Système Nerveux Partie 2 PDF

INTRODUCTION AU SYSTÈME NERVEUX, PARTIE 2 Maxime Bergevin, MSc  Moëlle épinière Anatomie ► Contient 5 régions… 7 vertèbres cervicales (déjeuner) 12 vertèbres thoraciques (dîner) 5 vertèbres lombaires (souper) 5 « vertèbres » sacrale...

INTRODUCTION AU SYSTÈME NERVEUX, PARTIE 2 Maxime Bergevin, MSc  Moëlle épinière Anatomie ► Contient 5 régions… 7 vertèbres cervicales (déjeuner) 12 vertèbres thoraciques (dîner) 5 vertèbres lombaires (souper) 5 « vertèbres » sacrales Fusionnées 1 « vertèbre » coccygienne La moëlle épinière débute à C1 et se termine à L1… … Continue en « cauda equina » (queue de cheval) jusqu’à S5. KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Anatomie ► Matière blanche Oligodendrocytes Matière grise Matière blanche Comprend principalement des axones myélinisés. Cortex Corps calleux Fonction: Permet de créer des structures permettant Noyaux sous-corticaux Capsule interne de rapidement relayer l’information appelées tractus. ► Matière grise Comprend principalement des corps cellulaires et Cerveau Cortex dendrites. Cervelet Matière Peut aussi contenir des axones non-myélinisés. Matière blanche blanche Matière grise Fonction: Permet de créer des aires et/ou structures Moëlle épinière spécialisées dans le traitement de l’information. Matière grise Matière blanche Dans le cerveau – La matière grise est généralement en périphérie, et la matière blanche est à l’intérieur. Dans le moëlle épinière – La matière grise est plutôt à Matière blanche Matière grise l’intérieur et la matière blanche en périphérie. KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Récepteurs ► Récepteurs du système nerveux Autonomiques – Permet à notre corps de sentir l’états de nos organes internes (pH, pression artérielle)… Habituellement pas ressentie de manière consciente... Fait donc partie du système viscéral. Proprioceptifs: le sens de notre corps dans l’espace… « the awareness of the mechanical and spatial state of the body and its musculoskeletal parts » (Martin et al., J Appl Physiol, 2022). Inclut le sens de la position, du mouvement et de la tension musculaire. Fait donc partie du système somatique. Koch et al., Ann Rev Neurosci, 2017 Extéroceptifs: Nous permettent d’interagir avec notre environnement… Inclut le sens relatif au touché (pression, température, douleur). Point commun: Les neurones innervant les Fait donc partie du système somatique. récepteurs sont généralement unipolaires. KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Afférences ► Fibres à conduction rapide ► Fibres à conduction lente Fibres cutanées (Aα et Aβ) Fibres cutanées (Aδ et C) » Détecte la plupart des stimuli en lien avec le touché » Détecte les stimuli reliés à la douleur et la pression » … Pression, vibration, texture, etc » Terminaisons nerveuses libres » Plusieurs types de récepteurs spécialisés (corpuscules Fibres musculaires (afférences musculaires III-IV) de Paccini, Meissner et Ruffini) » Détecte les stimuli reliés au milieu métabolique du Fibres musculaire (afférences musculaires I-II) muscle (lactate, ATP, H+) et à la douleur. » Détecte les stimuli en lien avec la longueur et la » Terminaisons nerveuses libres. tension dans les muscles et tendons… Afférences – fibres sensorielles provenant de la périphérie » Plusieurs types de récepteurs spécialisés (organes permettant d’acheminer l’information au système nerveux central. tendineux de golgi, fuseaux neuromusculaires) Adaptée Kandel et al., 6ème édition, 2021 KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Anatomie Matière grise ► Cornes ventrales ► Cornes latérales ► Cornes postérieures Voies motrices somatiques Voies motrices viscérales Voies sensorielles corps cellulaires et dendrites des corps cellulaires et dendrites axones des neurones sensoriels et neurones moteurs somatiques des neurones moteurs viscérales dendrites des interneurones. Nous sommes des voitures Corps cellulaire dans le ganglion spinal. Innervation des organes internes à traction avant. (muscles cardiaques/lisses, glandes) Aussi divisées en région viscéral et Innervation des muscles squelettiques somatique Postérieur Antérieur KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Anatomie Matière blanche ► Cordon antérieur ► Cordon latéral ► Cordon postérieur En avant de la corne ventrale Entre les cordons antérieur et Confiné entre les cornes postérieur. postérieures Contient majoritairement des tractus moteurs. Contient à la fois des tractus Contient uniquement des tractus moteurs et sensoriels. sensoriels. Contient également quelques axones sensoriels. Contient la majorité des voies motrices volontaires. KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Réflexes « Réponse motrice inconsciente ou involontaire provoquée par une stimulation sensitive ou sensorielle. » - Dictionnaire Larousse « Un réflexe est une réponse automatique et involontaire du corps à un stimulus. Cette réponse est généralement rapide et se produit sans intervention consciente. Les réflexes sont médiés par le système nerveux et peuvent être simples ou complexes. » - ChatGPT Requiert absolument un stimulus Peu de neurones impliqués → réponse rapide Réponse préprogrammés Le déclenchement est involontaire. Ce n’est qu’après ► Un arc réflexe contient 5 étapes… que la réaction atteint notre conscience. 