UE 4.22 Intro au SN partie 2.odt

Introduction au système nerveux – Partie 2 7) Plasticité cérébrale La plasticité cérébrale est la capacité d’évolution et d’adaptation du cerveau aux sollicitations externes et internes. Elle est fondamentale pour comprendre le développement humain. NB : en kiné, dès qu’on propose des exo...

Introduction au système nerveux – Partie 2 7) Plasticité cérébrale La plasticité cérébrale est la capacité d’évolution et d’adaptation du cerveau aux sollicitations externes et internes. Elle est fondamentale pour comprendre le développement humain. NB : en kiné, dès qu’on propose des exos, on sollicite la plasticité cérébrale du patient. Nous ne sommes pas tous égaux vis-à-vis de la plasticité cérébrale. Nous n’avons pas la même taille de cerveau (plus grand chez les hommes), pas le même nombre de connexions (ce nombre de connexions et la capacité à les effectuer est déterminée par l’environnement, la sollicitation qu’on fait depuis notre plus jeune âge). Exemple : Un enfant de jeune âge devant un écran aura des sollicitations basses (malgré une interaction visuelle). Contrairement à un enfant qui joue au foot qui aura des sollicitations élevées (le choix des tenues, l’adversité à gérer, les relations sociales…). Cependant, cela est également valable pour les adultes. Ils devraient aussi éviter les écrans et faire d’autres activités : apprendre une langue, apprendre le piano…pour avoir des sollicitations. Même si naturellement, l’Homme choisit la facilité dû à un circuit de récompense. MAIS LA PLASTICITÉ DEMANDE UN EFFORT : IL FAUT RENCONTRER DES PROBLÈMES ET LES RÉSOUDRE !! Si on ne rencontre pas de problèmes, le cerveau ne sera jamais capable de trouver par lui-même des solutions car la plasticité sera pauvre. La plasticité cérébrale évolue de manière non linéaire au cours de la vie : Lors des premières années de vie (fœtus jusqu’à 2/3 ans +++), nous aurons une très forte plasticité = période critique, beaucoup de connexions apparaissent et d’autres disparaissent (une grande partie ne sert à rien, beaucoup de gestes non contrôlés). Chez les adultes, après une lésion telle que la survenue d’un AVC, il risque d’y avoir de graves conséquences car tout le système sera abimé. Cependant, une période critique où la plasticité sera maximale aura lieu quelques mois après la lésion du système nerveux central. Les reconnexions seront donc possibles et il faudra solliciter le patient pour qu’il récupère (+ de séances pour optimiser ses reconnexions durant la période de plasticité, mais faire attention à la fatigue du patient très présente après un AVC). En dehors de ces périodes, la plasticité sera possible mais dans une moindre échelle et elle prendra plus de temps. (PAS de nouveaux neurones, mais une réorganisation aura lieu). Plusieurs niveaux de la plasticité cérébrale : Niveau neuronal : soit des nouveaux neurones = neurogénèse (croissance énorme durant les premiers mois de la vie), soit de nouvelles connexions = synapto-dendritogénèse (on augmente le nombre de connexion entre neurones, possible à tout âge). NB : à noter que l’inverse existe... De 0 à 2 ans, il y a une explosion du nombre de connexions pour les voies motrices, et par expérience (jeux, etc ...), les voies utiles vont perdurer et les voies inutiles vont décroître. Donc après l’âge de deux ans, le nombre de connexions diminuent. C’est-à-dire qu’il y a une sélection et une maturation du système afin que les meilleures connexions restent. C’est là que l’essai et la répétition permettront de retenir. Il faut s’entraîner. DEBUT G5 Niveau de connexions synaptiques : -Renforcement des connexions (potentialisation à long terme=LTP) entre le neurone pré-synaptique (A) et le neurone post-synaptique (B) donc augmentation de la réponse post-synaptique avec pérennisation de la connexion. C’est à la base de la mémorisation (langue ...). Connexion plus efficace : plus de réaction dans le neurone B et connexion plus solide dans le temps. -Affaiblissement des connexions (dépression à long terme (LTD)), cela engendre une diminution de la réponse post-synaptique voire une disparition de la connexion synaptique Au bout de 5 jours, on constate déjà une perte de connexion synaptique. Chez les personnes amputés certaines connexions vont disparaître, et il va y avoir une réorganisation des neurones (migration). Niveau circuits neuronaux : réorganisation des circuits par modification des réseaux neuronaux. Si une personne est amputée de la main, les neurones de la main ne disparaissent pas mais auront une autre fonction, notamment celle des lèvres qui se situe à coté donc il y aura une réorganisation. Niveau des activations corticales : modification