• Le système nerveux central (SNC)

• Le système nerveux périphérique (SNP)

Que comprend le système nerveux central (SNC) ?

• L’encéphale

• La moelle épinière

Que comprend principalement le système nerveux périphérique (SNP) ?

Les nerfs et les ganglions situés en dehors du SNC.

Quelle est la différence entre SNC et SNP ?

Le SNC constitue le centre d’intégration et de traitement de l’information.

Le SNP assure notamment la communication entre le SNC et les récepteurs, muscles et glandes.

Qu’est-ce qu’une voie afférente ?

Une voie qui conduit une information vers le système nerveux central.

➡ Elle est associée à l’information sensitive.

Qu’est-ce qu’une voie efférente ?

Une voie qui conduit une commande depuis le SNC vers un effecteur.

➡ Elle participe notamment aux commandes motrices.

Qu’est-ce qu’un récepteur sensoriel ?

Une structure capable de détecter un stimulus et de participer à la transformation de cette information en signal nerveux.

Qu’est-ce qu’un effecteur ?

Une structure qui réalise la réponse commandée par le système nerveux.

Exemples :

• muscle

• cœur

• glande

Quels sont les deux grands systèmes fonctionnels présentés dans le SNP ?

• Le système nerveux somatique

• Le système nerveux autonome

Quelles sont les deux grandes divisions du système nerveux autonome présentées dans le cours ?

• Le système orthosympathique

• Le système parasympathique

Quelles sont les deux grandes catégories de cellules du tissu nerveux ?

• Les neurones

• Les cellules gliales

Quelle est la principale caractéristique fonctionnelle du neurone ?

Le neurone est une cellule excitable, spécialisée dans la réception, l’intégration et la transmission de l’information nerveuse.

Quelles sont les principales parties d’un neurone ?

• Les dendrites

• Le corps cellulaire (soma)

• Le cône d’émergence axonique

• L’axone

• Les terminaisons axonales

Quel est le rôle des dendrites ?

Elles sont principalement spécialisées dans la réception des informations provenant d’autres cellules.

Quel est le rôle du corps cellulaire (soma) ?

Il contient notamment le noyau et participe à l’intégration des informations reçues par le neurone.

Quel est le rôle de l’axone ?

Il est spécialisé dans la conduction du potentiel d’action vers les terminaisons axonales.

Quel est le rôle des terminaisons axonales ?

Elles permettent la transmission de l’information à une autre cellule, notamment grâce à la libération de neurotransmetteurs au niveau d’une synapse chimique.

Quels sont les trois grands types morphologiques de neurones présentés dans le cours ?

• Neurone unipolaire

• Neurone bipolaire

• Neurone multipolaire

Qu’est-ce qu’un neurone multipolaire ?

Un neurone possédant généralement plusieurs prolongements dendritiques et un axone.

Pourquoi les neurones sont-ils qualifiés de cellules excitables ?

Parce qu’ils peuvent modifier rapidement leur potentiel de membrane en réponse à une stimulation et générer des potentiels d’action.

Qu’est-ce que le potentiel de repos ?

C’est le potentiel électrique de la membrane d’un neurone lorsqu’il est au repos.

Une valeur typique est d’environ −70 mV.

Qu’est-ce qu’un potentiel gradué ?

Une variation locale du potentiel de membrane dont l’amplitude dépend de l’intensité du stimulus.

Le diapo distingue explicitement le potentiel de repos, le potentiel gradué et le potentiel d’action.

Où apparaissent principalement les potentiels gradués dans le neurone ?

Principalement au niveau des dendrites et du corps cellulaire.

Qu’est-ce que la dépolarisation ?

Une diminution de la négativité du potentiel de membrane.

Exemple :

−70 mV → −50 mV

Qu’est-ce que la repolarisation ?

Le retour du potentiel membranaire vers sa valeur négative après une dépolarisation.

Qu’est-ce que le seuil d’excitabilité ?

C’est le niveau de potentiel membranaire à partir duquel la dépolarisation déclenche un potentiel d’action.

Quelle est la différence fondamentale entre potentiel gradué et potentiel d’action ?

Potentiel gradué :

• amplitude variable

• local

• peut diminuer avec la distance

Potentiel d’action :

• réponse stéréotypée

• obéit à la loi du tout ou rien

• se propage le long de l’axone.

Qu’est-ce que la loi du tout ou rien ?

Si le seuil est atteint, un potentiel d’action est déclenché avec une amplitude stéréotypée.

Si le seuil n’est pas atteint, il n’y a pas de potentiel d’action.

Une stimulation deux fois plus forte produit-elle un potentiel d’action deux fois plus grand ?

❌ Non.

Une fois le seuil atteint, l’amplitude du potentiel d’action reste globalement stéréotypée.

