cellule nerveuse foncrionnment

I. Structure des cellules nerveuses

A/Cellules nerveuses

                Dans notre système nerveux central, on possède une centaine de milliard (10^11) de cellules nerveuses.

Ces cellules sont incapables de se reproduire, leur nombre est fixé à la naissance de l'individu. Une cellule qui meurt n'est pas remplacé, à partir d'un certain age, on perd des cellules nerveuses tous les jours. On a environ 1 millier de cellules nerveuses différentes de par leur organisation et localisation. Il y une structure commune dans les cellules :

 

–                    Le SOMA ou corps cellulaire des cellules nerveuse, il contient le noyau

–                    Les dendrites qui emmènent les informations aux noyaux

–                    L'axone qui véhicule les informations

–                    Les terminaisons synaptiques : arborisation terminale.

 

Chaque cellule nerveuse est capable de contacter des milliers d'autres cellules, chaque contact s'appelle une synapse. On passe alors à 10^15 synapses. Le rôle de ces cellules nerveuses est de recevoir une information, de la traiter et de la transmettre. Chacune de ces cellules nerveuses va  pouvoir être connectée a une cellule nerveuse aussi ou a des cellules glandulaires (neurones) ou effectrices (musculaires). Certaines cellules sont spécialisées dans la transmission = cellules excitatrices ; d'autres empêchent la transmission = les cellules inhibitrices.

 

Une cellule nerveuse est constituée de :

–                    une membrane : bi-couche phospholipidique. Avec une partie hydrophobe  et une partie hydrophile. Des protéines sont dans la membrane ainsi que des macro protéine gloquéiniques qui vont former des canaux qui ont la particularité d'être voltages dépendants : en fonction du champs électrique, vont laisser passer ou non certaines substances.

–                    RE

–                    Ribosomes

–                    Appareil de GOLGI

–                    Mitochondries :en grand nombre; il y en a proportionnellement + dans les cellules nerveuses que musculaires => besoin d'oxygène => 6 à 7 minutes sans oxygénation du système nerveux central => lésion irréversibles. Pour une même unité de poids, la consommation en oxygène des cellules nerveuses est du même ordre de grandeur que les cellules musculaire au maxi de ses capacités contractiles.

                Dans les prolongements des cellules (axone ou dendrites) il y a des filaments appelés microtubules ou encore neurofibrilles, orientés parallèlement à l'axe des prolongements et ces microtubules vont permettre l'acheminement des substances de façon rétrograde (terminaison vers soma) ou antérograde (soma vers terminaison). Ces filaments baignent dans l'axoplasme. La membrane est appelé axolemme.

 

Une cellule peut être contacté par 1 millier d'autres  cellules à ≠ endroits.

La connexion entre une synapse et un dendrites et une synapse axo-dendritiques.

Les connexions peuvent être directement sur le soma : synapse axo-somatique

Les connexions peuvent être directement sur 2 axones : synapses axoniques

Ces synapses contiennent un espace entre les 2 membranes : la fente synaptique.

 

 

  B/Autres cellules

                Ces autres cellules sont les cellules Gliales (1 millier de milliard). Il y a différents types de cellules Gliales :

–                    Les astrocytes : forme étoilée, avec de nombreux prolongements radiaires entourant le neurone et la fente synaptique empêchant la dispersion des neurotransmetteurs. Assurent un lien fonctionnel entre les vaisseaux et les neurones.

–                    Les oligodendrocytes : Plus petits que les astrocytes. A l'origine de la gaine de myéline entourant les axones. Lorsque les neurones commencent à perdre leur gaine de myéline on appelle ça la sclérose en plaque.