des dynamiques et des degrés d’activation des aires corticales. Chez l’amateur de violon, on aura une activation étendue et diffuse. Chez le professionnel, on aura une organisation différente, il y aura moins d’actions parasites, mais des actions plus efficaces, renforcées et amplifiées : il y a moins de zones activées mais celles qui le sont vont être sollicitées de façon plus importante, cela sera plus efficace (moins de sollicitation parasite). Les neurotransmetteurs (= ligand) Ce sont des substances chimiques qui ont la capacité de se fixer sur des récepteurs dédiés, les récepteurs agonistes. Elles sont libérées par les neurones au niveau de leur synapse. Tous les neurotransmetteurs ne se fixent pas sur tous les récepteurs membranaires et inversement. Lorsque les neurotransmetteurs se fixent sur les récepteurs agonistes, cela entraîne une réponse physiologique. Lorsqu’ils se fixent sur un récepteur antagoniste ils bloquent le mécanisme. Exemple : la naloxone se fixe sur les récepteurs de la morphine et les récepteurs à la morphine ne pourront plus fixer de morphine. (la morphine quant à elle bloque la douleur) Ainsi, toute molécule se fixant sur un même récepteur est : Agoniste si elle donne une réponse identique Antagoniste si elle ne donne pas de réponse Il existe 4 grandes familles de neurotransmetteurs : Acétylcholine Amines Acides aminés Peptides Acétylcholine. Elle est synthétisée à partir de l’acétyl co-enzyme A et stockée sous forme de vésicules dans les terminaisons axonales. C’est la molécule qui se retrouve au niveau du muscle (permet la contraction musculaire au niveau de la plaque motrice) ainsi que dans le fonctionnement du SNA. Elle active les voies cholinergiques. Elle se fixe sur des récepteurs canaux : Nicotiniques Muscariniques Les amines ou catécholamines. Ces molécules proviennent de la synthétisation de la L-tyrosine (un AA) et sont synthétisées tout au long de l’axone. Elles se fixent sur des récepteurs dopaminergiques, adrénergiques couplés à la protéine G ou des récepteurs canaux, et ont des effets puissants pour les capacités motrice (dopamine) et cardiovasculaire (dopamine et noradrénaline). Ces molécules sont aussi transportées dans des vésicules. Catécholamines : adrénaline, noradrénaline, dopamine, sérotonine et histamine. Les acides aminés. Ils sont utilisés dans de nombreuses fonctions : motricité, douleur… Ils se fixent sur de récepteurs canaux ioniques. Le glutamate est l’excitateur de base du SN (dépolarisant). Lorsqu’il se fixe sur la cellule, il fait rentrer Na+ à l’intérieur. Le GABA est l’inhibiteur de base du SN (hyperpolarisant). Les médicaments antiépileptiques et neuroleptiques les utilisent par exemple en induisant une suractivation des récepteurs gabaergiques (diminuent excitabilité du neurone en faisant entrer du Cl-). Lorsqu’il se fixe sur un neurone, il va faire rentrer des anions. Les peptides. Ce sont des grosses molécules, parfois des hormones, avec une fonction propre (exceptée l’endorphine). Ils se fixent sur les récepteurs couplés à la protéine G. Ils comprennent : les endorphines, insuline/glucagon, substance P, vasopressine, angiotensine II. Les récepteurs membranaires. Ce sont des ensembles de protéines spécialisées qui font l’interface entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Il en existe quatre grandes familles : Récepteurs canaux Récepteurs couplés à la protéine G Récepteurs couplés à une enzyme Récepteurs intégrine Les canaux ioniques. Ils correspondent à l’ensemble de glycoprotéines entourant un canal. Quand les récepteurs sont à l’état de repos, le canal est fermé. Quand ils sont activés, les canaux s’ouvrent. Lorsque le neurotransmetteur (ou ligand) se fixe sur le récepteur, il induit un changement de conformation physique (la molécule change de forme physique) ce qui ouvre l’espace entre les milieux intra et extra cellulaire. Souvent ce sont des récepteurs ioniques pour un type d’ion donné. Il existe plusieurs types de récepteurs ioniques : Nicotiniques : ils fixent l’acétylcholine, on les trouve au niveau de la plaque motrice (jonction neuro-musculaire). Ils impliquent une entrée d’ions Na+. GABA : ils fixent le GABA et induisent l’entrée d’ions CL- (et donc une hyperpolarisation). NMDA et non-NMDA : ils fixent le glutamate et provoquent une entrée d’ions Ca²+ et Na+. Par ailleurs, il existe une sous-catégorie de famille : les récepteurs ioniques voltages-dépendants. Ils nécessitent une excitation électrique pour s’ouvrir. Le changement de conformation spatiale est induit par l’excitation électrique, le récepteur s’ouvre alors et laisse passer les ions. Ils se retrouvent au niveau des nœuds de Ranvier et des