Le système nerveux - Module 4-élèves PDF

Le système nerveux Fonctions: Assure la survie et maintient l’homéostasie de l’organisme. Il est responsable des sensations. des fonctions mentales supérieures. des émotions. d’activer les muscles et les glandes. de l’orientation spat...

Le système nerveux Fonctions: Assure la survie et maintient l’homéostasie de l’organisme. Il est responsable des sensations. des fonctions mentales supérieures. des émotions. d’activer les muscles et les glandes. de l’orientation spatiale du corps. Le système nerveux se compose de deux grands systèmes:  le système nerveux central -SNC  le système nerveux périphérique -SNP 1) Système nerveux central (SNC) : Centre d’intégration et de régulation. Comprend 2 parties : l’encéphale la moelle épinière Le SNC est protégé par les méninges, le crâne et la colonne vertébrale. Il communique avec le reste du corps à l'aide du système nerveux périphérique.  2) Système nerveux périphérique (SNP) : Le neurone est une cellules. Ligne de communication entre le SNC et l’organisme. Formé de nerfs afférents et efférents. Les SNC et SNP sont constitués de neurones. Le neurone est l’unité fonctionnelle du SN. Neurone : cellule nerveuse, spécialisée dans la transmission des influx nerveux. Influx nerveux : message sous forme de signal électrique. (Peut voyager très vite : au-delà 100 m/s.) Stimulus : ce qui fait réagir. Ex. lumière, froid, piqûre, …  Synapse : permet le transfert de l’information d’un neurone à l’autre ou bien d’un neurone à un autre type de cellule (ex: cellules musculaires). Où se fait la communication entre 2 neurones. Dans la synapse le 1er neurone est le neurone pré- synaptique et le 2e est le neurone post-synaptique. Structure d’un neurone (p.140)  Corps cellulaire : Ressemble à une cellule typique, avec beaucoup de ribosomes. Dendrites: Prolongements du corps cellulaire qui reçoivent les signaux, habituellement courts et nombreux. Axone: Un long prolongement, qui transmet l’influx nerveux hors du corps cellulaire vers d’autres neurones ou d’autres types de cellule. Arborisation terminale: Ramification finale de l’axone. Contient des vésicules qui libèrent une substance chimique nommée neurotransmetteur qui stimule la cellule suivante. Gaine de myéline: Enveloppe isolante autour de l’axone. Protège et augmente la vitesse de transmission de l’influx. Nœuds de Ranvier: étranglement de la gaine. L’influx se transmet de nœud à nœud.  Sclérose en plaques - maladie auto-immune où la myéline se détériore entraînant des fuites de courant et la personne atteint perd la maîtrise de ses muscles et devient de plus en plus handicapée. Un neurone a une très grande activité métabolique, entièrement aérobie. Types de neurones, classifiés selon le sens de propagation de l’influx nerveux par rapport au SNC Neurones sensitifs (afférents) – captent l’information des récepteurs sensoriels (ex : dans l’œil récepteurs de la lumière) et des organes internes et la transmet au SNC. Neurones moteurs (efférents) – transmettent les influx du SNC vers les organes, les muscles et les glandes (les effecteurs). Envoient les commandes. Neurones d’association, ou interneurones - relient les neurones sensitifs aux neurones moteurs à l’intérieur du cerveau ou de la moelle épinière.  Fonctionnement du neurone Lorsqu’un neurone est au repos, l’extérieur de sa membrane est chargé positivement et l’intérieur est chargé négativement. Les cations sodium Na+ sont plus abondants à l'extérieur qu'à l'intérieur du neurone. À l’intérieur, il y a des ions K+. L’extérieur est plus positif et l’intérieur est plus négatif. 3Na++ +++++ repos= polarisé 2k+ -------- Au repos la membrane est polarisée : Elle a le potentiel d'effectuer un travail. +-+-+- -+-+-+ dépabrisé Quand un stimulus excite le neurone, des canaux de Na+ s'ouvrent et les ions sodium entrent dans l'axone. L'extérieur de la membrane devient alors plus négatif et l'intérieur devient plus positif. Ceci se poursuit sur toute la longueur de l'axone dans une fraction de seconde. De cette façon, l’influx se propage dans le neurone. On appelle ce phénomène la dépolarisation. Pour qu’un neurone soit dépolarisé, le stimulant doit dépasser le seuil d’excitation : c’est la loi du tout ou rien.  