–                    Les épendymocytes : Forment une paroi qui délimite les différentes cavités du SNC. Responsables de la synthèse du liquide céphalo-rachidien (LCR)

Les cellules gliales ont donc plusieurs roles :

–                    support mécanique pour les cellules nerveuses

–                    apport des nutriments aux cellules nerveuses

–                    régulation du liquide extra-cellulaire

 

 

Cas particulier : le motoneurone

 

                Il lie le système nerveux au système musculaire. On a 300.000 motoneurone pour contrôler une centaine de muscles. La gaine de myéline qui entoure la cellule nerveuse présente des étranglements qu'on appel nœud de Ranvier. Ces nœuds vont permettre la conduction du message sous forme de potentiel d'action en sautant d'un nœud à l'autre. Cette gaine de myéline est isolante. C'est la conduction saltatoire. La vitesse de conduction dans cette structure atteint les 100m/s.

 

 

II. Organisation sous forme de nerf.

A. Répartition dans l'organisme

                               Les cellules nerveuses vont cheminer groupées dans l'organisme, elles cheminent sous forme de nerf. Il faudra bien faire la différence entre la cellule nerveuse et le nerf. La répartition dans l'organisme des nerfs sera de la base du crâne ou de l'ensemble de la moelle épinière. Les nerfs vont sortir de la base du crâne : les nerfs crâniens.

 

             1)Base du crane issu du tronc cérébral

 

 

 

Parmi les nerfs crâniens il y a les nerfs moteurs et sensitifs

Les nerfs crânien sont comptabilisé au nombre de 12. Ils sont surtout chargé de la motricité et de la sensibilité de la face mais aussi de certaine structure viscérales qui vont constituer le système nerveux végétatif. Les nerfs moteurs chargé de  commander les muscles, et les nerfs sensitifs chargé de renseigner l’organisme sur son environnement. Les nerfs sensoriels dirigent les 5 sens. Ces nerfs cheminent par paire :

 

 

 

 

 

  • 1ere paire : le nerf olfactif (sensoriel) chargé de recueillir les excitation odoriférantes. On parle de chemo-récepteur, récepteur sensibles aux substances chimiques.

 

  • 2eme paire : le nerf optique (sensoriel) chargé de transmettre les stimulations lumineuse. On parle de photo-récepteur de la rétine.

 

  • 3eme paire : le nerf moteur oculaire commun (accommodation) qui va présenter 2 branches. La première destinée a l’œil pour bouger, l’autre contrôle les muscles ciliaire et qui vont être chargé des mouvements de l’iris (la pupille).

 

  • 4éme paire : le nerf pathétique (moteur) chargé de bouger le muscle oblique des yeux.

 

  • 5éme paire : le nerf trijumeaux , possède 3 branches parmi lesquelles :

- nerf ophtalmique, (sensorielle) qui se divise lui même en branches nasales et lacrymales.

- nerf maxillaire supérieur (sensitif) (palais, dents…).

- nerf maxillaire inférieur qui est (mixte) a la fois sensoriel vis-à-vis de la face et moteur vis-à-vis des muscles masticateur.

 

  • 6eme paire : le nerf oculaire (moteur) qui va innerver le muscle droit externe de l’œil.

 

  • 7eme paire : nerf faciale (moteur) qui innerve les muscle de la face.

 

  • 8éme paire : le nerf auditif, (sensoriel) va se réunifier au niveau de l’oreille interne.

 

  • 9eme paire : le nerf glosso-pharyngien (mixte moteur + sensitif) qui va innerver a la fois le pharynx et la langue.

 

  • 10eme paire : le nerf pneumo gastrique, ou orthosympathique (moteur) qui va innerver tout un ensemble d’organe parmi lesquels les poumons, le cœur, le foie, les intestins, larynx et pharynx. Permet d’augmenter le rythme cardiaque et augmente le nombre de bronchiole au niveau des poumons.

 

  • 11eme paire : Le nerf spinale (moteur) innerve le larynx et préside à l'émission des sons.

 

  • 12eme paire : le nerf grand hypoglosse (moteur) au niveau du bulbe rachidien qui va innerver les différents muscles de la langue.

