Système Nerveux Central & Périphérique PDF

Les système nerveux central & périphérique système nerveux central versus périphérique → le système nerveux central (SNC) comprend l’encéphale et la moelle épinière. L’encéphale contrôle la plupart des fonctions du corps, dont la perception, les mouvements, les sensations, les pensées, la parole et...

Les système nerveux central & périphérique système nerveux central versus périphérique → le système nerveux central (SNC) comprend l’encéphale et la moelle épinière. L’encéphale contrôle la plupart des fonctions du corps, dont la perception, les mouvements, les sensations, les pensées, la parole et la mémoire. La moelle épinière se rattache à l’encéphale au niveau du tronc cérébral et est protégée par les vertèbres, qui forment la colonne vertébrale. Les nerfs émergent de la moelle épinière pour innerver les deux côtés du corps. La moelle épinière fait circuler les signaux nerveux, leur permettant d'aller et venir entre l'encéphale et les nerfs du reste du corps. → Le système nerveux périphérique (SNP) est la partie du système nerveux qui se trouve à l'extérieur du SNC. Il est formé de nerfs et de ganglions qui envoient des signaux au SNC et qui reçoivent des signaux du SNC. Le SNP est composé du système nerveux somatique et du système nerveux autonome. Le système nerveux somatique dirige les mouvements volontaires du corps (ceux que nous contrôlons, comme la marche). Le système nerveux autonome dirige les fonctions involontaires du corps (celles que le corps contrôle de lui-même, comme la respiration et la digestion). Les cellules du système nerveux les neurones & les cellules Gliales → who’s who → les neurones, ou cellules nerveuses, sont les unités fonctionnelles de base du système nerveux. Leur configuration cellulaire spécifique les rend capables de générer, de transmettre et/ou de recevoir des informations sous forme de signaux électriques (influx nerveux). → Les cellules gliales sont les cellules dites de « soutien du système nerveux. Elles assistent les neurones dans leur tâche de transport de l'information, mais ne sont pas capables de transmettre l'information elles-même Les neurones les compartiments des neurones Les neurones sont constitués de quatre grandes régions. Le soma, qui contient le noyau du neurone, en est le centre métabolique, car il comprend aussi toute la machinerie de synthèse de ses différents constituants. Les dendrites, qui se ramifient autour du corps cellulaire (arbre dendritique), sont les voies par lesquelles l'information arrive. Elles sont le siège d'une activité métabolique intense. L'axone, prolongement au diamètre constant (de 0,2 à 20 um), peut atteindre 1 m de longueur. Il est la voie privilégiée de sortie de l'information, et, contrairement aux dendrites, l'activité métabolique y est peu importante. Près de sa terminaison, l'axone se divise en fines ramifications, les terminaisons présynaptiques. Ces dernières sont le site de stockage des neurotransmetteurs, qui vont permettre le transfert de l'information aux dendrites du neurone postsynaptique. types de neurones par fonction Il existe 3 grandes classes de neurones : Neurones sensoriel sont responsables de la conversion des stimuli externes de l’environnement de l’organisme en impulsions électriques internes. Les info circulent du nerf sensoriel au cerveau via la moelle épinière Les inter neurones permettent la communication entre neurones sensoriels ou moteurs et le système nerveux central Les moto neurones ont un corps cellulaire situé dans le tronc cérébral, le cortex moteur ou la moelle épinière du corps. Son axone se projette soit sur la moelle épinière, soit à l’extérieur et sous-tend le contrôle des muscles Les synapses définition Une synapse est une zone de contact fonctionnelle qui s’établit entre deux neurones, ou entre un neurone et une autre cellule (cellules musculaire, récepteurs sensoriels…) Elle assure la conversion d’un potentiel d’action (message neuronal) envoyé par le neurone pré synaptique en un signa à destination de la cellule ou du neurone post synaptique les différents types de synapses On distingue deux types de synapses : Les synapses chimique, très majoritaires, qui utilisent des neurotransmetteurs pour transmettre l'information. Des canaux Ca+ voltage dépendant vont s'ouvrir au moment de la dépolarisation. Le Ca+ va déclencher la fusion des vésicules synaptiques avec la membrane. Les synapses Électrique où le signal est transmis électriquement par l'intermédiaire d'une jonction communicante, les ions passent d'un neurone à l'autre. la zone gâchette Le cônes d’émergence de l’axone est une partie du neurone qui se situe à l’origine de l’axone en continuité avec le soma, ou plus rarement avec une dendrite À son niveau, la membrane plasmique se caractérise par une surabondance de canaux sodiques et potassiques. Lorsque les dépolarisations somato-dendritiques y arrivent que leur sommation