L’intensité d’un stimulus peut notamment être codée par la fréquence des potentiels d’action.

Quelles sont les grandes phases d’un potentiel d’action ?

1. Dépolarisation

2. Repolarisation

3. Hyperpolarisation

4. Retour vers le potentiel de repos

Quel ion entre principalement dans le neurone lors de la dépolarisation du potentiel d’action ?

Le Na⁺ entre massivement grâce à l’ouverture des canaux Na⁺ voltage-dépendants.

Quel ion sort principalement du neurone lors de la repolarisation ?

Le K⁺ sort de la cellule grâce à l’ouverture des canaux K⁺ voltage-dépendants.

Qu’est-ce que l’hyperpolarisation ?

Une phase pendant laquelle le potentiel membranaire devient momentanément plus négatif que le potentiel de repos.

Qu’est-ce que la période réfractaire ?

Une période suivant un potentiel d’action durant laquelle le neurone ne peut pas, ou difficilement selon la phase, générer un nouveau potentiel d’action.

Le diapo identifie explicitement la période réfractaire après le potentiel d’action.

Le potentiel d’action diminue-t-il progressivement en amplitude lorsqu’il se déplace le long de l’axone ?

❌ Non.

Il est régénéré tout au long de l’axone.

Qu’est-ce que le cône d’émergence axonique ?

La région située entre le corps cellulaire et l’axone, spécialisée dans la génération du potentiel d’action.

Pourquoi le cône d’émergence est-il particulièrement important ?

Il reçoit les informations intégrées provenant du soma et des dendrites et peut déclencher un potentiel d’action lorsque le seuil d’excitabilité est atteint.

Que signifie l’intégration nerveuse ?

C’est le processus par lequel le neurone combine différentes informations excitatrices et inhibitrices afin de déterminer s’il va générer un potentiel d’action.

Où le potentiel d’action est-il généré selon le schéma du cours ?

Au niveau du cône d’émergence.

Le diapo indique une forte densité de canaux dans cette région et associe celle-ci à la génération des PA.

Que signifie PPSE ?

Potentiel Post-Synaptique Excitateur.

C’est une variation du potentiel membranaire qui favorise le déclenchement d’un potentiel d’action.

Que signifie PPSI ?

Potentiel Post-Synaptique Inhibiteur.

Il diminue la probabilité que le neurone postsynaptique déclenche un potentiel d’action.

Le diapo associe explicitement PPSE et PPSI à la réception et à l’intégration de l’information.

Un PPSE déclenche-t-il obligatoirement un potentiel d’action ?

❌ Non.

Un PPSE contribue à la dépolarisation mais doit être suffisamment important, notamment après sommation, pour atteindre le seuil.

Qu’est-ce que la sommation spatiale ?

L’addition de plusieurs potentiels postsynaptiques provenant de différentes synapses au même moment ou dans une même période.

Qu’est-ce que la sommation temporelle ?

L’addition de plusieurs potentiels postsynaptiques produits successivement et rapprochés dans le temps au niveau d’une même synapse.

Quelle est la différence entre sommation spatiale et temporelle ?

Spatiale : plusieurs synapses participent simultanément.

Temporelle : une même synapse est activée plusieurs fois rapidement.

Les PPSE et PPSI sont-ils des potentiels d’action ?

❌ Non.

Ce sont des potentiels postsynaptiques gradués.

Que se passe-t-il lorsque la somme des influences excitatrices et inhibitrices atteint le seuil au niveau de la zone gâchette ?

Un potentiel d’action est déclenché.

Que se passe-t-il si les influences inhibitrices empêchent d’atteindre le seuil ?

Le potentiel d’action n’est pas déclenché.

Quelle est la fonction principale de l’axone ?

Conduire le potentiel d’action du corps cellulaire vers les terminaisons axonales.

Qu’est-ce que la myéline ?

Une gaine isolante entourant certains axones et permettant notamment d’accélérer la conduction du potentiel d’action.

Qu’est-ce qu’un nœud de Ranvier ?

Une interruption de la gaine de myéline où la membrane axonale présente une forte concentration de canaux ioniques voltage-dépendants.

Le diapo indique une forte densité de canaux au niveau des nœuds de Ranvier.

Qu’est-ce que la conduction saltatoire ?

La propagation du potentiel d’action d’un nœud de Ranvier au suivant le long d’un axone myélinisé.

Pourquoi la myéline accélère-t-elle la conduction ?

Elle :

• isole électriquement l’axone ;

• réduit les fuites de courant ;

• permet la conduction saltatoire.

La myéline permet-elle au potentiel d’action de « sauter » physiquement dans l’espace ?

⚠ Non, pas au sens littéral.

Le potentiel d’action est régénéré aux nœuds de Ranvier, donnant l’impression d’une propagation « par sauts ».