 

  • Nerf supplémentaire : le parasympathique, viens en complément du nerfs orthosympathique que l’on retrouve a la 3, 7 et 9 ème paire de nerf. Ce système s’oppose a l'orthosympathique, il a une action contraire. La régulation va dépendre du jeu entre ortho et para. Le reste des nerfs va sortir de la moelle épinière.

 

            2)Les nerf issue de la moelle épinière

                Il y a 31 paire de nerfs qui vont se répartir avec :

 

–                    8 paires de nerfs cervicaux

–                    12 de thoraciques

–                    5 de lombaires

–                    5 de sacrés

–                    1 de coccygien.

 

 A la sortie, les nerfs vont se regrouper et donner les plexus.

Ce sont des nerfs rachidiens. Ils prennent naissance a partir de 2 racines nerveuses issu de la moelle épinière :

–                    Une racine antérieur qui est motrice, dans laquelle vont circuler les quelques 300.000 motoneurones.

–                    L’autre postérieur sur face dorsale qui elle est sensitive. Qui reçoit les informations innervées par le nerf où se trouve le ganglion spinale dans lequel on trouve le corps cellulaire des neurones. Les informations sensitives vont pénétrer par la face postérieur via le ganglion spinale, la réponse motrice va partir par la face antérieur.

 

Ces nerfs rachidiens sortent du canal rachidien par le trou de conjugaison. A la sorti du trou de conjugaison, le nerf va a nouveau se diviser en deux branches.

–                    Une branche postérieur qui va aller innerver la partie postérieure correspondante à la fois en sensation et en motricité

–                    Une branche antérieur qui va innerver la face ventrale correspondante.

Ces nerfs vont se ramifier pour aller innerver l'ensemble de l'organisme.

 

B/La structure interne des nerfs.

                Le nerf est une structure composé de fibres alignées le long du nerf et rassemblées en faisceau cylindrique et chacun de ces faisceau est limité par une membrane appelé perinèvre de Henlé. Ces faisceaux vont baigner dans un tissu conjonctivo-adipeux appelé épinèvre. Les fibres sont isolées les unes des autres par du collagène appelé andonèvre.

A l’intérieur de ce nerf, il y a du tissu conjonctif et surtout une multitude de petits vaisseaux sanguins (capillaires) qui vont être chargé d’approvisionner les fibres nerveuse.

 

III. Influx nerveux

                Il est porté par un courant électrique qui va se déplacer le long de la membrane (axolemme) de la cellule nerveuse. Au repos, la membrane va présenter un potentiel de repos.

  A/Potentiel de repos

 

 

C'est la différence de potentiel qui existe entre la surface et l'intérieur de la fibre : le liquide intra  cellulaire, il est de l'ordre de -70mV. On trouve des canaux : trou au seins de la membrane, cette différence de potentiel va être porté par les ions. Les ddifférents ions qui vont porté cette ddp sont le sodium (Na+), le potassium (K+), les ions chlore (Cl-) et un ensemble A- qui porte des charges négative qu'on appelle anion. Les 2 ions principaux (Na et K) ont des différences de concentration suivant le milieu :

 

 

Intracellulaire

Extracellulaire

Ratio

K+

140

5

28/01/09

Na+

5 – 15

145

01/10/09

 

Ces ions vont diffuser au travers de la membrane, lorsque qu'il y a du mouvement, de la diffusion, cela se fait suivant le gradient de concentration (de l'ion le + concentré au – concentré) naturellement le potassium sort de la cellule. Ce mouvement d'ions => courant. Dans les membranes il y a les pompes a sodium qui font rentrer le potassium dans la cellule contre le gradient de concentration. Elle accompagne ce mouvement de potassium par une sortie de sodium contre le gradient aussi. => Au repos il y a a beaucoup de potassium à l'extérieur et de sodium à l'intérieur.

 

L'équation de Nernst nous donne le potentiel d'équilibre (en mV)

 

 

 

R = Constante des gaz parfait.

F = constante de Faraday

T = température absolue.

 

On arrive à un potentiel de repos de -70mV avec cette formule.