1) Activation des récepteurs sensoriels. Le type de récepteur dépend de sa localisation, de son rôle… 2) Transmission du signal vers la moëlle épinière. Se fait via un neurone sensoriel. 3) Traitement de l’information dans la moëlle épinière via un réseau d’interneurones. 4) Signal vers est transmis à l’effecteur via un neurone moteur. 5) Réponse de l’effecteur lorsque celui-ci reçoit le signal nerveux. KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Réflexes « Réponse motrice inconsciente ou involontaire provoquée par une stimulation sensitive ou sensorielle. » - Dictionnaire Larousse « Un réflexe est une réponse automatique et involontaire du corps à un stimulus. Cette réponse est généralement rapide et se produit sans intervention consciente. Les réflexes sont médiés par le système nerveux et peuvent être simples ou complexes. » - ChatGPT Stimulus Stimulus Réponse rapide Réponse rapide Réponse préprogrammée Réponse préprogrammée Déclenchement involontaire Déclenchement involontaire KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Réflexes somatiques Note – Vous allez discuter davantage du fonctionnement des fuseaux neuromusculaires en KIN1016. Réflexe d’étirement (monosynaptique) Inhibition réciproque (polysynaptique) ► Exemple 1 – Réflexe d’étirement Le réflexe d’étirement, ou réflexe myotatique, s’opère lorsqu’un muscle est rapidement étiré. Ce réflexe a plusieurs utilités, comme par exemple le maintien de la posture et la protection contre les blessures. 1) Détection de l’étirement du muscle par un récepteur spécialisé (fuseau neuromusculaire). 2) Transmission du signal sensoriel via une afférence musculaire Ia (grosse fibre sensorielle myélinisée) 3) Communication sensori-motrice via une seule synapse (réflexe monosynaptique). 4) Transmission du signal moteur via un motoneurone α (neurone moteur). KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Réflexes somatiques Note – Vous allez discuter davantage du fonctionnement des fuseaux neuromusculaires en KIN1016. Réflexe d’étirement (monosynaptique) Inhibition réciproque (polysynaptique) ► Exemple 2 – Inhibition réciproque Processus par lequel les motoneurones d’un muscle (p. ex. biceps brachial) inhibent les muscles antagonistes (p. ex. triceps brachial). Diminuer la capacité de contraction du muscle opposé permet de faciliter l’exécution des mouvements. Même principe que pour le réflexe d’étirement 1) Détection de l’étirement du muscle par un récepteur spécialisé (fuseau neuromusculaire). 2) Transmission du signal sensoriel via une afférence musculaire Ia (grosse fibre sensorielle myélinisée) 3) Communication sensori-motrice via deux synapses (réflexe polysynaptique faisant intervenir un interneurone). 5) Inhibition du motoneurone α (neurone moteur). KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Filtre de l’information Pas besoin d’apprendre le schéma par cœur. ► Autres fonctions… Fonction la plus connue: Acheminer l’information de la périphérie vers le cerveau, ou vice-versa. Fonction assez connue: Implication dans les boucles réflexes. Nous avons vu comme exemple le réflexe d’étirement et d’inhibition réciproque. Mais… » Réflexe d’inhibition autogène (moëlle épinière) » Réflexe de retrait (moëlle épinière) » Réflexes oculaires et vestibulaires (tronc cérébral) Fonction moins connue: Agit comme un filtre de l’information qui peut accéder au tronc cérébral. Exemple – Allodynie. Douleur provoquée par un stimulus normalement non douloureux. » Mécanisme possible: Dans certains cas, il est possible que les fibres « normales » (i.e., non douloureuses) soient en mesure d’activer les voies ascendantes reliés à la douleur. Cela pourrait Tirée de Peirs & Seal, Science, 2016 être due à une perte d’inhibition au niveau spinal. KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Voies ascendantes ► Voies sensoriels somatiques (cordon postérieur) Sur la figure: voie du lemnisque médian. Transmet l’information en lien avec le touché (pression, vibration, etc). Récepteurs envoient un message à la moëlle épinière via leurs nerfs sensoriels. Trois « étages » de neurones… Neurones primaires – Appartient au nerf sensoriel, donc fait son entrée dans la moëlle épinière via la racine dorsale. Neurones secondaires – Réside entièrement dans le système nerveux central. La majorité de ces neurones décussent (i.e., passe du côté controlatéral) dans le tronc cérébral. Note: Certaines fois décussent à d’autres niveau. Par exemple, la voie antérolatéral (i.e., température, douleur) décusse au niveau de la moëlle épinière. Neurones tertiaires – Fait synapse avec les neurones secondaires au niveau du thalamus. Relayent l’information aux bonnes régions du cortex. KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Voies ascendantes ► Voies sensoriels somatiques (cordons antéro-latéral) Sur la figure: voies spinothalamiques. Transmet l’information en