Photométrie et Spectroscopie François Teyssier François Teyssier WETAL 2011.
Le tissu nerveux Pierre-Luc Côté [email protected] Cegep François-Xavier-Garneau Adapté de...
-
Upload
sabine-fievet -
Category
Documents
-
view
111 -
download
2
Transcript of Le tissu nerveux Pierre-Luc Côté [email protected] Cegep François-Xavier-Garneau Adapté de...
Le tissu nerveuxLe tissu nerveux
Pierre-Luc Côté[email protected]
Cegep François-Xavier-Garneau
Adapté de Jean-François Trottier (cégep FXG) et de Gilles Bourbonnais (cégep Ste-Foy)
Maintien de l’homéostasie
1. Système endocrinien (hormonal)
Sécrétion d’hormones dans le sang
Action lente mais soutenue
2. Système nerveux
Influx nerveux (courant électrique le long d’un neurone)
Action rapide et brève
H
H H
OH
O
Fonctions du système nerveux
1. Perception de l’information sensorielle (interne et externe)
2. Traitement de l’information (intégration)
Système nerveux central (SNC; encéphale et moelle épinière)
3. Production d’une réponse motrice
Organes végétatifs
Muscles volontaires
Système nerveux périphérique (SNP; nerfs)
SNC et SNP
•Traitement de l’information
•Lien entre les fonctions sensorielles et motrices
•Achemine l’information au SNC et envoie l’information en provenance du SNC (nerfs)
Système nerveux
Système nerveux central (SNC) Système nerveux périphérique
Encéphale Moelle épinière Voie sensitive (afférente) Voie motrice (efférente)
Neurones sensitifs
somatiques
Neurones sensitifs
viscéraux
Système nerveux somatique
Système nerveux autonome
Division sympathique Division parasympathique
Voie sensitive (afférente)
Neurofibres sensitives
Propagation des influx nerveux en provenance des récepteurs vers le SNC
Voie motrice (efférente)
Neurofibres motrices
Propagation des influx nerveux en provenance du SNC vers les effecteurs
Système nerveux somatique
Volontaire (conscient)
Propagation des influx nerveux aux muscles squelettiques
Système nerveux autonome
Involontaire
Propagation des influx nerveux vers les muscles lisses, le muscle cardiaque et les glandes
Régulation du milieu interne
Division sympathique
Prépare l’individu à l’action (situation de stress)
Hausse du pouls, inhibition de la digestion, inhibition de la salivation, etc.
Division parasympathique
Conservation de l’énergie
Baisse du pouls, stimulation de la digestion, stimulation de la salivation, etc.
Les divisions sympathique et parasympathique ont habituellement des effets contraires.
Organes
SNP
SNC
Stimulus
Récepteurs
Transmission de l’influx nerveux par
des voies sensitives
Analyse et intégration de l’information qui permet l’élaboration et l’initiation d’une réponse.
Transmission des influx nerveux par les voies motrices
Système nerveux somatique
Système nerveux autonome (para- et
sympa-)
Muscles squelettiques
Muscle cardiaques, muscles lisses et
glandes
Réponse
Histologie du tissu nerveuxHistologie du tissu nerveux
2 types de cellules:
Neurones (transmission de l’influx nerveux)
Gliocytes (ou névroglies; soutiennent les neurones)
Histologie: les neurones
Les neurones:
Sont des cellules excitables.
Propagation des influx nerveux.
Ont une longévité extrême.
Peuvent fonctionner pendant toute une vie.
Sont amitotiques.
Ne se divisent pas.
Consommation d’énergie très élevée
Plusieurs transporteurs actifs dans la membrane des neurones.
Le modèle du neurone
Corps cellulaire: Contient le noyau et les organites.Dendrites: Acheminent les messages vers le corps du neurone.Cône d’implantation: Lieu d’où part l’influx nerveux.Axone: Conduit les messages du corps du neurone.Terminaisons axonales: Extrémités de l’axone où se transmettent les influx à d’autres cellules.Synapse: Point de rencontre entre les terminaisons axonales et une autre cellule.