A partir de ce potentiel de repos va se développer le potentiel d'action.

 

  B/Potentiel d’action.

Le potentiel d'action est une décharge électrique  de quelques millièmes de secondes due a une augmentation subite de la perméabilité pour le sodium. Du sodium rentre dans la cellule afin d'équilibrer les concentrations : c'est le « driving force ». On augmente la perméabilité du potassium en faisant rentrer du sodium, il y a une dé polarisation de la membrane, elle passe de -70 a +40. Une fois le fois le sodium rentré, le canaux sodiques se ferment et les canaux potassiques s'ouvrent, on passe au dessous du potentiel de repos = hyperpolarisation.

 

Entrée de Na+ → Dépolarisation

Sortie de K+ → Repolarisation

 

Hyperpolarisation : potentiel de membrane passe en dessous de la valeur de repos.

Le retour au repos se fait grâce à la pompe à sodium. 

On obtient une certaine courbe.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sur toute fibre nerveuse in vivo il y a une période réfractaire = impossibilité de déclencher un second potentiel d'action sur environ 2ms. On parle de période réfractaire absolue (lorsque la cellule est hyperpolarisée). Au dela des 2ms on va passer dans une période réfractaire dite relative = possibilité de déclencher un 2nd potentiel d'action à la condition que la stimulation soit suffisamment élevé.

 

 

 

 

 

Ce potentiel d'action se développe à partir de ce qu'on appelle une dépolarisation infraliminaire = potentiel seuil en dessous duquel il n'y a pas de création de potentiel d'action. On parle de PPSE (potentiel post synaptique excitateur). Si ce seuil n'a pas été déclenché on réagit au potentiel d'action qui obéit à la loi du tout ou rien.

 

 

 

 

 

Tout ça se développe à partir du potentiel de repos à partir de -70mV.

La remise en place des concentrations se fait par le biais de la pompe à sodium qui lutte contre le gradient de concentration.

 

  C/Propagation de l'influx nerveux

            1)Fibres sans myéline (amyélinisé)

                On est en situation in vitro. On stimule (=> dépolarisation) une vibre nerveuse, le sodium rentre alors dans la cellule. Les charges + vont se déplacer, elles vont combler les charges –. Elles vont donc dépolariser les zones adjacentes. C'est la théorie des courants locaux. Déplacement dans un seul sens : du corps cellulaire aux  arborisations.

 

            2)Fibre myélinisé

                C'est une fibre qui comporte des écartements : nœuds de RANVIER, structure du motoneurones entre autre. Emmène la vitesse de conduction : vitesse à laquelle se produisent les dé polarisations successives, on parle de rapidité de propagation, c'est à dire rapidité à laquelle sont transmises les informations nerveuses. Cette vitesse n'est pas identique à toutes les fibres. Cette vitesse va être conditionnée par la résistance de la fibre nerveuse : de l'axoplasme.

 

Cette résistance dépend de :

–                    la section de la fibre ou le diamètre. Plus une fibre est épaisse, plus petite sera la résistance, plus la vitesse sera importante.

–                    Présence d'une gaine de myéline qui est interrompue par endroit au niveau des étranglements (nœuds de Ranvier). Cette gaine de myéline est isolante, elle ne laisse pas passer le courant électrique, au niveau de la gaine on ne peut pas avoir de courants locaux. Les charges utilisables se situent au niveau des nœuds de Ranvier voisins. Les échanges de charges (- vers +) vont se faire pas à pas, d'un nœud de Ranvier à un nœud de Ranvier. On parle de théorie saltatoire de la conduction nerveuse. C'est le moyen de propagation le + rapide (100m/s)

 

Pour avoir des vitesses équivalentes sans myéline, il faudrait des fibres de diamètre beaucoup + importantes.

Dans les fibres sans myéline (fibres sensitive) on va atteindre des vitesses de l'ordre de 2m/s.