terminaisons axonales. Ils laissent entrer des ions Ca²+, K+ et Na+. Les récepteurs couplés à la protéine G. On trouve deux façons d’agir liée à ces récepteurs : les activations directe et indirecte, impliquant la protéine G : Activation directe par protéine G (le petit Pac-Man sur le schéma) : quand le neurotransmetteur arrive, il active la protéine G qui migre le long de la paroi en intracellulaire. Elle change alors la conformité du canal visé et ce dernier s’ouvre. Activation indirecte par un messager intracellulaire = la protéine G libérée active une molécule, un messager intracellulaire qui elle vient ensuite ouvrir un canal en s’y fixant. Les cellules gliales. Elles font partie du SN et forment l’environnement des neurones. Elles se répartissent en 4 grandes familles : Astrocytes Oligodendrocytes Cellules de Schwann Microglie Les astrocytes Ce sont des cellules multifonctions : Fournissent les nutriments et les facteurs de croissance. Par exemple, les neurones ne peuvent dégrader le glucose : il a besoin d’être dégradé par les astrocytes pour ensuite être consommé par les neurones. Forment la barrière hémato-encéphalique (BHE) Influencent la transmission nerveuse (influence sur les degrés d’excitation des neurones) Processus de cicatrisation lors d’une lésion du SNC (= astrogliose à tissu cicatriciel chez les patients qui ont eu une lésion) Supports physiques pour les neurones (rôle très secondaire) Les oligodendrocytes et cellules de Schwann. Ce sont elles qui forment la gaine de myéline (avec excroissance de leur membrane). La microglie. Ce sont les plus petites cellules ainsi que les cellules de l’immunité. Elles ont la charge de gérer toute l’immunité au sein du SN. Le SN, surtout le SNC, est en vase clos : cela lui permet d’être protégé mais il a donc besoin de ses propres cellules pour gérer les agents pathogènes et les lésions : système immunitaire propre qui protège le SN, responsable d’une neuro-inflammation. La microglie présente des cellules macrophages et gère les inflammations. Elle influe aussi sur l’activité cérébrale (beaucoup d’études à ce sujet mais pour le moment peu de compréhension de son rôle de manière précise). La barrière hémato-encéphalique. Elle permet d’isoler le SNC du reste du corps et notamment du système vasculaire (permet de protéger le cerveau des infections). Elle est formée par les astrocytes, les péricytes et la lame basale (feuillet de glycoprotéines). Les capillaires ne sont pas en contact avec les neurones car les astrocytes recouvrent leurs parois (celles des capillaires). La barrière hémato-encéphalique : Facilite le maintien de l’homéostasie dans le cerveau Protège contre l’entrée dans le cerveau d’agents pathogènes, toxines, hormones circulantes, protéines Bloque en partie les médicaments, telle que la dopamine Le nerf et les fibres nerveuses. Un nerf est un paquet de neurones qui sont regroupés ensemble autour de la périnèvre. Il est constitué de différents tissus : Endonèvre : tissu conjonctif, recouvre les axones Périnèvre : recouvre les fascicules (ensembles d’axones) Epinèvre : recouvre les groupes de fascicules et contient les vaisseaux permettant la survie du nerf Il existe différents types de fibres afférentes sensitives : Rapides A alpha et A beta : diamètre important, vitesse de conduction très rapide. Lentes A delta et C : diamètre plus petit, vitesse de conduction bien moindre, fibres C non myélinisées (vitesse très faible). Plus une fibre est petite et avec peu de myéline, plus la vitesse est lente. Les fibres A-Alpha permettent le retour des informations proprioceptives (mouvement, position articulation). Ainsi elles ont besoin d’être rapide pour éviter les chutes, douleurs… Les fibres A-beta communiquent les informations du tact épicritique. Les fibres A-Delta véhiculent des informations concernant les douleurs (mécaniques et thermiques) en communication avec les nocicepteurs (permet de détecter les stimuli agressifs pour le corps). Les fibres C communiquent la douleur qui est une sensation. Les fibres A-delta ramènent l’information de danger par les nocicepteurs au cerveau mais il peut ne pas provoquer la douleur. II. Organisation anatomique. Le système nerveux comprend deux parties : Le système nerveux central (SNC) : moelle épinière et encéphale (cerveau, cervelet, tronc cérébral) Le système nerveux périphérique (SNP) : nerfs et ganglions Les pathologies et cellules seront différentes selon que ce soit le SNC ou le SNP qui est touché. Le cerveau ou encéphale. Anatomie externe. Les deux hémisphères sont séparés par la fissure inter-hémisphérique. (Cortex = surface) Il existe 4 lobes : Frontal Pariétal Occipital Temporal Et 2 sillons importants : De Rolando (ou sillon central) : il partage le lobe frontal et pariétal. En avant de ce sillon se trouve le cortex moteur primaire (M1). En arrière, on trouve le cortex somesthésique primaire (S1). De Sylvius (ou sillon latéral) : délimite le lobe temporal des lobes frontaux et pariétaux. A l’intérieur de ce sillon se trouve l’insula (qui correspond à un 5ème lobe). Concernant la partie externe du cerveau. C’est comme si on prenait une nappe et qu’on la mettait en boule : on ne voit pas l’intégralité de la surface et on trouve ainsi des replis à l’intérieur du sillon de Sylvius dont l’insula. Cortex. Il correspond à la couche externe. Il est constitué de corps cellulaires, il contient 6 couches de cellules et est connecté au reste du système nerveux. Il contient des sulcus, ou sillons, et des gyrus, ou circonvolutions donc la surface du cortex n’est pas visible de partout (à cause des replis, exemple de la nape pliée). Il est une des zones du corps humain les plus tardivement décrite : il a fallu attendre le XIXème siècle pour que les scientifiques aient accès aux corps peu après la mort. La cartographie du cerveau commence à être correcte à partir du début du XXème siècle avec Brodmann (sa cartographie est aussi la plus connue, c’est celle qui est le plus souvent employée). Il est organisé en aires corticales : Organisation cellulaire analogue = cyto-architecture Une ou plusieurs modalités/fonctions possibles Plusieurs aires pour une même fonction Les aires ont un même type de population neuronale. Certaines aires ont une fonction spécifique, d’autres sont non spécifiques. Certaines sont des aires intégratives qui reçoivent les infos de la vue, de la sensibilité… et permettent ainsi une prise de conscience et l’envoi d’un ordre moteur adapté. Les aires ne sont pas parfaitement symétriques de part et d’autre des hémisphères. Thalamus. Les noyaux gris centraux sont des amas de substance grise (donc de corps cellulaires). Le plus gros de ces noyaux est le thalamus. C’est une station-relais : il reçoit quasiment toutes les informations qui proviennent de la périphérie. Il est constitué de plusieurs sous-noyaux. Il fait le relais entre les informations de la périphérie et le cortex : c’est lui qui dispatche les infos dans les différents cortex. Les informations qui descendent passent parfois mais pas systématiquement par le thalamus. Dernière étape avant l’accès au cortex et ce sont les zones les plus évolués du cerveau qui vont traiter les informations. Boîte crânienne et méninges. Le cerveau est contenu dans trois enveloppes, les méninges : Dure-mère (méninge innervée, très douloureux donc anesthésie très importante) Arachnoïde Pie-mère Dans l’espace sous-arachnoïdien, on retrouve le liquide céphalo-rachidien (LCR, aujourd’hui appelé liquide cérébro-spinal). On le trouve aussi dans les ventricules à l’intérieur du cerveau et dans la moelle épinière au niveau du canal épendyme et du cul de sac dural. Le liquide cérébro-spinal est produit dans les plexus choroïdes (4ème ventricule). Il est résorbé (réintégré dans le sang) au niveau des granulations de Pacchioni (espace sous-arachnoïdien). Ce liquide a plusieurs fonctions : Mécanique : il sert d’amortisseur de chocs. Physique : il isole le cerveau et la moelle épinière de l’extérieur Élimination des déchets métaboliques (produits métaboliques dus au fonctionnement des cellules gliales et neuronales) Biologique : transport des hormones, nutriments, protéines etc Le cervelet et le tronc cérébral. Le tronc cérébral. Le tronc cérébral est l’endroit de connexion entre le cerveau et la moelle épinière. Il est organisé en trois parties (de haut en bas) : Mésencéphale Pont (ou protubérance annulaire) Bulbe rachidien C’est une zone de carrefour : en arrière du tronc cérébral se trouve le cervelet, au-dessus l’encéphale, en-dessous la moelle épinière. Il comprend de nombreuses voies et noyaux (des nerfs moteurs, vestibulaires, cochléaires, pour la sensibilité…). Il est aussi la zone de départ des nerfs crâniens. 12 paires de nerfs crâniens : Le cervelet. Il est relié au tronc cérébral à l’arrière. Il joue un rôle dans contrôle de l’équilibre, la coordination motrice et la posture. (Peu décrit car cours spécial dessus plus tard) La moelle épinière. Description anatomique. La moelle descend jusqu’à L2 (ponction lombaire se fait en L4 pour être sûr de ne pas atteindre la moelle). Elle est contenue dans un arc osseux solide. Méninges tout autour, le tout baigne dans un liquide (LCS), extrêmement sensible. (FIN GROUPE 5) Parenthèse ostéo : Si les os du cerveau pouvaient bouger -> changement de pression -> coma Idem avec les vertèbres, si elles bougent -> paraplégie.