Biologie L2 : Physiologie animale et Pharmacologie

Organisation Générale et Fonctions du Système Nerveux

• Le système nerveux est un réseau de cellules spécialisées dans la collecte et le traitement des informations.
• Il est le centre de régulation et de communication de l'organisme, contrôlant les pensées, les actions et les émotions.
• Les cellules du système nerveux communiquent au moyen de signaux électriques rapides et spécifiques.

Fonctions du Système Nerveux

• Fonction sensorielle : le système nerveux reçoit les informations sensorielles par l'intermédiaire de ses millions de récepteurs sensoriels.
• Fonction d'intégration : le système nerveux traite l'information sensorielle et prend des décisions.
• Fonction motrice : le système nerveux fournit une réponse motrice.

Cellules Gliales

• Les cellules gliales constituent les cellules les plus abondantes dans le système nerveux, avec plus de 10 cellules gliales pour 1 neurone.
• Les cellules gliales assurent :
  • L'apport d'énergie aux neurones et l'excrétion de leur déchet.
  • Une stabilité structurale aux neurones.
  • La séparation physico-chimique des compartiments liquides du système nerveux.
  • Une action immunitaire au sein même du SNC.
  • La formation de myéline entourant certains neurones.

Types de Cellules Gliales

• Névrogliocytes du SNC :
  • Astrocytes
  • Microglie
  • Épendymocytes
  • Oligodendrocytes
• Névrogliocytes du SNP :
  • Gliocytes ganglionnaires (ou cellules satellites)
  • Neurolemmocytes (ou cellules de Schwann)

Neurones

• Les neurones sont les unités structurales et fonctionnelles du système nerveux.
• Il existe environ 100 milliards de neurones dans le corps humain.
• Les neurones sont amitotiques, c'est-à-dire qu'elles ne se divisent pas.

Caractéristiques des Neurones

• Les neurones ont une longévité extrême.
• Les neurones sont amitotiques, mais il existe des exceptions à cette règle.
• L'activité métabolique des neurones est exceptionnellement élevée.

Anatomie Structurale et Fonctionnelle des Neurones

• Les neurones peuvent être classées en trois types :
  • Neurones multipolaires
  • Neurones bipolaires
  • Neurones unipolaires
• Les neurones peuvent être fonctionnellement classées en :
  • Neurones sensoriels
  • Neurones moteurs
  • Interneurones

Canaux Ioniques Neuronaux

• Les ions peuvent traverser les bicouches lipidiques en empruntant des tunnels aqueux formés par des protéines et appelés canaux ioniques.
• Les canaux ioniques sont perméables de façon spécifique aux ions sodium, potassium, calcium ou chlorure.
• Les canaux ioniques peuvent être :
  • Chimio-dépendants (ou ligand-dépendants)
  • Voltage-dépendants

Circuits Neuronaux

• Les neurones sont interconnectées pour former des circuits neuronaux complexes.
• Les neurones peuvent être soit amyélinisées, soit myélinisées, et ont des diamètres variables.
• Les différents facteurs ont un impact sur la vitesse de propagation du potentiel d'action au niveau d'un neurone.

Electrophysiologie de la Membrane Plasmique

• La modification du potentiel de membrane est liée à la modification de la perméabilité membranaire pour une espèce ionique.
• La dépolarisation est la réduction du potentiel de membrane, tandis que l'hyperpolarisation est l'augmentation du potentiel de membrane.

Signalisation

• Les modifications du potentiel de membrane servent de signaux pour la réception des informations, leur intégration et l'acheminement de réponses appropriées.
• Les signaux peuvent être :
  • Potentiels gradués
  • Potentiels d'action
  • Potentiels réfractaires### Transfert de l'information à travers les synapses chimiques
• Les neurotransmetteurs sont des molécules chimiques utilisées comme support de la communication dans le système nerveux (SN).
• Les neurotransmetteurs sont classés en deux catégories : petites molécules (acétylcholine, amines biogènes et acides aminés) et neuropeptides.
• Les récepteurs sont des protéines membranaires ou intracellulaires capables de reconnaître et de fixer spécifiquement des médiateurs (ou ligands) endogènes ou exogènes.