 

La gaine de myéline est isolante sauf au niveau des étranglements. La dépolarisation des nœuds de Ranvier entraine la dépolarisation du nœud voisin. Vitesse de l’ordre du 150m/s.

 

 

D/ Classification des fibres

 

2 classifications différentes :

–                    Erlander et Gasser (A,B,C)

–                    Lloyd et Hurt ( I,II,III,IV)

 

 

Caractéristiques des fibres nerveuses

myélinisé

Amyélinisé

Erlander et Gasser

A

B

C

α

β

γ

δ

Diamètre moyen des fibres

20

8

8

4

3

0,5

Vitesse en m/s

70-120

30-70

40

20

10-30

0,5-2

Fibres

efférentes

Motoneurone α

 

Motoneurone γ

 

Prégg du SNA

Postgg du SNA

afférentes

Fuseaux neuro musculaires I, visuelles

Fuseaux neuro musculaires II, cutanés (toucher, pression)

 

Musculaires viscérales cutanées (toucher, pression, douleur rapide, froid)

 

Douleur lente, thermique

Loyd et Hurt

I

II

III

IV

F/ Le circuit des informations

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV. La synapse

                Elles favorisent le passage de l’information, synapse excitatrice. Synapse inhibitrice qui arête l’information. Cela est plus lié a la cellule post-synaptique qui peut être excitateur et inhibiteur.

 

  A/Structure de la synapse

                La transmission peut se faire entre 2 cellules (nerveuses ou musculaire).

C'est par l'intermédiaire d'une synapse : jonction inter neuronique (pour les cellules nerveuses) que va être possible la transmission de informations.

Neurone/cellule pré synaptique : neurone d'où vient l'information

Neurone/cellule poste synaptique : cellule qui reçoit l'information

 

On trouve 2 catégories d'activités synaptiques :

–                    Synapses excitatrices qui vont favoriser le passage de l'information. Certaines synapses vont utiliser l'adrénaline ou d'autre l'acétylcholine. L'excitation d'un neurotransmetteur dépend du récepteur au neurotransmetteur.

–                    Synapses inhibitrices qui vont d'opposer au passage de l'information entre les 2 cellules. Ex : GABA

 

La synapse électrique

 

 

L'information est transmise directement par le courant électrique. Pour cela il faut une faible résistance aux courants locaux entre les neurones pré et post synaptiques, il faut aussi une perte de courant minimale à travers la solution extra cellulaire. Pour se faire il y a des jonctions lacunaires entre les cellules qu'on appelle des GAP-Jonction. Des jonctions physiques entre 2 cellules avec un espace entre les 2 de l'ordre de 2nm, tel un canal, où des échanges ioniques vont pouvoir se produire. Il n'y a pas de délai synaptique donc la conduction du signal électrique se fait directement d'une cellule à l'autre.

On les retrouve notamment dans les cellules cardiaque : syncitium

 

 

 

 

 

 

 

 

La synapse chimique

 

                Une cellule pré synaptique qui présente des vésicule et des mitochondries et une cellule post qui présente le mêmes caractéristiques mais avec une fente synaptique de 20nm qui présente 10 fois + d'espace que dans une synapse électrique. Il y a libération d'un médiateur chimique à partir des terminaisons du neurone pré synaptique. Le médiateur va diffuser dans l'espace synaptique, interagit avec des molécules spécifiques que sont les récepteurs qui sont situés au niveau de la membrane post synaptique. On va entraîner une modification de la perméabilité à certaines espèces ioniques. Selon l'espèce ionique pour laquelle la perméabilité est modifiée, le potentiel de la membrane post synaptique peut être bloqué, dépolarisé (rendu moins –) ou encore repolarisé (rendu plus -). La direction de la modification du potentiel de membrane va déterminer l'action excitatrice ou inhibitrice de la synapse.

