Le système nerveux

Le système nerveux

A. Généralités :

Le système nerveux est le centre de régulation et le réseau de communication pour les informations concernant l'ensemble de l'organisme. Il a 03 fonctions de base :

- Une fonction relative à la sensibilité : qui permet de détecter tous changements dans l'environnement, tant dans le milieu interne que dans le milieu externe.

- Une fonction d'intégration : permet d'analyser et d'interpréter ces modifications environnementales.

- Une fonction motrice: réagit à l'intégration en ordonnant une activité = la contraction musculaire et la sécrétion glandulaire, par exemple.

B. L'organisation du système nerveux :

On va distinguer 02 grands systèmes :

- Le système nerveux central : ensemble des centres nerveux qui sont chargés d'assurer le bon fonctionnement des différents appareils = centre de régulation. Toutes les informations sensitives y arrivent et toutes les informations motrices en partent. Anatomiquement, il est composé de 2 structures : l'encéphale et la moelle épinière = axe cérébro-spinal.

- Le système nerveux périphérique : les centres nerveux du système nerveux central sont reliés aux différents appareils par des nerfs = ensemble des voies de communication. On trouve des nerfs afférents (sensitifs) qui transportent les infos vers le SNC, et des nerfs efférents (moteurs) qui emmènent les ordres moteurs du SNC vers les autres appareils. Ces différentes voies de conduction peuvent transporter des informations de 02 types, car elles sont relatives à 02 systèmes : le système nerveux somatique et le SN autonome.

Chacun de ces 02 systèmes possède des voies anatomiques qui lui sont propre, parfois elles se confondent.

LE SN somatique est un système de relation qui permet de communiquer avec l'extérieur : il est volontaire. Alors que le système nerveux autonome va traiter les informations relatives au fonctionnement de l'organisme : il est involontaire. Il y a 2 moyens de fonctionner : le système sympathique et le système parasympathique. L'organisme est en perpétuelle recherche d'équilibre entre ces 2 systèmes pour commander les organes.

Schéma récapitulatif :

SNC = encéphale + moelle épinière

SNP = nerfs afférents + nerfs efférents

SN somatique SN autonome

Système parasympathique Système Sympathique

C. Histologie

1) Le neurone

C'est une cellule hautement spécialisée dont le nombre est défini à la naissance. Par contre, un certain nombre de ces cellules n'a pas atteint sa maturité à la naissance et les neurones ne se reproduisent pas. Le neurone est l'unité structurale et fonctionnelle du système nerveux.

a) Le corps cellulaire

Centre vital de la cellule, il contient le noyau et les organites. Il est de dimension très variable (entre 5 et 120 tout prolongement de ce corps cellulaire coupé régénère.

b) Les dendrites

Arborisation fine et courte qui se termine en ramification. C'est le lieu de réception de l'afflux nerveux puisque l'information va toujours du dendrite au corps cellulaire.

c) L'axone

Sa longueur est variable de quelques millimètres (dans l'encéphale) jusqu'à 1 m (dans la moelle épinière). L'axone emporte l'ordre moteur. Particularité :

- Entouré ou non d'une gaine de protection qu'on appelle la gaine de myéline (substance blanchâtre graisseuse). Cette gaine est constituée de manchons séparés les uns des autres par des zones d'étranglement (des nœuds de ranvier). Ces nœuds sont situés à intervalle régulier (tous les 1 à 3 mm). Cette gaine de myéline est elle-même entourée d'une seconde gaine : la gaine de Schwann. Dans le système nerveux périphérique se sont les cellules de cette gaine de Schwann qui produisent la myéline. Certains neurones n'ont pas de gaine de myéline, elles portent donc le nom de fibres amyélinisées ou amyéliniques. Elles sont plus nombreuses que celles myélinisées.

- Il arrive que l'axone produise des branches collatérales et il se termine par une arborisation terminale. Chaque extrémité de cette arborisation va présenter une zone renflée appelée bouton terminal qui va établir le contact soit avec un autre neurone, soit avec une glande ou soit avec une fibre musculaire. Dans ce cas, elle porte le nom de plaque motrice. La membrane de ce bouton terminal formera avec la membrane de l'organe suivant une zone de jonction qu'on appellera synapse. Le tissu nerveux est constitué d'une substance grise qui regroupe les corps cellulaires et les fibres amyéliniques, et d'une substance blanche qui est constituée des prolongements myélinisés.

d) Les différents neurones

Ils sont classés selon leur nombre de prolongements :

- Neurone multipolaire: plusieurs prolongements (dans l'encéphale)

- Neurone bipolaire : un corps cellulaire, une dendrite et un axone (rétine et oreille interne)

- Neurone unipolaire : la dendrite et l'axone sont dans le prolongement l'un de l'autre (moelle épinière) = neurone en T

Quand le neurone a une fonction motrice, les dendrites sont courtes et l'axone est long. Alors que dans les neurones sensitifs, les dendrites sont plus longues.