Critères de définition d'un neurotransmetteur

• La substance doit être présente dans le neurone présynaptique.
• La libération de la substance doit se faire en réponse à une dépolarisation présynaptique et doit être dépendante du calcium.
• Il faut qu'il y ait des récepteurs spécifiques pour la substance dans la cellule postsynaptique.

Neurotransmetteurs et leur rôle

• Acétylcholine : stimule les muscles squelettiques et certaines cellules du système nerveux autonome (SNA).
• Amines biogènes : sérotonine, dopamine, noradrénaline et histamine, qui sont synthétisées à partir d'acides aminés.
• Les amines biogènes sont impliquées dans les processus émotionnels, moteurs et sensoriels.
• Les neuropeptides : petits peptides qui agissent sur des récepteurs spécifiques, impliqués dans les processus de douleur, d'humeur et de récompense.

Maladies associées à un déséquilibre dans la production des amines biogènes

• La schizophrénie : due à une production excessive de dopamine.
• La dépression : due à un manque de sérotonine et de norépinephrine.

Neurotransmetteurs et le plaisir

• La dopamine est associée à l'euphorie et à la récompense.
• Les endorphines sont des opiacés naturels qui réduisent la perception de la douleur.

Drogues et pharmacodépendance

• La dépendance vis-à-vis des drogues est une maladie chronique qui affecte les récepteurs des neurotransmetteurs.
• Les substances vénéneuses et leurs effets sur le système nerveux.

Classification des neurotransmetteurs selon leur fonction

• Effet : excitateur ou inhibiteur.
• Mécanismes d'action : direct ou indirect.

Le liquide cérébrospinal (LCS)

• Situation : entre la pie-mère et l'arachnoïde.
• Composition : substance limpide (apparence de l'eau).
• Rôle : protection au cerveau et à la moelle épinière contre les blessures et les chocs.

Barrière hématoencéphalique

• Mécanisme de protection qui assure une stabilité au milieu interne de l'encéphale.
• Composée de l'endothélium continu, d'une lame basale et des pieds bulbeux des astrocytes.

Structuration du système nerveux central (SNC)

• SNC = encéphale (cerveau, tronc cérébral et cervelet) et la moelle épinière.
• Encéphale = cerveau et tronc cérébral.

Cerveau

• Divisé en hémisphères cérébraux droit et gauche.
• Chaque hémisphère est divisé en 5 lobes : frontal, pariétal, occipital, temporal et central.

Cortex cérébral

• Siège de l'esprit conscient.
• Cartographié en 52 aires corticales (aires de Brodmann).
• Aire motrice primaire, aire sensitive primaire, aire du langage, etc.

Aire associative

• Correspond à l'intégration des informations sensorielles pour donner des commandes motrices correspondantes.
• Siège de la mémoire de travail, du jugement, du raisonnement, de la planification et de la personnalité.

Thalamus

• Centre de relais pour les influx sensitifs et moteurs.
• Rôle d'association entre les influx sensitifs et les sensations de plaisir.

Hypothalamus

• Principal régulateur de l'homéostasie.
• Régulation de la température corporelle, du cycle veille-sommeil, de la soif et de l'appétit.

Tronc cérébral

• Responsable des fonctions de base de l'organisme.
• Siège des mécanismes de contrôle inconscients.

Cervelet

• Coordination des muscles squelettiques.
• Réception des informations de la proprioception.
• Rôle dans l'équilibre et la posture.

Moelle épinière

• Double rôle : centre d'activité des centres médullaires (reflexes) et organe conducteur (acheminement des informations vers les centres supérieurs).### Les Nerfs Crâniens
• Les nerfs crâniens sont au nombre de 12 paires, chaque nerf crânien ayant une fonction spécifique.
• Les nerfs crâniens sont divisés en trois catégories : sensitifs, moteurs et mixtes.
• Les nerfs sensitifs (olfactif, optique, auditif) recueillent les informations sensorielles et les transmettent au cerveau.
• Les nerfs moteurs (oculomoteur commun, pathétique, oculomoteur externe, spinal, grand hypoglosse) contrôlent les mouvements des muscles.