 

On retrouve des caractères constants dans les synapses chimiques :

–                    terminaisons pré synaptique contient des :

–                    micro-filaments pour apporter les éléments nécessaires

–                    RE signe de synthèse de molécule

–                    Vésicule synaptique (50 à 500nm) ces vésicules sont remplies de neuromédiateur

–                    mitochondries (signe d'une forte activité métabolique)

 

 

Le potentiel d'action arrive au niveau de la terminaison synaptique. Ce potentiel d'action va entrainer l'ouverture de canaux calciques voltages dépendants. Donc entrée de calcium dans la terminaison pré synaptique, le calcium va aller se fixer sur les micro filaments et cette fixation va avoir pour conséquence de rapprocher les vésicules de la membrane pré synaptique.

Calcium + ATP → contraction

La membrane des vésicule va fusionner avec la membrane pré synaptique = exocytose.

 

 

 

 

Ce qui va entraîner la libération du contenu de la vésicule dans la fente synaptique. Il y a une entrée de Na+ dans la fente => potentiel d'action post synaptique (dans le cas d'une synapse excitatrice).

 

 

 

 

 

 

Dénomination

Neurotransmetteur

Dérivé de

Surtout impliqué dans

Ester azoté

acétylcholine

Ac. acétique + choline

Mouvement simple, ralentissement du cœur

Aminé

catécholamines

Dopamine, noradrénaline, adrénaline

Un acide aminé : la tyrosine

Mouvement complexes, accélération du cœur, excitation

indolamines

sérotonine

Un acide aminé : le tryptophane

Sommeil

Acide aminé

G.A.B.A.

L'acide glutamine

inhibition

Peptides

Substance P

Plusieurs acides aminés différents

Douleur

Endorphine et enképhalines

Analgésie

 

 

 

 

L'action d'un neurotransmetteur dépend du type de récepteur.

Ex : acétylcholine, l'adrénaline (s'oppose au niveau cardiaque à l'acétylcholine avec l'accélération du cœur), endorphine...

Les neurotransmetteur vont pouvoir agir comme des hormones de l'axe hypothalamo-hypophysaire.

Ex : hormone de croissance (GH), FSH LH...

 

B/Excitation Inhibition

1) Les potentiels post synaptiques excitateurs : PPSE

 

                Les PPSE on pour objectif de transmettre l'information.

Le neurotransmetteur ou médiateur chimique provoque l'augmentation de la perméabilité aux ions sodium Na+. L'accroissement de cette perméabilité va amener le potentiel membranaire à un niveau intermédiaire entre le potentiel de repos de la cellule et le potentiel d'équilibre de l'espèce ionique considérée (Na+). Cette augmentation de potentiel est court-circuitée par la perméabilité passive des ions potassium. L'amplitude de cette modification de potentiel va être limité à un saut de potentiel de quelques mV. Cette réponse dépolarisante est appelée le potentiel post synaptique excitateur : PPSE

 

 

                Les variations d'amplitude du potentiel de membrane ne sont pas progressives mais par paliers. L'amplitude du PPSE change de façon quantique (par quantité de potentiel), on va parler de quantas. Ce nombre de mV va correspondre à la réponse de la membrane post synaptique à la libération du contenu d'une vésicule de neurotransmetteur jusqu'à atteindre un potentiel seuil (liminaire) par bonds successifs. Une fois atteint, on déclenche l'ouverture des canaux sodiques voltages dépends au niveau de la membrane post synaptique => potentiel d'action. Le délai entre la libération de la vésicule et l'apparition du PPSE est d'environ 0,5 ms. Ce PPSE est local (contrairement au potentiel d'action). Il ne se propage donc pas le long de la membrane post synaptique. Il ne présente pas d'effet régénérateur, il entraine un saut d e potentiel, il n'est pas suivi d'une période réfractaire. La membrane accepte une somation des PPSE. Un PPSE isolé ne produit pas de dépolarisation suffisante pour atteindre ou dépasser le seuil d'activation du potentiel d'action. Il faut donc somation des PPSE pour permettre l'apparition d'un PA

2) Les potentiels post synaptiques inhibiteurs : PPSI

                La fixation du neurotransmetteur sur son récepteur post synaptique va entrainer l'augmentation de la perméabilité, de la même façon par paliers aux ions potassium (K+) ou chlore (Cl-). Ces paliers correspondent à la libération du médiateur (neurotransmetteur) par paquets. Ces PPSI vont tirer les potentiels de membranes vers des valeurs plus -. Chaque PPSI => hyperpolarisation de la membrane post synaptique. En résultante, le PPSI va diminuer le potentiel membranaire du seuil d'excitation.