2) Les cellules gliales

Ce sont des cellules de soutien et d'enveloppement du système nerveux central. Elles assurent les fonctions d'un tissu conjonctif (soutien, échange et nutrition). Il y a 4 types de cellules gliales.

a) Les astrocytes : ont un rôle de nutrition et possèdent de nombreux dendrites qui partent dans tous les sens. Ils envoient des prolongements vers les vaisseaux sanguins afin de permettre les échanges.

b) Les oligodentrocytes : ont les trouve dans le système nerveux central. Ils fabriquent la myéline et sont animées d'un mouvement rythmique.

c) Les microgliocytes : ce sont les macrophages du tissu nerveux, elles vont détruire les déchets. Ils vont se déplacer selon leurs besoins pour se rendre là où les débris cellulaires sont à éliminer.

d) Les épendymocytes : cellules épithéliales qui vont former le revêtement des ventricules cérébraux et du canal de l'épendyme.

D. La physiologie

1) Physiologie de la synapse

Les neurones assurent les fonctions essentielles de réception et de transmission d'une information d'un point de l'organisme à un autre sous forme d'influx nerveux. Dans l'organisme, on a plus de 10 milliards de neurones, et au niveau d'une synapse on distingue un bouton pré-synaptique, une fente synaptique et un bouton post-synaptique (pour une synapse inter-neurone). On peut classer les synapses selon de nombreux critères :

a) Sa localisation

Si la synapse se fait sur une dendrite, on l'appellera axo-dendrite. Si elle se fait sur le corps cellulaire, on l'appellera axo-somatique. Et si elle se fait sur un axone, on l'appellera axo-axonique. Les neurones sont couverts de milliers de boutons synaptiques, donc un neurone peut faire synapse avec des milliers d'autres neurones (on parle de neurone divergent) ; de même que plusieurs neurones peuvent faire synapse avec un seul neurone (neurone convergent).

b) Sa fonction

Il existe des synapses excitatrices qui sont le plus souvent axo-dendritiques, et des synapses inhibitrice qui sont le plus souvent soit axo-axoniques, soit axo-somatiques. La transmission d'influx nerveux se fait au moyen de substances chimiques qu'on appelle neurotransmetteur, neuromédiateur ou médiateur chimique.

c) Son neurotransmetteur (ou neurotransmetteurs)

Il existe environ une centaine de neurotransmetteurs différents dans le système nerveux central.

Peut avoir un effet excitateur ou inhibiteur sur la synapse. Ce neurotransmetteur est toujours identique pour la même synapse. On les regroupe généralement sous le terme de catécholamine : acétycholine, adrénaline, noradrénaline, dopamine, sérotonine et gaba). Une fois qu'ils ont entraîné la transmission de l'influx nerveux, ils sont inactivés par un système enzymatique qui leur est spécifique. On peut jouer sur les neuromédiateurs grâce à la pharmacopée et on peut jouer sur sa synthèse, son stockage et sa destruction. Il y a d'autres classes de neurotransmetteurs : les amphétamines (augmentation de l'éveil), les neuroleptiques (sédation) et LSD (hallucinogène).
Ces [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]agissent au niveau des [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] et transmettent de l'information d'une [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] à une autre.

Les neuromédiateurs sont synthétisés au niveau des terminaisons pré-synaptiques et stockés dans les vésicules synaptiques.
Ils sont libérés dans l'espace intersynaptique lorsqu' arrivent suffisamment de [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] à cette terminaison.
Ils diffusent ensuite dans l'espace intersynaptique et sont captés par des récepteurs moléculaires spécifiques situés sur la[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]de la cellule postsynaptique.
Ceci aura pour effet de déclencher des modifications dans celle-ci (création de potentiels d'action, contraction, sécrétion ou autre.)
Une partie des neuromédiateurs sécrétés peut être recaptée par la cellule présynaptique et être de nouveau utilisée.

A\ Les grandes classes.

- Acides aminés (glutamate, aspartate, gaba, glycine).

- Amines biogènes : adrénaline, noradrénaline, dopamine et sérotonine.

- Acétylcholine.

- Enképhalines (peptides, morphinomimétiques).

- Hormones.

B\ Principe de fonctionnement.