Le Système Nerveux Somatique

• Le système nerveux somatique est responsable de la transmission des informations sensorielles et des ordres moteurs entre le cerveau et les muscles squelettiques.
• Il est composé de neurones sensorielles, motrices et intermédiaires.
• Le système somesthésique est une partie du système nerveux somatique qui permet la perception, la transmission et le traitement des informations sensorielles.

Le Système Nerveux Autonome

• Le système nerveux autonome (SNA) est responsable de la régulation des fonctions inconscientes du corps, comme la fréquence cardiaque, la respiration et la digestion.
• Le SNA est composé de deux partie : le système nerveux parasympathique et le système nerveux sympathique.
• Le système nerveux parasympathique est associé au repos et aux fonctions digestives, tandis que le système nerveux sympathique est associé à la fuite ou la lutte.

Le Système Nerveux Entérique

• Le système nerveux entérique (SNE) est responsable de la régulation des fonctions digestives et est considéré comme le deuxième cerveau.
• Il est composé de deux plexus : le plexus myentérique et le plexus sous-muqueux.
• Les neurones du SNE peuvent être cholinergiques, adrénergiques, peptidergiques, sérotoninergiques ou purinergiques.

Innervation du Tube Digestif

• L'innervation du tube digestif est régie par deux réseaux nerveux : le réseau intrinsèque et le réseau extrinsèque.
• Le réseau intrinsèque comprend les plexus myentérique et sous-muqueux, tandis que le réseau extrinsèque comprend les fibres parasympathiques et orthosympathiques.
• Les efférences parasympathiques augmentent les activités digestives, tandis que les efférences orthosympathiques les inhibent.

Organisation Générale et Fonctions du Système Nerveux

• Le système nerveux est un réseau de cellules spécialisées dans la collecte et le traitement des informations.
• Il est le centre de régulation et de communication de l'organisme, contrôlant les pensées, les actions et les émotions.
• Les cellules du système nerveux communiquent au moyen de signaux électriques rapides et spécifiques.

Fonctions du Système Nerveux

• Fonction sensorielle : le système nerveux reçoit les informations sensorielles par l'intermédiaire de ses millions de récepteurs sensoriels.
• Fonction d'intégration : le système nerveux traite l'information sensorielle et prend des décisions.
• Fonction motrice : le système nerveux fournit une réponse motrice.

Cellules Gliales

• Les cellules gliales constituent les cellules les plus abondantes dans le système nerveux, avec plus de 10 cellules gliales pour 1 neurone.
• Les cellules gliales assurent :
  • L'apport d'énergie aux neurones et l'excrétion de leur déchet.
  • Une stabilité structurale aux neurones.
  • La séparation physico-chimique des compartiments liquides du système nerveux.
  • Une action immunitaire au sein même du SNC.
  • La formation de myéline entourant certains neurones.

Types de Cellules Gliales

• Névrogliocytes du SNC :
  • Astrocytes
  • Microglie
  • Épendymocytes
  • Oligodendrocytes
• Névrogliocytes du SNP :
  • Gliocytes ganglionnaires (ou cellules satellites)
  • Neurolemmocytes (ou cellules de Schwann)

Neurones

• Les neurones sont les unités structurales et fonctionnelles du système nerveux.
• Il existe environ 100 milliards de neurones dans le corps humain.
• Les neurones sont amitotiques, c'est-à-dire qu'elles ne se divisent pas.

Caractéristiques des Neurones

• Les neurones ont une longévité extrême.
• Les neurones sont amitotiques, mais il existe des exceptions à cette règle.
• L'activité métabolique des neurones est exceptionnellement élevée.