lien avec la température, la douleur, etc. Récepteurs envoient un message à la moëlle épinière via leurs nerfs sensoriels. Trois « étages » de neurones… Neurones primaires – Appartient au nerf sensoriel, donc fait son entrée dans la moëlle épinière via la racine dorsale. Neurones secondaires – Réside entièrement dans le système nerveux central. La majorité de ces neurones décussent (i.e., passe du côté controlatéral) dans la moëlle épinière. Note: Certaines fois décussent à d’autres niveau. Par exemple, la voie postérieure décusse au niveau du tronc cérébral. Neurones tertiaires – Fait synapse avec les neurones secondaires au niveau du thalamus. Relayent l’information aux bonnes régions du cortex. KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Voies ascendantes ► Voies sensoriels somatiques (cordon latéral) Sur la figure: voies spinocérébelleuses. Transmet l’information proprioceptive jusqu’au cervelet. Récepteurs envoient un message à la moëlle épinière via leurs nerfs sensoriels. Deux « étages » de neurones… Neurones primaires – Appartient au nerf sensoriel, donc fait son entrée dans la moëlle épinière via la racine dorsale. Neurones secondaires – Réside entièrement dans le système nerveux central. La majorité de ces neurones décussent (i.e., passe du côté controlatéral) dans la moëlle épinière. Les deux voies précédentes étaient principalement en lien avec la détection des stimuli. Les voies spinocérébelleuses permettent plutôt de corriger nos mouvements en comparant nos intentions (i.e., commande motrice) et la conséquence de nos mouvements (i.e., proprioception). KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Voies ascendantes Contexte: Les participants pédalent sur un ergocycle. La résistance augmente à chaque minute. Tout juste avant, on mesure la douleur dans leurs quadriceps. INTENSITÉ DE LA DOULEUR Métabolites reliés à l’exercice (e.g., lactate, H+) Plus l’activité physique peuvent provoquer des sensations reliées à la douleur. est intense, plus la Ces sensations sont dues à la stimulation des douleur sera élevée. afférences III-IV. Mais pourquoi? Quel est le lien physiologique entre l’intensité de la stimulation des afférences III-IV et la douleur? INTENSITÉ DE L’EXERCICE Exercise and pain: The neurobiology, measurement and laboratory study of pain in relation to exercise in humans O’Connor & Cook, Exerc Sport Sci Rev, 1999 KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Voies ascendantes Pour les intéressés… (Pas à l’examen) Les afférences III-IV jouent un rôle crucial dans la conservation de l’homéostasie à l’exercice… 1) Régulation des réponses cardiorespiratoires 2) Régulation du système nerveux central 3) Perception d’inconfort et de douleur Donc leur bon fonctionnement permet d’assurer la performance dans les événements sportifs (voir amann et al., Exerc Sports Sci Rev, 2020). Et leur dysfonctionnement pourrait partiellement expliquer l’intolérance à l’exercice dans certaines pathologies (voir Gagnon et al., Am J Respir Crit Care Med, 2012). KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Voies descendantes ► Voies motrices somatiques Sur la figure: tractus corticospinaux ventral et latéral (voie directe). Le cortex, principalement le cortex moteur primaire (M1) envoie un signal vers les muscles… Deux « étages » de neurones… Neurones moteur supérieurs – Origine dans le cerveau pour aller se connecter aux neurones moteurs inférieurs. Dans le tronc cérébral, forme essentiellement les pyramides. Neurones moteurs inférieurs – Origine dans la moëlle épinière pour aller se connecter aux muscles. Tractus corticospinal latéral – Innerve les muscles impliqués dans les mouvements complexe Tractus corticospinal antérieur – Innerve les muscles du tronc (e.g., posture, équilibre) KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©  Moëlle épinière Rôle Voies descendantes ► Voies motrices viscérale Sur la figure: Voie motrice autonome (viscéral) permettant de contrôler l’ouverture des voies respiratoires à l’exercice. Organisation différentes des voies somatiques… » Voie motrice autonome – Permet au système nerveux de contrôler les différents tissus de l’organisme. Fonctionne via des neurones préganglionnaires (tronc cérébral → ganglion à l’extérieur de la moëlle épinière) et des neurones ganglionnaires (corps cellulaires dans les ganglions et projettent vers l’effecteur). Ces deux neurones sont considérés comme des neurones moteurs inférieurs. Assure le contrôle des muscles lisses (dilatation des bronchioles et des vaisseaux sanguins), des muscles cardiaques (fréquence et force des contractions du cœur) et des glandes (sécrétions d’hormones). Ça, ça fait partie des voies ascendantes » Voie sensoriel viscéral– Permet au système nerveux de détecter l’état interne de notre corps. Fonctionne via des neurones sensoriels similaires aux neurone sensorielles somatiques (i.e., neurone unipolaires). Assure la détection de différents paramètres en lien avec l’état de notre corps (pression dans nos artères, pH dans le sang, glycémie…) KIN1024 – Physiologie de l’exercice 1 Maxime Bergevin, MSc ©