Bref rappel anatomique:

Les notions à revoir:
-Système nerveux central est composé de l'encéphale (= cerveau) et de la moëlle épinière. On le distingue du système nerveux périphérique qui est composé des différents nerfs qui sont reliés à la moëlle épinière et qui innervent l'ensemble du corps.
Le système nerveux autonome concerne l'ensemble des parties du système nerveux impliquées dans les innervations involontaires (que l'on ne contrôle pas), comme par exemple les nerfs qui vont innerver les muscles de l'estomac pour que ceux-ci se contractent quand c'est nécessaire. De même, nous ne contrôlant pas volontairement nos battements cardiaques, c'est le rôle du système nerveux autonome.
Les méninges sont des petites membranes qui entourent le cerveau et le protègent. Elles sont au nombre de 3: le dure-mère, la pie-mère et l'arachnoïde. Les méningites correspondent à une atteinte inflammatoire des méninges.

systeme_nerveux.jpg
1. Télencéphale (appelé par abus de langage cerveau) dont la couche extérieure est appelée le cortex cérébral ou matière grise (c'est dans cette zone que se trouvent les corps cellulaires de neurones). Le cortex est responsable de la vie consciente et d'une grande partie de la mémoire. C'est également ici que sont interprêtées les informations venant des sens et que les ordres pour les muscles sont générés.
2. Le corps calleux est composé essentiellement de neurones (les axones) qui vont permettre de relier les 2 hémisphères (cerveau droit et gauche).
3. Le diencéphale possède 2 parties importantes: le thalamus et l'hypothalamus. Le thalamus sert de centre de pré-traitement des informations des sens. L'hypothalamus est impliqués dans la régulation des sécrétions d'hormones dans le corps (c'est par exemple le thalamus qui va dire aux organes sexuels de produire des hormones au moment de la puberté).
4. Le tronc cérébral est composé de 3 parties:
4.a. Le mésencéphale
4.b. La protubérance annulaire
4.c. Le bulbe rachidien
ce sont essentiellement des éléments importants pour le relais des informations partant et allant au cerveau, pour les réflexes.
5. La moëlle épinière sert de relais entre le système nerveux central et périphérique.
6. Le cervelet est impliqué dans la coordination des mouvements et dans l'équilibre.

Il y a 3 parties évolutives du cerveau: le cerveau reptilien (des reptiles, amphibiens et poissons) qui est impliqués dans les fonctions vitales et essentielles à la vie. Le système limbique (qui apparaît chez les oiseaux) est impliqué dans les émotions et la mémoire. Quant au cortex (présent chez les oiseaux, mais surtout les mammifères), il est le centre des analyse, de la réflextion,....
anatomie_cerveau_comparaison.jpg
Au cours de l'évolution, c'est essentiellement la taille du télencéphale (le cortex) qui a pris de l'importance. Toutes les capacités de réflexion évoluées de l'homme ont été possibles grâce au développement de cette partie.

2. La cellule nerveuse (le neurone): LEP p.304-312


Le système nerveux est composé de neurones (cellules nerveuses, 10%). Il y a également des cellules de soutien, appelées cellules gliales.
Les neurones ont comme particularités:
*de ne plus se diviser (mais elles vivent très longtemps)
*d'être excitables
*de nécessiter une grande quantité d'énergie pour leur fonctionnement.
Par contre les cellules gliales peuvent se diviser. Elles servent de soutien au neurones, elles régulent le milieu dans lequel se trouvent les neurones et phagocytent les déchets.

Les neurones sont consitués d'un corps cellulaire et de nombreux prolongements. Parmi ces prolongements,
il y a les dendrites et un prolongement beaucoup plus long, appelé axone. L'extrémité de l'axone est également ramifié, on appelle cette ramification: l'arborisation terminale.
neurone.jpg

L'information (influx nerveux) se déplace toujours du corps cellulaire versl'arborisation terminale.