Anatomie Structurale et Fonctionnelle des Neurones

• Les neurones peuvent être classées en trois types :
  • Neurones multipolaires
  • Neurones bipolaires
  • Neurones unipolaires
• Les neurones peuvent être fonctionnellement classées en :
  • Neurones sensoriels
  • Neurones moteurs
  • Interneurones

Canaux Ioniques Neuronaux

• Les ions peuvent traverser les bicouches lipidiques en empruntant des tunnels aqueux formés par des protéines et appelés canaux ioniques.
• Les canaux ioniques sont perméables de façon spécifique aux ions sodium, potassium, calcium ou chlorure.
• Les canaux ioniques peuvent être :
  • Chimio-dépendants (ou ligand-dépendants)
  • Voltage-dépendants

Circuits Neuronaux

• Les neurones sont interconnectées pour former des circuits neuronaux complexes.
• Les neurones peuvent être soit amyélinisées, soit myélinisées, et ont des diamètres variables.
• Les différents facteurs ont un impact sur la vitesse de propagation du potentiel d'action au niveau d'un neurone.

Electrophysiologie de la Membrane Plasmique

• La modification du potentiel de membrane est liée à la modification de la perméabilité membranaire pour une espèce ionique.
• La dépolarisation est la réduction du potentiel de membrane, tandis que l'hyperpolarisation est l'augmentation du potentiel de membrane.

Signalisation

• Les modifications du potentiel de membrane servent de signaux pour la réception des informations, leur intégration et l'acheminement de réponses appropriées.
• Les signaux peuvent être :
  • Potentiels gradués
  • Potentiels d'action
  • Potentiels réfractaires### Transfert de l'information à travers les synapses chimiques
• Les neurotransmetteurs sont des molécules chimiques utilisées comme support de la communication dans le système nerveux (SN).
• Les neurotransmetteurs sont classés en deux catégories : petites molécules (acétylcholine, amines biogènes et acides aminés) et neuropeptides.
• Les récepteurs sont des protéines membranaires ou intracellulaires capables de reconnaître et de fixer spécifiquement des médiateurs (ou ligands) endogènes ou exogènes.

Critères de définition d'un neurotransmetteur

• La substance doit être présente dans le neurone présynaptique.
• La libération de la substance doit se faire en réponse à une dépolarisation présynaptique et doit être dépendante du calcium.
• Il faut qu'il y ait des récepteurs spécifiques pour la substance dans la cellule postsynaptique.

Neurotransmetteurs et leur rôle

• Acétylcholine : stimule les muscles squelettiques et certaines cellules du système nerveux autonome (SNA).
• Amines biogènes : sérotonine, dopamine, noradrénaline et histamine, qui sont synthétisées à partir d'acides aminés.
• Les amines biogènes sont impliquées dans les processus émotionnels, moteurs et sensoriels.
• Les neuropeptides : petits peptides qui agissent sur des récepteurs spécifiques, impliqués dans les processus de douleur, d'humeur et de récompense.

Maladies associées à un déséquilibre dans la production des amines biogènes

• La schizophrénie : due à une production excessive de dopamine.
• La dépression : due à un manque de sérotonine et de norépinephrine.

Neurotransmetteurs et le plaisir

• La dopamine est associée à l'euphorie et à la récompense.
• Les endorphines sont des opiacés naturels qui réduisent la perception de la douleur.

Drogues et pharmacodépendance

• La dépendance vis-à-vis des drogues est une maladie chronique qui affecte les récepteurs des neurotransmetteurs.
• Les substances vénéneuses et leurs effets sur le système nerveux.

Classification des neurotransmetteurs selon leur fonction

• Effet : excitateur ou inhibiteur.
• Mécanismes d'action : direct ou indirect.

Le liquide cérébrospinal (LCS)

• Situation : entre la pie-mère et l'arachnoïde.
• Composition : substance limpide (apparence de l'eau).
• Rôle : protection au cerveau et à la moelle épinière contre les blessures et les chocs.

Barrière hématoencéphalique

• Mécanisme de protection qui assure une stabilité au milieu interne de l'encéphale.
• Composée de l'endothélium continu, d'une lame basale et des pieds bulbeux des astrocytes.

Structuration du système nerveux central (SNC)

• SNC = encéphale (cerveau, tronc cérébral et cervelet) et la moelle épinière.
• Encéphale = cerveau et tronc cérébral.