La transmission synaptique Quand l’influx arrive au bout de l’axone, il y a libération d’une substance chimique dans la synapse nommée neurotransmetteur qui provoque la dépolarisation du neurone suivant. Pour cesser la transmission d’influx, des enzymes dégradent le neurotransmetteur ou bien, il est réabsorbé par le neurone pré-synaptique. Synapse Une synapse est une jonction entre deux cellules nerveuses (neurones) permettant la transmission de signaux électriques ou chimiques d'une cellule à l'autre. Elle joue un rôle clé dans la communication du système nerveux. Ex. de neurotransmetteurs : Excitateur augmente l’activité des neurones, ex: acétylcholine, (déclenche contraction musculaire, et dans le SNC- responsable de l’éveil, l’agression…) Inhibiteur diminue l’activité des neurones, ex: GABA, principale inhibiteur du SNC (contrôle de la motricité…) - hypoactivité-épilepsie autres: dopamine, noradrénaline, sérotonine, endorphines…. La dopamine est un neurotransmetteur qui stimule les muscles squelettiques. Assure le contrôle des mouvements. Un déficit de neurones produisant la dopamine est associé à la maladie de Parkinson (rigidité musculaire, tremblements, mouvements difficiles). Un excès de dopamine dans le cerveau entraîne la schizophrénie (pensée et émotions perturbées, hallucinations.) Une hyperactivité dans les synapses des neurones du cerveau est relié à l’épilepsie. Il y a aussi de nombreux troubles psychiatriques comme la dépression qui sont associés à un excès ou un manque de certains neurotransmetteurs. Les neurotransmetteurs et les drogues Certaines substances les imitent, ex: la morphine, la nicotine. Certaines substances empêchent leur dégradation, ex: la cocaïne Certaines substances les bloquent, ex: l’alcool Organisation générale du SNC SNC Encéphal Moelle e Épinière Tronc Cervele Cervea cérébral t u Diencéphal Hémisphères e cérébraux Hypothalam Thalamu us s  Le système nerveux central - SNC l’encéphale et la moelle épinière A) L’encéphale - les centres nerveux contenus dans le crâne des vertébrés, soit le cerveau, le tronc cérébral et le cervelet. Voir fig.5.9, p.143 Schéma des structures principales de l’encéphale  I- Le cerveau 2 hémisphères cérébraux et le diencéphale Les hémisphères cérébraux : il y a l’hémisphère gauche et droit La couche externe est le cortex cérébral qui est surtout constitué de corps cellulaires et des dendrites des neurones le faisant paraître plus sombre. C’est donc de la matière grise. Le cortex dirige les mouvements volontaires, les sens, la mémoire, la parole, l’apprentissage, le calcul, l’analyse, la personnalité. Le reste des l’hémisphères cérébraux est composé principalement d’axones myélinisés qui acheminent les influx venant du cortex ou destinés à lui. Cette région paraît plus blanche. C’est donc de la matière blanche. Les deux hémisphères sont reliés par le corps calleux. Le corps calleux transfère l’information d’un hémisphère à l’autre. L’information venant du côté gauche de l’organisme est interprété par l’hémisphère droit et inversement.  Chaque hémisphère est divisé en 4 lobes (p.145) -lobe frontal: responsable des mouvements volontaires en commandant les muscles, la parole, du raisonnement, de la planification et des émotions. -lobe pariétal: interprétation des sensations venant de la peau (le toucher) et le centre du goût. -lobe occipital : décode l’information visuelle. -lobe temporal : décode les sons et responsable de la remémoration des souvenirs. Diencéphale thalamus et hypothalamus Le diencéphale est la partie interne du cerveau. Ses structures principales sont le thalamus et l’hypothalamus. Le thalamus est surtout une station de relais. Il reçoit et transmet les influx au cortex cérébral (région de synapses où l’info est transférée). L’hypothalamus assure l’homéostasie de notre milieu intérieur; c’est notre horloge biologique. Responsable de plusieurs fonctions comme le sommeil, l’éveil, la faim, la soif, la température du corps, les émotions, le désir sexuel, dirige les sécrétions d’hormones.  