Où trouve-t-on les canaux Na⁺ voltage-dépendants en forte concentration dans un axone myélinisé ?

Principalement au niveau des nœuds de Ranvier.

Plus un axone est myélinisé, plus le potentiel d’action est grand ?

❌ Faux.

La myéline augmente surtout la vitesse de conduction ; elle ne transforme pas le potentiel d’action en un signal d’amplitude progressivement croissante.

Quel est le rôle général des cellules gliales ?

Elles assurent notamment des fonctions de soutien, protection, nutrition et fonctionnement du tissu nerveux.

Quelle cellule gliale forme la myéline dans le système nerveux périphérique ?

La cellule de Schwann.

Quelle cellule gliale forme la myéline dans le système nerveux central ?

L’oligodendrocyte.

Quel est le lien entre sclérose en plaques et myéline ?

La sclérose en plaques est une maladie dans laquelle le système immunitaire attaque notamment la myéline du système nerveux central, ce qui peut perturber la conduction nerveuse.

Le diapo de ta prof utilise justement la SEP comme cas concret avec des coupes d’axones de moelle épinière.

Qu’est-ce qu’une synapse ?

Une zone spécialisée permettant la communication entre une cellule nerveuse et une autre cellule.

Quelles sont les principales structures d’une synapse chimique ?

• Terminaison présynaptique

• Fente synaptique

• Membrane postsynaptique

• Récepteurs postsynaptiques

Que contient notamment le bouton synaptique ?

Des vésicules synaptiques contenant des neurotransmetteurs.

Qu’est-ce qu’un neurotransmetteur ?

Une molécule libérée par une terminaison présynaptique permettant de transmettre une information à une cellule postsynaptique.

Que se passe-t-il lorsqu’un potentiel d’action arrive à la terminaison axonale ?

Il déclenche une cascade d’événements aboutissant à la libération de neurotransmetteurs dans la fente synaptique.

Comment les neurotransmetteurs sont-ils libérés dans une synapse chimique ?

Par exocytose des vésicules synaptiques.

La transmission synaptique chimique implique la libération des neurotransmetteurs contenus dans des vésicules. (CEN Neurologie⁠)

Où les neurotransmetteurs sont-ils libérés ?

Dans la fente synaptique.

Où agissent les neurotransmetteurs ?

Ils se fixent sur des récepteurs de la membrane postsynaptique.

Une synapse peut-elle être excitatrice ou inhibitrice ?

✅ Oui.

Selon le neurotransmetteur et surtout le type de récepteur activé, la réponse postsynaptique peut être excitatrice ou inhibitrice.

Qu’est-ce qu’une synapse chimique ?

Une synapse dans laquelle la communication entre les cellules utilise un neurotransmetteur.

Pourquoi la transmission synaptique est-elle généralement unidirectionnelle dans une synapse chimique ?

Parce que la terminaison présynaptique libère le neurotransmetteur tandis que les récepteurs se trouvent sur la membrane postsynaptique.

Quel ion joue un rôle essentiel dans la libération des neurotransmetteurs ?

L’arrivée du potentiel d’action à la terminaison présynaptique entraîne une entrée de Ca²⁺ qui favorise la fusion des vésicules avec la membrane.

Que peut provoquer un neurotransmetteur au niveau postsynaptique ?

Il peut provoquer :

• une excitation ;

• une inhibition ;

• selon les systèmes, une modulation de l’activité cellulaire.

Quel est le principal neurotransmetteur excitateur du SNC ?

Le glutamate.

Quel est le principal neurotransmetteur inhibiteur du SNC ?

Le GABA.

Quel neurotransmetteur intervient à la jonction neuromusculaire ?

L’acétylcholine (ACh).

Elle permet la transmission entre le motoneurone et la fibre musculaire.

Quelle est la différence entre neurotransmetteur et potentiel d’action ?

Potentiel d’action :
➡ signal électrique se propageant notamment le long de l’axone.

Neurotransmetteur :
➡ messager chimique libéré au niveau de certaines synapses.

Qu’est-ce qu’un réflexe ?

Une réponse nerveuse rapide et automatique déclenchée par un stimulus.

Qu’est-ce que le réflexe myotatique ?

Un réflexe déclenché par l’étirement d’un muscle, entraînant une contraction réflexe de ce muscle.

Les annales STAPS utilisent explicitement les notions de réflexe myotatique, réflexe d’étirement et circuit monosynaptique.

Décris le trajet général d’une information nerveuse depuis un stimulus jusqu’à la réponse musculaire.

Stimulus

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Récepteur sensoriel

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Voie afférente / neurone sensitif

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Système nerveux central

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Intégration de l’information

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Voie efférente / neurone moteur

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Jonction neuromusculaire

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Muscle

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Réponse motrice