 

3) Mécanismes de sommation

                L'ensemble des PPSE et des PPSI vont s'additionner de 2 façons sur la cellule post synaptique :

–                    sommation temporelle : addition dans le temps de la libération du contenu des vésicule. Succession rapide dans le temps des potentiels post synaptiques. Correspond au temps nécéssaire à la libération des paquets de médiateurs. Est due à la fusion avec la membrane des vésicules pré synaptiques. Enchainement temporelle.

–                    sommation spatiale : addition dans l'espace des synapses excitatrices et inhibitrices. Les potentiels post synaptiques vont résulter de l'activité de plusieurs boutons synaptiques qui vont s'additionner pour atteindre le potentiels seuils. (schéma convergence)

 

 

 

Le seuil d'excitation (=potentiel de membrane) va être la résultante de l'addition des PPSE et PPSI. Si la somme des PPSE et PPSI atteint le seuil => PA.

S'il n'atteint pas le seuil => pas de transmition d'info. => régulation fine de la réponse post synaptique.

Cette sommation spatiale va être à l'origine de différents types de circuits neuronaux.

4) Types de circuits neuronaux

Il y a 3 types de circuits :

–                    La convergence : celui qu'on vient de détailler dans la sommation spatial. Convergence = un neurone du système nerveux central reçoit des informations de plusieurs cellules pré synaptiques. Parmi ces neurones pré synaptiques il y a des neurones excitateurs et inhibiteurs.

 

–                    La divergence : opposé à la convergence. Chaque neurone qui reçoit des informations de plusieurs cellules nerveuses va à sont tour contacté plusieurs autres cellules, va donc pouvoir influencer l'activité d'une population de cellules. Par contre, le sens sera toujours le même : excitateur ou inhibiteur : la cellule ne peut secréter qu'un seul neurotransmetteur.

–                     

–                    Le rétrocontrôle : l'information qui circule dans une chaine de neurone peut être soumise un un rétrocontrôle au niveau de neurones en amont de la chaine. L'influx résultant de l'activité d'un groupe de cellule va être utilisé pour moduler leur activité à venir. On peut donc avoir des boucles de rétrocontrôle positif, ce qui va permettre de prolonger l'activité du groupe de cellule. A l'inverse, une boucle de rétrocontrole négative va pouvoir limiter la durée de l'activité.

 

V. Plaque motrice     

                Synapse spécifique qui va correspondre à la jonction entre une cellule nerveuse et musculaire

 

A/ Structures

 

 

                Insertion d'un motoneurone sur une fibre musculaire au niveau d'une plaque motrice. L'extrémité du motoneurone qui est en contact avec la fibre musculaire est dépourvue de gaine de myéline (plan d'isolant). Cette plaque motrice va être composé de 2 parties :

–                    partie nerveuse : l'axone qui a perdu sa gaine de myéline va pénétrer dans la fibre musculaire au niveau des gouttières. L'extrémité terminale de cet axone va présenter un certain nombre de renflements : des vésicules rempli d'un seul neuromédiateur : l'acétylcholine. C'est cet acétylcholine qui va être libéré lors de la stimulation nerveuse.