II- Le tronc cérébral Comprend le mésencéphale, le pont et le bulbe rachidien. Relie la moelle épinière aux parties de l’encéphale. Un dommage est fatal.  Le mésencéphale et le pont font le lien entre différentes structures cérébrales ; voie de passage. Reçoit 10 des 12 paires de nerfs crâniens. Le bulbe rachidien est responsable de régler les fonctions vitales (involontaires) reliées à la survie, comme le rythme cardiaque et respiratoire, la pression sanguine, etc. Centre de réflexes comme la déglutition, l'éternuement, la toux, le vomissement. III- Le cervelet Situé dessous le cerveau. Centre de la coordination musculaire - précision et fluidité de nos mouvements, de l’équilibre et de notre posture en contrôlant notre tonus musculaire. Des lésions au cervelet entraînent une désynchronisation des mouvements et la perte de l’équilibre. Son fonctionnement est affecté par l’alcool - difficulté à marcher ou se tenir debout si intoxiqué. B) La moelle épinière : Voie de transmission des signaux nerveux entre le corps et l’encéphale. S’étend dans le canal à l’intérieur des vertèbres jusqu’à la 2e vertèbre lombaire. Est composée de matière grise (corps cellulaires) et de matière blanche (axones). La substance grise prend la forme d’un H. Rôle : Achemine l’information provenant des organes, des glandes et des muscles vers l’encéphale et transmet les commandes motrices en dehors de l’encéphale. Important centre de réflexe. Ex: retirer main du feu Les réflexes Les réflexes sont des réponses rapides et involontaires aux stimuli. Un arc réflexe est le trajet suivit par l’influx nerveux à partir du stimulus jusqu’au réflexe. Voici les étapes d’un arc réflexe: (p. 141) Il y a stimulation des récepteurs sensoriels (ex : dans la peau). Des neurones sensitifs transmettent l’influx nerveux vers la moelle épinière. Dans la moelle épinière, un neurone d’association transmet l’influx au neurone moteur. À son tour, le neurone moteur envoie un influx vers la périphérie jusqu'à l’effecteur (ex : les muscles) et il y aura réaction (ex : contraction). Schéma d’un arc réflexe Le SNC est protégé par les méninges. Méninges : trois couches de tissus conjonctifs qui recouvrent le SNC. Pie-mère : C'est la membrane interne. Elle est richement vascularisée et directement accolée à la surface du cerveau. Arachnoïde : C’est la membrane moyenne. Elle est faite de tissu élastique et de tissu fibreux. L'espace entre la pie-mère et l'arachnoïde est rempli de liquide cérébro-spinal (céphalo-rachidien) ( encéphale) ( moelle épiniere). Ce liquide se retrouve aussi à l’intérieur de l’encéphale et de la moelle épinière. Dure-mère : C’est la membrane externe ; plus épaisse et résistante. Les méninges forment un coussin protecteur entourant l’encéphale et la moelle épinière. Elles empêchent le SNC de subir des chocs. 2- Le système nerveux périphérique - SNP : p.138-139 Comprend les nerfs qui entrent dans le SNC et en sortent. Un nerf est un ensemble d’axones parallèles formant un faisceau (regroupement). Il y a 12 paires de nerfs crâniens et 31 paires de nerfs spinaux (rachidiens). Les nerfs crâniens sont connectés à l’encéphale. Les nerfs spinaux (rachidiens) sont connectés à la moelle épinière. Types de nerfs Nerfs sensitifs (afférents) – contient des neurones qui transmettent les messages du corps vers l’encéphale. Nerfs moteurs (efférents) – contient des neurones qui transmettent les messages de l’encéphale vers le reste du corps. Nerfs mixtes - contient les deux types de neurones, sensitifs et