Certains axones sont recouvert d'une gaine de myéline. Ce sont des cellules gliales enroulées autour de l'axone, formant une sorte de gaine isolante. Entre 2 cellules gliales il y a une petite zone de l'axone non protégé, ces zones sont appelées les noeuds de Ranvier.
gaine_myeline
On distingue 2 catégories principales de neurones:
-Les neurones sensitifs sont ceux qui transportent les informations issues de nos sens à notre cerveau.
Exemple: je mets le doigt sur une plaque chaude et l'information de chaleur est acheminée jusqu'au cerveau pour analyse.
-Les neurones moteurs sont ceux qui transportent les informations de notre cerveaux à nos muscles.
Exemple: l'information de bouger mon bras est envoyée vers mes muscles.
Les nerfs:
Ce sont des ensembles d'axones regroupés entre eux. Les nerfs sensitifs (optiques, olfactifs,...) ne sont formés que d'axones de neurons sensitifs. La majorité des nerfs sont cependant des enrfs mixtes, composés d'axones de neurones moteurs et sensitifs.
Rappel:
La matière blanche est l'ensembles des axones avec leur gaine de myéline. La matière grise est l'ensembles des corps cellulaires des neurones.
Polarisation du neurone:
Le neurons est une cellule qui est dite polarisée, c'est-à-dire qu'elle a une tension électrique entre sont intérieur et son extérieur due à une différence de charges. Le neurone est plus négatif à l'intérieur, il est plus positif à l'extérieur. Si on mesure cette tension, on obtient -70mV.
polarite.jpg

Intérieur du neurone: on trouve beaucoup de ions K+ et des protéines - : le bilan est négatif.
Extérieur du neurone: on trouve beaucoup de ions Na+ et de Cl- : le bilan est positif.

Si on fait entrer du Na+ (grâce à des canaux à sodium)à l'intérieur du neurone, l'extérieur va devenir moins positif et l'intérieur va devenir moins négatif, le neurone devient excité, c'est la dépolarisation!!!
canaux_sodium.jpg
Par conséquent, le potentiel de la membrane s'inverse. Il passe de -70mV à +40mV.

Ensuite, les canaux à sodium vont se fermer et des canaux à potassium vont s'ouvrire pour faire sortire du K+. Le neurone reprends sa polarité normale de -70mV. Après la repolarisation, la membrane demeure inerte un certain temps (les canaux à sodium ne peuvent pas s’ouvrir). C'est la période réfractaire.
L'ensemble du phénomène (dépolarisation + repolarisation) est appelé Potentiel d'action!
potentiel_action.jpg

ET ALORS:
L'influx nerveux, c'est le déplacement du potentiel d'action du corps cellulaire le long de l'axone vers l'arborisation terminale!
influx.jpg
Remarque: la présence d'une gaine de myéline va permettre d'accélérer l'influx nerveux, car le potentiel d'action va sauter de noeud de Ranvier en noeud de Ranvier au lieu de parcourir l'ensemble de l'axone. C'est une conduction saltatoire (qui saute.)

ATTENTION:
Pour déclencher un potentiel d'action, il faut exciter le neurone. L'excitation minimale pour obtenir le potentiel d'action est de -50mV. On dit que le potentiel d'action suit une loi de « tout ou rien ».
*Si on stimule avec moins de -50mV: RIEN NE SE PASSE.
*Si on stimule avec -50mV ou plus: ON A UN POTENTIEL D'ACTION, mais quelque que soit la stimulation, la dépolarisation sera toujours de 40mV.

Comment faire alors pour distinguer un fort stimulus d'un faible si la réaction du neurone (sa dépolarisation) est toujours la même?
1. un fort stimulus va exciter un plus grand nombre de neurones à la fois.
2. un fort stimulus va exciter plus fréquemment un même neurone, la fréquence de création des potentiels d'action va augmenter!

La Synapse:
La synapse est le point de contact entre un neurone (appelé pré-synpatique) et le corps cellulaire d'un autre neurone (appelé post-synpatique).
La synapse va permettre de transmettre l'excitation du neurone pré-synaptique au neurone post-synpatique.
synapse.jpg
Que se passe-t'il au niveau de la synpase?
Un influx nerveux arrive le long de l'axone du neurone pré-synaptique. A l'extrémité de l'axone se trouve un petit renflement qui contient des vésicules. Ces vésicules sont des petits sacs remplis de neurotransmetteurs. Les neurotransmetteurs sont des messagers qui vont devoir transmettre lemessage du neurone présynpatique au neurone post-synaptique.
Lorsque l'influx arrive dans la bouton synaptique, les vésicules vont déverser leur contenu dans la fente synaptique (le tout petit espace situé entre les 2 neurones). Or, dans la membrane du neurone post-synpatique il y a des récepteurs. Ces récepteurs-canaux marchent comme un système clé-serrure. Lorsque la bonne clé est présente (ici le bon neurotransmetteur), la serrure s'ouvre (ici un canal à sodium). Le neurotransmetteur permet ici d'ouvrire des canaux à sodium qui vont laisser entre le Na+ dans le neurone post-synpatique qui va se sépolariser...