–                    Partie musculaire : composée de mitochondriale, de sarcolemme (membrane de la fibre musculaire). Cette membrane va se creuser au niveau de la jonction pour former les gouttières, à ce niveau la il va aussi y avoir des vésicules contenant un enzyme : la cholinestérase, sa fonction est d'hydrolyser l'acétycholine pour détruire la molécule => arrêt de la stimulation de la fibre musculaire et donc son relâchement. L'activité nerveuse va stimuler la fibre qui va elle même stimuler son relâchement. La choline estérase agit sur l'acéthylcholine pour la détruire en acide acétique d'une part et de la choline d'autre part.  La choline étant pour partie recapturer par le bouton pré synaptique pour aider à la synthèse extérieur a nouveau d'acéthylcholine. Chaque motoneurone inerve de environ une dizaine de fibres musculaires a un très grand nombre (1000...) Plus il y a besoin de finesse => moins de fibre musculaire / motoneurne. Ex : mouvements occulaires.

 

 

L'ensemble motoneurone / fibre musculaire = unité motrice dans le sens ou l'activation du motoneurone entraine la contraction de l'ensemble des fibres musculaire de l'unité motrice. C'est l'ensemble de l'unité qui va entrainer la contraction. L'augmentation de la tension musculaire va dépendre de l'activation d'un nombre croissant d'unité motrices pour un même muscle.

Généralement la plaque motrice se situe dans la région médiane des fibres musculaires pour permettre la propagation du potentiel d'action. L'insertion du nerf dans un muscle se passe au niveau du point moteur de ce muscle.

On a environ 400 000 unité motrice pour 700 muscles.

 

Ex : Pour contrôler le jumeau interne on a 580 UM  qui contrôle 1 million de fibres musculaires.

 

B/ Le fonctionnement

 

                La membrane du motoneurone va être la cellule pré synaptique, elle va envoyer l'information. La membrane musculaire va être considérée comme la membrane post synaptique. Le neurotransmetteur est unique : c'est l'acéthylcholine, on va  le retrouver au sein des vésicules synaptiques. Il n'y a pas de PPSI a ce niveau là. La quantité d'acéthylcholine libérée par la stimulation du motoneurone est suffisante pour entrainer la contraction de la fibre musculaire. Le seul moyen de relacher la fibre musculaire c'est la libération de choline-estérase par la fibre musculaire. Le potentiel d'action se propage sur le motoneurone, il arrive au niveau de la terminaison synaptique. Il y a ouverture de canaux calcium voltages dépendants, le calcium qui rentre dans la cellule va faire que les vésicules synaptiques remplies d'acéthyl choline se raprochent de la membrane pré synaptique. On a alors fusion des vésicules avec la membrane : exocytose. L'acétylcholine est prise en charge par un récepteur dis nicotinique, ouverture de canaux sodiques et donc dépolarisation de la membrane musculaire. Création d'un potentiel d'action musculaire.

 

 

 

Ce potentiel d'action va entrainer la contraction de la cellule musculaire par la libération du calcium des stocks internes de la cellule musculaire.

 

 Ce calcium va interagire avec les fibres d'actine et de myosine. Le potentiel d'action musculaire va faire entrer dans la cellule 2 éléments principaux : du sodium (qui provoque la dépolarisation), du calcium et du potassium (provoque la re polarisation). Différent phénomènes lient dépolarsation et repolarisation :

 

–                    Sodium (Na+) induced Calcium (Ca+) release (sodium qui rentre entrain la libération du calcium)

–                    Calcium induced Calcium release (le calcium qui rentre entraine la libération des stocks internes)

–                    Voltage sensor (sorte d'intérupteur : il y a une liaison physique entre la membrane du muscle et les stocks de calcium qui fait qu'il y a une transmission directe du message électrique qui va permettre la libération rapide du calcium des stocks calciques.)

La tension développé par le muscle va dépendre du nombre d'unité motrice et surtout de la fréquence de stimulation des UM

 

                On peut étudier les liens entre l'activité musculaire et l'activité nerveuse grâce à l'électromyographie : enregistrement de l'activité électrique globale au niveau des muscles, qui résulte de la contraction avec des électrodes placées  la surface de la peau reliées à un amplificateur.

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