moteurs. Le SNP moteur est divisé en deux : fig.5.2, p.138 Le système nerveux somatique (commandé de façon volontaire) Le système nerveux autonome (commandé de façon involontaire) Le système nerveux somatique Commande nos muscles squelettiques de façon volontaire. L’information vient directement du cerveau vers les muscles par les neurones moteurs des voies motrices. Le système nerveux autonome Commande les muscles lisses et cardiaques, puis les glandes de façon involontaire. Il régule les activités viscérales. Il est divisé en 2 parties : - système nerveux sympathique - système nerveux parasympathique Système nerveux sympathique : prépare le corps à l’activité physique et intellectuelle (prépare le corps à l’action). Ces nerfs assurent les fonctions internes en période de stress. Dépense de l’énergie. (adrénaline) Ex: - élève la fréquence cardiaque et respiratoire. - augmente la glycémie et envoie le surplus de glucose aux muscles et aux tissus nerveux qui ont besoin d’un surcroît d’énergie. - fait dévier le sang du système digestif vers les muscles. - dilatation des pupilles. Système nerveux parasympathique : régit les fonctions internes quand l'organisme est au repos. Commande les fonctions habituelles. C'est le système du beau temps. A un effet opposé au système sympathique. Économise de l’énergie. (acétylcholine) Ex: - ralentit la fréquence cardiaque et respiratoire. - rétablit la digestion. - rétrécit les pupilles. Le système osseux Le squelette est constitué d’os, de cartilage et de ligaments. Ce sont les tissus les plus forts et les plus résistants de l’organisme. Le squelette de l’embryon est surtout composé de cartilage hyalin; chez le jeune enfant, ce cartilage est presque entièrement remplacé par du tissu osseux, sauf dans certaines régions isolées comme le dos du nez, une partie des côtes et les articulations. Le squelette d’un adulte comprend 206 os. Le nouveau-né a environ 270 os. Certains petits os se fusionnent lors du développement, par ex. au niveau du crâne et du coccyx. Fonctions du squelette Soutien: Tout organisme s’effondrait sous sa propre masse sans os. Constitue la charpente de corps. Protection: Les os protègent les organes internes. - les os du crâne protègent l’encéphale et les vertèbres, la moelle épinière. Formation des cellules sanguines. Stockage des minéraux et des lipides: Les principaux minéraux sont le Ca et le P. Permet le mouvement et agit comme levier: Capacité de bouger et de soulever de lourde charge grâce aux Les parties du système osseux: Le squelette est divisé en deux parties: le squelette axial : les os de la tête, de la colonne vertébrale et de la cage thoracique. le squelette appendiculaire : les os des membres supérieurs et inférieurs et les ceintures scapulaire (os de l’épaule) et pelvienne (os de la hanche). Le squelette Articulations les articulations sont les point de contact de deux ou plusieurs os qui donne au corps sa souplesse et nous permettent de bouger.  Les articulations peuvent contenir: du cartilage : tissu conjonctif blanc semi-opaque, ferme mais élastique des ligaments : faisceaux de tissu conjonctif unissant les os au niveau des articulations du liquide synovial : liquide visqueux qui lubrifie. Types d’articulations: Articulations fibreuses – immobiles - aucun mouvement (ou presque pas). - les os sont reliés par du tissu conjonctif dense. ex: les sutures des os du crâne Articulations cartilagineuses-semi-mobiles - mouvement de faible amplitude - les os sont unis par du cartilage élastique ex: les vertèbres sont unies par les disques Articulations synoviales – mobiles - mouvement de grande amplitude - les os sont retenus par des ligaments au niveau d’une cavité articulaire remplie de liquide synovial (synovie). ex: l’épaule, le genou, le coude. – articulations des membres Articulation synoviale - mobile Os unis par des ligaments - liquide synovial et cartilage articulaire coude Articulations fibreuses - fixes Os unis par des sutures -sont soudés Articulations cartilagineuse - semi-mobile Os unis par du cartilage élastique Troubles au niveau des articulations: Luxation: les os se déboîtent, se désarticulent. Bursite: inflammation dans la région synoviale. Entorse: une élongation ou une déchirure des ligaments. Arthrite: maladies inflammatoires ou dégénératives des articulations (symptômes: douleur, raideur et enflure des articulations) L’arthrose est la forme d’arthrite la plus répandue où le cartilage articulaire se détruit progressivement. Goutte: le taux d’acide urique devient excessif et il peut se déposer dans les articulations sous forme de cristaux. (se manifeste habituellement par l’enflure et douleur dans une articulation à la fois, le plus souvent celle du gros orteil) Arthrose Tissu osseux Les os sont formés de différents types de tissus.  - Os compact – tissu dur et dense Se trouve à la périphérie de l’os. Formé d’unités cylindriques, les ostéons. Chaque ostéon est formé de couches de cellules osseuses matures (les ostéocytes) autour d’un canal contenant les vaisseaux sanguins et les nerfs. Contient des sels de calcium ce qui donne la rigidité à l’os. Os compact - ostéons  - Os spongieux – tissu poreux petites pièces osseuses entourant des cavités qui sont remplies de moelle rouge. se trouve dans les os courts, plats, irrégulier s et les extrémités des Os longs  Moelle osseuse (2 sortes) Moelle osseuse rouge - se trouve dans les os plats, les vertèbres et aux extrémités des os longs. - sert à la fabrication des cellules sanguines. Moelle osseuse jaune - se trouve dans la cavité médullaire des os longs. - constituée principalement de cellules adipeuses (graisses). - participe à la production de globules rouges en cas d’hémorragie sévère. Structure d’un os long La diaphyse : corps de l’os, formée d’os compact.  est recouverte et protégée par le périoste, membrane de tissu conjonctif dense.  sa face interne (l’endoste) est riche en cellules assurant la croissance en épaisseur de l’os et sa cicatrisation. Les épiphyses : les extrémités de l’os (têtes), formées d’os spongieux  renferment à l’intérieur la moelle rouge qui participe à la production des cellules sanguines.  sont recouvertes et protégées par le cartilage articulaire, un tissu souple qui réduit la friction, facilite le mouvement et amortit les chocs. Les cartilages épiphysaires (de conjugaison) assurent la croissance en longueur d’un os long. Dans les épiphyses d’un os adulte, une mince ligne de tissu osseux prend la place du cartilage épiphysaire d’un jeune os. L’extérieur d’un os long Anatomie d’un os long Os long Croissance en épaisseur Est assurée par l’endoste, membrane interne de la diaphyse. Croissance en longueur d’un os long Est assurée par le cartilage épiphysaire (de conjugaison). Le système musculaire Les muscles Structures constituées de faisceaux de fibres très élastiques retenues par du tissu conjonctif. Le corps humain compte 639 muscles. Ils constituent ~ la moitié de notre poids. Leur fonction essentielle est de se contracter. Terminologie Myocyte = fibre musculaire : cellule allongée. Faisceau : assemblage de fibres liés ensemble. Sarcolemme : membrane cellulaire de la fibre musculaire. Sarcoplasme : cytoplasme de la fibre musculaire. Réticulum sarcoplasmique : réticulum endoplasmique des fibres musculaires qui sert de réserve d’ions de calcium. Sarcomère : unité de contraction de la fibre musculaire squelettique. Fibre musculaire squelettique striée Il existe trois types de tissus musculaires squelettique lisse cardiaque Ils sont classés selon la structure de leurs cellules, leur fonction et leur mode de contraction. Muscles squelettiques Où: - Sont rattachés aux os par des tendons ou à la peau (pour certains muscles faciaux). Exemples: - le trapèze, le deltoïde, le quadriceps Type de contraction : - Contractions volontaires contrôlées par le système nerveux. (somatique, ou le