Le modèle du neurone (suite)
Cellules de Schwann (neurolemmocytes)
Entourent l’axone.
Forment une couche isolante (gaine de myéline; isolant électrique).
Permettent d’accélérer la vitesse de l’influx nerveux le long de l’axone.
C’est un gliocyte du SNP (nerfs).
Axone
Cellule de Schwann
Espace entre les cellules de Schwann: nœud de Ranvier ou nœud de la neurofibre.
Gaine de myéline
Dans le système nerveux périphérique (SNP):
Formée de cellules de Schwann (neurolemmocytes)
Dans le système nerveux central (SNC):
Formée des prolongements des oligodendrocytes (un autre gliocyte)
Substance blanche et grise du cerveau
Substance blanche:
Formée surtout d’axones myélinisés
Substance grise:
Formée surtout de corps cellulaires et des axones amyélisés
Classification structurale des neurones
Selon le nombre de prolongements qui émergent du corps cellulaire.
Bipolaire
Multipolaire
Unipolaire
Les plus abondants (principal neurone dans le SNC)
Dans certains organes des sens (rétine, muqueuse olfactive)
Surtout dans le SNP
Variétés de neurones
Noir: corps du neurone et dendrites
Rose: axone
Classification fonctionnelle des neurones
Selon le sens de la propagation de l’influx nerveux:
Neurones sensitifs (ou afférents): acheminent l’information au SNC (surtout des neurones unipolaires; bipolaires aussi).
Neurones moteurs (ou efférents): acheminent l’information du SNC aux organes effecteurs (surtout des neurones multipolaires).
Interneurones (ou neurones d’association): font le lien entre les neurones sensitifs et moteurs (surtout multipolaires).
Neurone sensitif
Neurone moteur
Histologie: Les gliocytes (ou névroglie)
Cellules qui entourent, isolent, protègent et soutiennent les neurones.
Plus petits que les neurones, mais beaucoup plus nombreux.
Ils constituent la moitié de la masse de l’encéphale.
Cellules mitotiques (division cellulaire possible)
Histologie (gliocytes) SNC vs SNP
Système nerveux central:
Astrocytes
Oligodendrocytes
Microglies
Épendymocytes
Système nerveux périphérique:
Gliocytes ganglionaires
Nerolemmocytes (cellules de Schwann)
Astrocytes
Entourent les neurones pour créer un réseau de soutien.
Régulent les échanges entre les capillaires et les neurones (ex: glucose).
S’attachent aux capillaires pour constituer une partie de la barrière hémato-encéphalique.
Régissent le milieu chimique entourant les neurones (ex.: recaptage des neurotransmetteurs et des ions K+).
Microglies
Rôle protecteur pour le SNC:
Remplacent les cellules du système immunitaire puisqu’elles n’ont pas accès au SNC.
Phagocytes les microorganismes étrangers ou les neurones endommagés, anormaux ou morts.
Oligodendrocytes
Leurs prolongements s’enroulent autour des axones du SNC pour former une gaine de myéline.
Responsables de la matière blanche de l’encéphale.
Épendymocytes
Tapissent les cavités centrales de l’encéphale et de la moelle épinière.
Forment la barrière perméable entre le liquide cérébro-spinal et le liquide interstitiel du SNC.
Le battement de leurs cils facilite la circulation du liquide cérébro-spinal.
Gliocytes ganglionnaires (ou cellules satellites)
Entourent le corps cellulaire des neurones situés dans le SNP, plus précisément au niveau des ganglions.
Un ganglion: regroupement de corps cellulaires de neurones hors du SNC.
Fonction de soutien et métabolique.
Neurolemmocytes (cellules de Schwann)
Cellules constituant la gaine de myéline dans le SNP
Même fonction que les oligodendrocytes du SNC
La neurophysiologieLa neurophysiologie(mécanisme de propagation de l’influx nerveux)(mécanisme de propagation de l’influx nerveux)
Potentiel de repos de la membrane
Il existe une différence de charge entre l’intérieur et l’extérieur de l’axone: forme un potentiel de membrane.