Certains nucléotides n’ont qu’un type d’action (ils sont rares) : les acides aminés. Le glutamate et l’aspartate sont excitateurs ; le gaba et la glycine sont présents chez les interneurones inhibiteurs.

Tous les neurotransmetteurs ont deux types de récepteurs post synaptiques :

- Ionotropiques : le récepteur est directement couplé à un canal ionique. L’action du neurotransmetteur est rapide et correspond toujours à une variation du potentiel de membrane.

- Métabotropiques : le récepteur est couplé à une protéine G membranaire : la fixation du neurotransmetteur entraîne l’activation de messagers secondaires et de voies métaboliques dans la cellule, conduisant, en fonction du type cellulaire, à une excitation ou à une inhibition cellulaire ; ou, à des effets à long terme sur le métabolisme cellulaire. Cette transmission synaptique est lente et modulable. Par exemple, l’acétylcholine a un effet excitateur sur un récepteur nicotinique, et, sur un récepteur muscarinique, un effet excitateur ou inhibiteur.

Quelques neuromédiateurs

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d) Une synapse excitatrice

Dans le bouton pré-synaptique, les vésicules de neurotransmetteurs vont libérer les produits dès l'arrivée d'un potentiel d'action dans la fente synaptique. Ce neurotransmetteur va se fixer sur des récepteurs spécifiques sur la membrane du bouton post-synaptique. Ce phénomène va entraîner une dépolarisation de la membrane et propager l'influx nerveux sur le neurone auquel elle appartient. Le neurone est donc une cellule excitable.

e) Une synapse inhibitrice

L'arrivée du neurotransmetteur sur la membrane post-synaptique n'entraîne plus de dépolarisation mais, au contraire, va renforcer la polarisation membranaire. Le neurone est ainsi moins excitable. Le neurone possède un seuil d'excitation qui est fonction de son rôle et qui nécessite en générale l'excitation de plusieurs boutons pré-synaptique pour être dépolarisé.

2) Phénomène électrique de propagation de l'influx nerveux

- Au repos : la membrane du neurone est polarisé positivement à l'extérieur et négativement à l'intérieur. Il y a une grande quantité de sodium à l'extérieur et une plus faible quantité à l'intérieur. Au contraire, il y a une forte concentration de potassium à l'intérieur et une plus faible concentration à l'extérieur. C'est le phénomène de la pompe à sodium qui va réguler la quantité de charge de part et d'autre de la membrane : le sodium est refoulé à l'extérieur alors que le potassium est introduit à l'intérieur. Pour 3 sodium qui sort, seulement 02 potassium sont admis. Au repos, le déséquilibre en charges positives va polariser l'extérieur de la membrane positivement et l'intérieur négativement. Cette différence de potentiel est de - 85 mV. L'arrivée de l'influx nerveux va transformer ses paramètres de repos en déclenchant une dépolarisation. Celle-ci obéit à la loi du "tout ou rien".

- Potentiel d'action : + 50 mV. L'arrivée de l'influx nerveux va augmenter brutalement la perméabilité de la membrane au sodium. Cette entrée massive de sodium à l'intérieur de la membrane va inverser la situation de repos et polariser l'intérieur de la membrane positivement et l'extérieur négativement. La propagation de la dépolarisation se fait dans les deux sens, l'intensité de l'influx nerveux ne se modifie pas au cours de sa propagation.

- La repolarisation : faute d'excitation, la membrane redevient imperméable au sodium. Donc l'extérieur redevient positif et le potentiel de repos réapparaît.

- Vitesse de conduction : la vitesse de conduction ou de propagation de l'influx nerveux est fonction de :

→ Le diamètre des fibres nerveuses : plus le diamètre est important, plus la vitesse est rapide.

→ La présence ou non de myéline : la myéline est une gaine isolante. La dépolarisation ne peut se faire qu'au niveau des nœuds de ranvier. Cette progression par saut d'un nœud à l'autre est dite saltatoire (ex : myélinisé = 120m/s alors que non myélinisé = 1m/s)

→ La température : le froide diminue la vitesse de conduction.

Un neurone ne peut conduire qu'un seul influx nerveux à la fois, et pendant la propagation de cet influx, il devient inexcitable. L'influx nerveux chemine toujours dans le même sens : des dendrites vers l'axone en passant par le corps cellulaire.

La dépolarisation est le résultat de l'excitation de plusieurs boutons pré-synaptique, l'augmentation du nombre de boutons excités s'appelle la sommation spatiale, alors que l'augmentation de la fréquence des décharges des influx nerveux par un seul neurone s'appelle sommation temporelle.