Cerveau

• Divisé en hémisphères cérébraux droit et gauche.
• Chaque hémisphère est divisé en 5 lobes : frontal, pariétal, occipital, temporal et central.

Cortex cérébral

• Siège de l'esprit conscient.
• Cartographié en 52 aires corticales (aires de Brodmann).
• Aire motrice primaire, aire sensitive primaire, aire du langage, etc.

Aire associative

• Correspond à l'intégration des informations sensorielles pour donner des commandes motrices correspondantes.
• Siège de la mémoire de travail, du jugement, du raisonnement, de la planification et de la personnalité.

Thalamus

• Centre de relais pour les influx sensitifs et moteurs.
• Rôle d'association entre les influx sensitifs et les sensations de plaisir.

Hypothalamus

• Principal régulateur de l'homéostasie.
• Régulation de la température corporelle, du cycle veille-sommeil, de la soif et de l'appétit.

Tronc cérébral

• Responsable des fonctions de base de l'organisme.
• Siège des mécanismes de contrôle inconscients.

Cervelet

• Coordination des muscles squelettiques.
• Réception des informations de la proprioception.
• Rôle dans l'équilibre et la posture.

Moelle épinière

• Double rôle : centre d'activité des centres médullaires (reflexes) et organe conducteur (acheminement des informations vers les centres supérieurs).### Système Nerveux
• Le système nerveux est divisé en deux parties : le système nerveux central (SNC) et le système nerveux périphérique (SNP)
• Le SNP est subdivisé en système nerveux sensitif et système nerveux moteur

Nerfs Crâniens

• Il y a 12 paires de nerfs crâniens
• Les nerfs crâniens peuvent être sensoriels, moteurs ou mixtes
• Exemples :
  • Nerf olfactif (I) : sensitif, responsable de l'odorat
  • Nerf optique (II) : sensitif, responsable de la vision
  • Nerf trijumeau (V) : mixte, responsable de la sensibilité et de la motricité du visage
  • Nerf facial (VII) : mixte, responsable de la motricité et de la sensibilité de la face

Système Nerveux Autonome (SNA)

• Le SNA est composé de deux parties : le système nerveux sympathique (SNS) et le système nerveux parasympathique (SNP)
• Le SNA contrôle les activités inconscientes du corps, telles que la fréquence cardiaque, la pression artérielle et la digestion
• Le SNA a une fonction de rétroaction et permet à l'organisme de s'adapter aux changements de l'environnement

Système Nerveux Sympathique (SNS)

• Le SNS est responsable de la réponse de stress et de la préparation à la fuite ou à la lutte
• Il est activé en situation de danger ou de stress
• Effets du SNS :
  • Mydriase (dilatation de la pupille)
  • Tachycardie (augmentation de la fréquence cardiaque)
  • Augmentation de la pression artérielle
  • Ralentissement du péristaltisme (mouvements intestinaux)

Système Nerveux Parasympathique (SNP)

• Le SNP est responsable de la relaxation et de la récupération
• Il est activé en situation de repos et de tranquillité
• Effets du SNP :
  • Bradycardie (ralentissement de la fréquence cardiaque)
  • Baisse de la pression artérielle
  • Augmentation du péristaltisme (mouvements intestinaux)
  • Myosis (contraction de la pupille)

Système Nerveux Entérique (SNE)

• Le SNE est une partie du SNA qui contrôle le système digestif
• Il est responsable de la régulation de la motricité et des sécrétions digestives
• Le SNE est capable d'initier et de réguler les principales fonctions du tractus digestif sans contrôle nerveux extrinsèque

Neurotransmetteurs

• Les neurotransmetteurs sont des messagers chimiques qui permettent la communication entre les neurones
• Exemples :
  • Acétylcholine (ACh)
  • Noradrénaline
  • Sérotonine
  • GABA (acide gamma-aminobutyrique)

Quiz sur la physiologie animale et la pharmacologie pour les étudiants de L2 en biologie à l'Université Marien Ngouabi.