Ch.13 Autonomic Nervous System - Hypothalamus PDF

Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Système nerveux autonome 1 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Différents types de communication dans le système nerveux Neurones “typiques”...

Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Système nerveux autonome 1 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Différents types de communication dans le système nerveux Neurones “typiques” Projection d’un neurone sur un ou plusieurs neurones de manière directe. Réseaux de neurones (Système nerveux autonome) Projections multiples, diffusion large et coordonnée sur des cibles spécifiques Neurones de l’hypothalamus (neurohormones) Libération de neurohormones dans la circulation sanguine, de manière plus ou moins localisée ou diffuse en fonction des neurones et des hormones libérées. Systèmes modulateurs (ACh, DA, NA, 5-HT) Projections diversifiées et globales sur l’ensemble du cerveau, avec tout de même une relative spécificité. 2 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Organisation du système nerveux autonome ACh ACh NA ACh 3 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Système sympathique Système parasympathique Fight or Flight => Action Rest and Digest => Récupération Neurones préganglionnaires: Acétylcholine (ACh) Neurones préganglionnaires: Acétylcholine (ACh) récepteurs nicotiniques récepteurs nicotiniques Tiers central de la moelle épinière Tronc cérébral et partie sacrée de la moelle épinière Neurones postganglionnaires: Noradrénaline (NA) Neurones postganglionnaires: Acétylcholine (ACh) récepteurs muscariniques Ganglions: Chaîne sympathique Ganglions: Proches des organes cibles Toutes les fonctions liées à ces différentes organes, un équilibre entre ces 2 systèmes est requis. Plus ou moins d’activation de l’un ou l’autre fait pencher la balance. 4 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Qu’est-ce qu’un orgasme, un problème de math et une photo d’un mort ont en commun ? 867,94 X 625,13 5 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Système nerveux autonome Blabla R nicotiniques R nicotiniques Intermediolateral cell column (IML) R nicotiniques Preganglionic nerve cell Postganglionic nerve cell R nicotiniques R muscariniques Autonomic ganglion 6 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Système sympathique La poussée d’adrénaline Ici, l’activation du système sympathique permet de libérer une hormone, qui va circuler dans le sang et avoir une action coordonnée sur l’ensemble des cellules qui y sont sensibles. La transmission du message sera ainsi généralisée.  La poussée d’adrénaline est générée essentiellement par l’activation du système sympathique. Fight or Flight Neurones préganglionnaires: Acétylcholine (ACh) Tiers central de la moelle épinière Neurones postganglionnaires: Noradrénaline (NA) Ganglions: Chaîne sympathique Déclenchement d’une activation coordonnée à travers l’organisme, ayant des effets similaires à la stimulation du système sympathique 7 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Mécanismes de régulation de la taille de la pupille Système sympathique Mydriase: dilatation de la pupille Myosis: constriction de la pupille Système parasympathique D’autres agents et aspects environnementaux ont un impact sur la pupille: Obscurité Lumière Agents anti-cholinergiques Anti-histamine Antidépresseurs Atropine (antagoniste ACh muscarinique) Belladone Cocaïne Sympathomimétiques (Potentialisation de l’effet de la NA) Agents cholinergiques Clonidine Opiacées Organophosphates Pilocarpine Sédatifs Parasympathomimétiques (Propanolol: NA beta-bloqueur) 8 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Taille de la pupille et émotion Présentation de stimuli de même luminance à valences émotionnelles différentes. Relation entre luminance et diamètre pupillaire Vérification de l’impact de l’intensité lumineuse sur la dilatation de la pupille. => Plus l’intensité lumineuse est importante, plus le diamètre est faible. Initial light reflex => Par rapport à des stimuli neutres, les stimuli à valence émotionnelle, positive et négative, vont avoir un impact reflété au niveau du diamètre de la pupille.  On peut mesurer indirectement et de manière non-invasive une réponse émotionnelle inconsciente, sans nécessité de verbalisation consciente. La taille de la pupille est dépendante de la valence émotionnelle et est une mesure indirecte de l’activation du système nerveux autonome. Psychophysiology, 45 (2008), 602–607 9 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Hypothalamus L’hypothalamus fait partie du SNC. Il est le principal centre de contrôle et de régulation des fonctions homéostatiques. Il agit comme un centre de contrôle réagissant aux divers stimuli perçus : hormonaux, nerveux, sanguins, etc. Homéostasie: Maintien de conditions internes constantes, pour des conditions externes variables. Il est en connexion, souvent de manière réciproque, avec de nombreuses autres régions: hypophyse et épiphyse, tronc cérébral, moelle épinière, «système limbique», cortex cérébral. Il est de petite taille (±celle d’une amande), mais il a une structure complexe, avec de multiples noyaux impliqués dans différentes fonctions: température corporelle, rythme circadien, sommeil, appétit et soif, pression sanguine, réponses émotionnelles, attachement, système immunitaire, fonctions sexuelles, etc. 10 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Hypothalamus Exemple: Decreased Increased Increased Increased Decreased blood intestinal intestinal blood pressure motility blood supply supply to muscles Dorsomedial Hypothalamus nucleus FEEDING BEHAVIOR Increased Decreased DecreasedIncreased blood intestinal intestinal blood pressure motility blood supply supply to muscles Ventromedial nucleus DEFENSE BEHAVIOR Réactions antagonistes de l’organisme, sous le contrôle complémentaire de 2 noyaux de l’hypothalamus: Pour le comportement de prise alimentaire et le comportement réactif de défense, les fonctions autonomes impliquées sont les mêmes, mais dans un sens opposé (diminution ou augmentation). => Le noyau dorsomédian mobilise le SNA parasympathique tandis que le noyau ventromédian mobilise le SNA sympathique. À noter que les noyaux de l’hypothalamus sont souvent impliqués dans plusieurs fonctions. Ex.: Le noyau paraventriculaire joue un rôle dans les comportements de prise de nourriture et de liquide, de réponse au stress, d’attachement, ainsi que dans la régulation de la pression sanguine, de la température corporelle et du système immunitaire. 11 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Hypothalamus et hypophyse L’hypothalamus et l’hypophyse gèrent la régulation de la libération d’hormones pour le maintien de l’homéostasie. Système endocrinien 12 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Cellules magnocellulaires de l’hypothalamus Libération directe dans la circulation sanguine. Les neurones neurosécrétoires magnocellulaires de l’hypothalamus libèrent de l’ocytocine et de la vasopressine dans les capillaires sanguins au niveau du lobe postérieur de l’hypophyse. Ces substances peuvent ensuite être transmises dans l’ensemble de l’organisme. 13 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Ocytocine L’ocytocine est impliquée dans des comportements spécifiques en lien avec la reproduction et le comportement maternel. Hypothalamus Hypophyse Ocytocine Des études chez l’animal et chez l’homme ont montré que l’ocytocine jouait un rôle dans l’activité sexuelle, le comportement maternel, la monogamie, l’attachement, le lien social, le stress, le bien-être et la confiance. 14 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Vasopressine La vasopressine est une hormone antidiurétique. Joue un rôle dans la régulation de la pression sanguine pour éviter d’éliminer l’eau. Agit au niveau des reins pour induire la cascade de production d’autres hormones impliquées dans le fonctionnement de l’organisme. Hypothalamus => Le but est de maintenir un équilibre lorsqu’il y a une diminution du volume sanguin ou une augmentation de la tonicité (de la concentration en sel dans le sang). Détection de l’hypovolémie: système cardiovasculaire Détection de l’hypertonicité: hypothalamus Hypophyse  La libération de vasopressine va agir au niveau des reins (rétention d’eau) et aussi engendrer une sensation de soif qui va pousser à consommer de l’eau. Vasopressine 15 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Cellules parvocellulaires de l’hypothalamus Libération indirecte dans la circulation sanguine. Les neurones neurosécrétoires parvocellulaires de l’hypothalamus sécrètent des hormones hypophysiotropes, qui règulent la sécrétion des hormones hypophysaires (lobe antérieur). Transport des hormones dans les axones. Transport des hormones dans le sang. Neurones parvocellulaires de l’hypothalamus Lobe antérieur de l’hypophyse Transport des hormones dans le sang. Organes cibles 16 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Réponse au stress: sécrétion de cortisol Hypothalamus CRH L’hypothalamus libère la CRH (corticotropin-releasing hormone) Hypophyse L’hypophyse libère l’ACTH (hormone adrénocorticotrope) ACTH Cortisol L’ACTH stimule la sécrétion de cortisol par la glande corticosurrénale Le cortisol stimule l’augmentation de glucose sanguin (apport d’énergie) et la dégradation lipidique et protéique, a une action anti-inflammatoire et immunosuppressive, est impliqué dans la régulation du rythme circadien, etc. 17 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Réponse au stress Courtesy Raphael Bonvin 18 Neurosciences comportementales Ch.13 Système nerveux autonome, Hypothalamus Dr. Mélanie Kaeser Hormones de l’hypophyse antérieure Hormones Cible Effets Hormone lutéotrope (LH) Gonades - Ovariens - Maturation du sperme Hormone folliculostimulante (FSH) Gonades - Ovulation - Spermatogenèse Thyréostimuline (TSH) Thyroïde - Secrétion de la thyroxine (favorise le métabolisme) Hormone adrénocorticotrope (ACTH) Cortex surrénalien - Secrétion de cortisol (mobilise l’énergie, inhibe syst. immun.) Hormone de croissance (GH) Toutes les cellules - Stimulation de la synthèse de protéines Prolactine Glandes mammaires - Secrétion de lait; croissance 19