atteignent ou dépassent le potentiel seuil, il se produit une ouverture de tous canaux sodiques voltage-dépendant donnant naissance à des potentiels d'action (influx nerveux). La membrane au repos le potentiel de repos de la membrane La différence de potentiel entre mesurée entre la surface interne et la surface externe de la membrane d’un axone est 70 mV Le potentiel de repos est un réservoir d'énergie qui peut être utilisé à tout moment par la cellule. Les protéines sont présentes en grande quantité dans le milieu intracellulaire. Elles sont chargées négativement: ce sont des anions. Les ions K+ sont beaucoup plus concentrés dans le milieu intracellulaire. Les ions CI- et Na+ sont beaucoup plus concentrés dans le milieu extracellulaire. Le potentiel au repos est négatif car il y a plus de cations (donc de charges électriques positives) à l'extérieur de la cellule qu'à l'intérieur. ⇒ pompe Na/K La pompe Na/K rejette 3 ions sodium (Na+) à l'extérieur de la cellule et de fait rentrer 2 ions potassium (K+) contre leurs gradients de concentration (transport actif). Les pompes Na/K génèrent deux gradients de concentration La concentration de Na+ est plus importante dans le milieu extracellulaire que dans le milieu intracellulaire, La concentration de K+ est plus importante dans le milieu intracellulaire que dans le milieu extra cellulaire ⇒ canaux de fuites Du fait de leur gradient de concentration respectif: Le Na+ va donc avoir tendance à rentrer dans le milieu intracellulaire via les canaux de fuite (transport passif facilité). Le K+ va avoir tendance à sortir du milieu intracellulaire via les canaux de fuite (transport passif facilité). La membrane étant plus perméable aux ions K+ qu'aux ions Nat, le milieu intracellulaire reste plus négatif que le milieu extra cellulaire. L’influx nerveux rappel : les canaux membranaires Les molécules chargées et/ou hydrophiles qui ne peuvent pas faire de diffusion passive simple à travers à la membrane, suivant leur gradient de concentration (entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule) grâce aux canaux membranaires: c'est le transport passif facilité. le potentiel d’action : départ au niveau de la synapse Le potentiel d'action correspond à une inversion brusque, transitoire et locale du potentiel de repos, l'intérieur de la cellule devenant positif par rapport à l'extérieur: on parle de dépolarisation. Chaque potentiel d'action comprend une phase de dépolarisation et une phase de repolarisation membranaire. Le potentiel d'action commence au niveau du neurone pré-synaptique. Les terminaisons axonales des neurone pré-synaptique vont libérer des neurotransmetteurs (ligands) dans la synapse (espace entre deux neurones). Les neurotransmetteurs vont venir se fixer sur des canaux sodiques ligand-dépendants et déclencher le potential Le potentiel d’action Si la dépolarisation de la membrane atteint le seuil de - 55 mV, les canaux Na+ voltage-dépendants vont s'ouvrir et une quantité massive de Na+ va rentrer dans la cellule (Phase 2). A + 30 mV, la repolarisation commence (Phase 3): → la trappe des canaux Na+ va se fermer, bloquant l'entrée de Na+ dans la cellule. → les canaux K+| voltage-dépendants vont s'ouvrir et le K+ va massivement sortir de la cellule (Phase 4). A - 90 mV (hyperpolarisation), tous les canaux sont fermés et un retour au potentiel de repos va se produire grâce à la pompe Na/K (Phase 5) Les phases du potentiel d’action Phase 1 : la dépolarisation Quand sa neurone est au repos, les canaux voltage-dépendants sont fermés. Lorsqu'une stimulation apparait et qu'elle atteint le seuil d'excitation (environ - 40mV), cela entraîne l'ouverture de canaux voltage-dépendants, qui laissent entrer un nombre important d’ions Na+ dans le milieu intracellulaire. Cette entrée massive dépolarise le neurone (l'intérieur devient positif). Phase 2: La repolarisation Les canaux potassium voltage-dépendants vont alors s'ouvrir et laisser sortir le potassium intracellulaire, tandis que les canaux Na+ se referment, La sortie des lons potassium va alors provoquer la repolarisation de la membrane (l'intérieur redevient négatif). Phase 3: L'hyperpolarisation Les canaux potassium vont rester plus longtemps ouverts que ne l'avaient été les canaux sodium. Il y a donc plus de K+ qui vont sortir du neurone que de Na+ qui y sont rentrés. Ceci va finir par provoquer une hyperpolarisation de la membrane (negativité plus importante qu’au repos). Cette phase est également appelée réfractaire. Elle empêche un autre PA de se produire immédiatement après le premier Phase 4: Retour au potentiel de repos Enfin, les concentrations au repos vont être rétablies grâce à l'action des pompes Na+/K+. Le potentiel d’action L'influx nerveux est constitué d'un train de potentiel d'action le long de l'axone du neurone. La dépolarisation d'une zone, entraine la dépolarisation de la zone voisine. Pendant que la première zone se repolarise, la