système nerveux autonome dans le cas des réflexes) Muscles squelettiques Vitesse de la contraction: - Lente à rapide et peu résistante (se fatigue rapidement et doit prendre un repos après de courte période d’activité). - Ils exercent une force de traction sur les os. Muscles squelettiques Forme et apparence des cellules : - Cellules longues, cylindriques ayant plusieurs noyaux, avec des stries (bandes claires et des bandes foncées). Trois mots clés: squelettique, strié et volontaire Comparaison: une voiture rapide qui s’épuise rapidement Muscles lisses Où: - Dans les parois des organes creux. Servent à propulser des substances. Exemples : - estomac, intestins, vaisseaux sanguins, voies respiratoires Type de contraction : - Contractions involontaires contrôlées par le système nerveux (SNA) ; à l’aide d’hormones ou de substances chimiques. Vitesse de la contraction: Muscles lisses Forme, apparence des cellules et organisation : - Cellules allongées, fusiformes et lisses possédant un seul noyau. - Ces fibres sont disposés en couches (souvent deux), une circulaire et l’autre longitudinale. Trois mots clés: viscéral, non strié et involontaire Comparaison: une machine puissante qui fonctionne inlassablement Muscle cardiaque Où : - Parois du cœur. Sert à propulser le sang. Type de contraction : - Contractions involontaires contrôlées par un système intrinsèque et par le système nerveux autonome (SNA) ; hormones. - Contractions lentes et extrêmement résistantes. Muscle cardiaque - Forme, apparence des cellules et organisation : - Les cellules cardiaques sont tubulaires, striées et ramifiées avec seulement un noyau formant des chaînes ramifiées. Ces caractéristiques assurent la coordination des contractions du cœur. - Trois mots clés: cardiaque, strié et involontaire Fibres des trois différents tissus musculaires Fonctions Permet les mouvements du corps. Permet la position et le soutien (tient les os). Permet les fonctions involontaires telle la circulation, la digestion, la respiration. Aide à maintenir une température interne constante (grande utilisation de l’ATP ; une partie de l’énergie va pour le travail musculaire et une partie s’échappe sous forme de la chaleur). Organisation du muscle squelettique - Le muscle squelettique est organisé en faisceaux de fibres musculaires. - Les fibres musculaires sont organisées en myofibrilles. - Les myofibrilles sont composées de myofilaments d’actine et de myosine, qui sont les molécules responsables des contractions musculaires. Contraction musculaire Lorsque les myofilaments d’actine glissent le long des myofilaments de myosine, ceci entraîne le raccourcissement des myofibrilles causant ainsi la contraction du muscle. L’énergie de l’ATP est nécessaire pour causer le déplacement de ces myofilaments. L’énergie et contraction Une fibre musculaire reçoit l’énergie de trois façons: Un peu d’ATP rapide: La dégradation de la créatine-phosphate pour reconstituer de l’ATP à partir d’ADP. La fermentation lactique formant un peu d’ATP sans O2. Beaucoup d’ATP et plus de temps: La respiration cellulaire aérobie O2 doit se rendre aux mitochondries. Fibre musculaire squelettique striée  Mécanisme de la contraction musculaire 1-Influx nerveux arrive à la jonction neuromusculaire 2-Il y a un relâchement d’ion Ca2+ partout dans le muscle à partir du réticulum sarcoplasmique 3- Les ions Ca2+ s’attachent aux filaments de troponine et l’autre filament de tropomyosine s’enlève découvrant les sites d’attaches. 4- Une molécule d’ATP s’attache à une tête de myosine et se brise libérant de l’énergie pour une contraction. 5- La tête de myosine s’attache au filament d’actine et effectue une contraction (traction) 6- Pour chaque molécule d’ATP additionnelle, il aura une autre traction. 7-L’influx nerveux est coupée et les ions de Ca2+ repompés dans le réticulum sarcoplasmique. 8- La tropomyosine reprend sa position de blocage ce qui met fin à la contraction