ATTENTION: ici on a pris l'exemple d'un neurotransmetteur EXCITATEUR, c'est-à-dire qui va dire au neurone suivant de s'exciter (dépolariser). MAis il existe aussi des neurotransmetteurs INHIBITEURS. Si le neurone pré-synpatique libère un neurotransmetteur inhibiteur dans la fente synaptique, ce neurotransmetteur ve se lier sur un autre récepteur du neurone post-synpatique (une autre clé ouvre une autre serrure). Ici, les neurotransmetteurs inhibiteurs ouvrent des canaux à chlore Cl-, ce qui va faire entrer du chlore à l'intérieur du neurone post-synaptique et donc l'intérieur devient plus négatif et on s'éloigne du potentiel d'action et le neurone post-synpatique ne poursuit pas l'influx nerveux.

Un neurone reçoit des informations de nombreux autres neurones, des informations excitatrices et des informations inihibtrices.
Si il y a plus de signaux inhibiteurs, le neurone post-synpatique ne va pas pouvoir se dépolariser et l'influx s'arrête.
Si il y a plus de signaux excitateurs, le neurone post-synpatique va se dépolariser et linflux nerveux va se poursuivre.
Le neurone fait une intégration (la somme) de tous les messages synaptiques reçus, et répondra en fonction de la stimulation globale.

L'influx nerveux se transmet donc de neurone en neurone dans l'encéphal et le long de la moëlle épinière et des nerfs, mais que se passe-t'il au bout? L'influx nerveux est finalement acheminé jusqu'à un muscle et la synapse fait une connexion avec une cellule musculaire: C'est la jonction neuromusculaire:

external image Synapse_diag3.png
1. axone
2. jonction neuromusculaire
3. cellule musculaire
4. éléments de contraction de la cellule musculaire (actine-myosine)
external image Synapse_diag4.png
1. axone du motoneurone
2. membrane de la cellule musculaire
3. vésicule contenant le neurotransmetteur : L'acétylcholine
4. récepteur de l'acétylcholine
5. mitochondrie de la cellule musculaire

Quand le cerveau décide d’un mouvement et donne l’ordre aux motoneurones de l’exécuter, c’est en bout de ligne des muscles qui vont se contracter pour faire bouger la partie du corps concernée.
Pour ce faire, les axones des motoneurones doivent sortir de la moelle épinière en formant un nerf pour aller rejoindre les muscles. Arrivé près d’un muscle, l’axone va faire ce que l’on appelle une jonction neuromusculaire avec lui.
La jonction neuromusculaire est simplement le nom donné à la synapse entre l’axone des motoneurones et la fibre musculaire. Quand l’influx nerveux arrive au bout de l’axone, il fait sortir des milliers de petites vésicules remplies d’un neurotransmetteur appelé acétylcholine. L’acétylcholine ainsi libérée va se fixer sur à la surface de la fibre musculaire, à des endroits spécialisés où l’on retrouve une grande quantité de récepteurs à l’acétylcholine. Comme dans un neurone, la fixation du neurotransmetteur à son récepteur va déclencher à la surface de fibre musculaire un nouvel influx nerveux. Celui-ci, en se propageant rapidement dans toute la fibre grâce à son organisation particulière, va la faire se contracter.

Il existe par ailleurs des substances qui imitent ou bloquent les effets des neurotransmetteurs. Ce sont des médicaments (commes les neuroleptiques, les anti-épileptiques, les somnifères....) ou des drogues (cocaïne, tabac, alcool, héroïne, cannabis,...).
Si la substance a le même effet qu'un neurotransmetteur, on l'appelera agoniste.
Si la substance a l'effet opposé du neurotransmetteur, on l'appelera antagoniste

Voire cours à télécharger: alcool, tabac et cannabis

CORRECTIONS Exercices + Neurodule

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LIENS:
simulations
potentiel d'action
potentiel d'action 2
influx nerveux
stimulation multiple d'un neurone
enregistrement des variations du potentiel de membrane
la jonction neuromusculaire
télécharger neurodule
potentiel d'action 3