zone située juste à côté se dépolarise puis se repolarise, cette repolarisation correspondant à une dépolarisation simultanée de la zone voisine, etc... Chaque potentiel d'action déclenche un nouveau potentiel d'action au niveau d'une partie adjacente de l'axone. Le potentiel d'action ne se déplace donc pas le long de l'axone mais est généré à différents endroits de l'axone, de proche en proche. myéline or not myéline ? Les neurones peuvent être myélinisés, c’est-à-dire recouvert d’une gaine de myéline ou non myélinisés (« tout nus ») Le potentiel d’action est un phénomène relativement lent dans les neurones non-myélinisés (30 m/s) La gaine de myéline permet de fortement accélérer le potentiel d’action dans les neurones myélinisés (120 m/s) La gaine de myéline Cette structure lamellée résulte de la superposition de plusieurs tours de membrane plasmique de la cellule de Schwann ou de l’oligodendrocyte (jusqu’à 300 couche de membranes) et de la compaction de son cytoplasme et du milieu extra cellulaire situé entre ces tours de membrane Dans le système nerveux périphérique, la gaine de myéline est générée par la cellule de Schwann (jaune) qui entrouvre l’axone (bleu) Dans le système nerveux central, ce sont les oligodendrocytes qui produisent la gaine de myéline (cf. Cellules gliales) la conduction saltatoire La gaine de myéline isole la partie de neurone qu'elle recouvre. Les nœuds de Ranvier sont très riches en canaux Na+, et assez proches les uns des autres pour que les ions Na+ d'un nœud de Ranvier atteignent le nœud suivant. En conduction saltatoire, les messages nerveux « sautent » d'un nœud de Ranvier à l'autre le long de l'axone, sans déperdition d'ions Na+. Les potentiels d'action parcourent ainsi le même trajet beaucoup plus rapidement (de 10 à 75 m/s) que sur un axone non-myélinisé. Les protéines gradués Les neurones pré-synaptiques peuvent avoir soit: une action activatrice sur le neurone post-synaptique en déclenchant une dépolarisation de la membrane (entrée massive de Na+ et ou de Ca+): c'est le potentiel post-synaptique excitateur (PPSE) ou, une action inhibitrice sur les neurones post-synaptiques en déclenchant une hyperpolarisation de la membrane (sortie massive de K+, entrée CI-): c'est le potentiel post-synaptique inhibiteur (PPSI). L’intégration des messages nerveux Il existe deux types de sommations : La sommation temporelle : un stimulus sera appliqué plusieurs fois de suite, de manière très rapprochées sur un seul site de stimulation. La variation du potentiel de membrane s'amplifie car la réponse s'additionne dans le temps; La sommation spatiale : Deux sites de stimulations, proches l'un de l'autre, sont stimulés par deux stimuli différents. L'application simultanée de ces stimuli va entraîner une sommation des réponses dans l'espace. Les cellules gliales présentation Il existent 5 classes de cellules Gliales : Les oligodendrocytes, Les microglies, Les cellules ependymaires, Les astrocytes, Les cellules de Schwann. Chaque type de cellules gliales remplit une fonction précise. les oligodendrocytes et les cellules de Schwann Ces deux types de cellules gliales fournissent la myéline aux axones des neurones. Les neurones myélinisés envoient l'information beaucoup plus rapidement que les neurones non- myélinisés. Les oligodendrocytes la fournissent aux axones du cerveau et de la moelle épinière. Les cellules de Schwann la fournissent aux axones du système nerveux périphérique. les cellules Ependymaires Les cellules épendymaires sont situées sur la paroi des ventricules cérébraux. Elles sécrètent le liquide céphalo-rachidien dans lequel baigne le cerveau. Le liquide céphalo-rachidien a plusieurs fonctions: → Il permet d'amortir les chocs et de protéger le cerveau, → D'éliminer les déchets, → De refroidir le cerveau, → De nourrir certaines parties du cerveau situées à proximité des ventricules. les astrocytes Les astrocytes (aussi appelés astroglies) constituent la structure de soutien dans le système nerveux central. Leurs prolongements sont en contact avec les neurones, les vaisseaux sanguins et les enveloppes du cerveau, établissant ainsi une sorte d'échafaudage. Ils jouent aussi un rôle de barrière entre les vaisseaux sanguins et les neurones: c'est la barrière hémato-encéphalique. Elle empêche la pénétration de nombreuses substances toxiques dans le cerveau. Ils permettent aussi la dilatation des vaisseaux sanguins en cas d'augmentation de l'activité cérébrale. Enfin, ils contribuent au processus de cicatrisation en de lésion. les microglies Les microglies sont des cellules du système immunitaire. Elles ne se développent pas à partir du tissu cérébral, mais trouve son origine dans le sang et migre jusque dans le cerveau. Elles interviennent en cas de lésion cérébrale et produisent des facteurs de croissance qui stimulent la réparation des tissus lésés. Elles digèrent aussi les débris cellulaires, phénomène nommé phagocytose.