Le potentiel de membrane d’un neurone non stimulé est de -70 mV. (le signe « – » indique que le cytoplasme est chargé négativement alors que la face externe est chargée positivement.)
Composition ionique de chaque côté de la membrane de l’axone
Milieu intracellulaire:
Ions positifs: K+ surtout (un peu ne Na+)
Ions négatifs: protéines et ions phosphates
Il y a un léger surplus d’ions négatifs (-)
Milieu extracellulaire:
Ions positifs: Na+ surtout (un peu de K+)
Ions négatifs: Cl- surtout
Il y a un léger surplus d’ions positifs (+)
-
+
Membrane plasmique
Milieu intracellulaire
Milieu extracellulaire
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+K+
K+
K+
K+
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-Cl-
Cl-
Na+
K+
Prot-
Prot-Prot-
Prot-PO4
3-
PO43-
PO43-
PO43-
PO43-PO4
3-
+
-
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Composition ionique de chaque côté de la membrane de l’axone
Composition ionique de chaque côté de la membrane de l’axone
Composition ionique de chaque côté de la membrane de l’axone
La membrane plasmique est perméable.
Présence de protéines de transport:
Transporteur à Na+
Transporteur à K+
Pompe Na+/K+
Diffusion et transport actif des ions
Le K+ diffuse vers l’extérieur de la cellule selon son gradient de concentration.
Le Na+ diffuse vers l’intérieur de la cellule selon son gradient de concentration.
Cependant, la membrane est 75 fois plus perméable aux ions K+ qu’aux ions Na+. Donc, l’extérieur a tendance à être chargé « + ».
Si on laissait la diffusion se produire, on atteindrait un équilibre des charges de chaque côté de la membrane, ce qui enlèverait le potentiel de repos.
Les pompes Na+/K+ pompent les ions Na+ vers l’extérieur de la cellule et pompent les ions K+ vers l’intérieur.
Se fait contre le gradient de concentration, donc nécessite de l’énergie (ATP)
Environ 70% de l’énergie dépensée par un neurone sert à faire fonctionner les pompes Na+/K+.
Les potentiels gradués
Un stimulus provoque l’ouverture de canaux ioniques.
Cela induit la diffusion des ions qui modifient le potentiel de membrane.
Cela crée un potentiel gradué:
Modification locale et de courte durée du potentiel membranaire.
L’intensité du potentiel gradué est directement proportionnel à l’intensité du stimulus.
Si un stimulus ouvre des canaux à potassium (K+):
Diffusion des ions K+ à l’extérieur de la cellule
rend le potentiel de membrane plus négatif.
Ce phénomène se nomme l’hyperpolarisation
Hyperpolarisation
Potentiel de repos (-70 mV)Hyperpolarisation
Si un stimulus ouvre des canaux à sodium (Na+):
Diffusion des ions Na+ vers l’intérieur de la cellule
rend le potentiel de membrane moins négatif.
Ce phénomène se nomme la dépolarisation
Dépolarisation
DépolarisationPotentiel de repos (-70 mV)
Propagation des potentiels gradués
Suite à un stimulus dépolarisant, les ions positifs qui ont entré dans le neurone migrent vers les régions négatives adjacentes.
Les ions négatifs, pour leur part, migrent vers les régions positives.
Cette migration ne se fait pas de part et d’autre de la membrane, mais bien le long de celle-ci.
La perméabilité de la membrane aux ions fait que les potentiels gradués ne se déplacent que sur de courtes distances avant de disparaître.
Les potentiels d’action
Un stimulus fort ouvre un plus grand nombre de canaux protéiques.
Ceci produit une plus grande perméabilité de la membrane plasmique.
Le potentiel d’action
Si un stimulus dépolarisant est assez fort:
La dépolarisation peut atteindre le seuil d’excitation (environ -55 mV).
Alors, des canaux voltage-dépendants à sodium s’ouvrent et font entrer massivement du Na+ dans le neurone.
Ceci accroît la dépolarisation au point d’inverser les polarités de la membrane.
La réaction déclanchée par l’atteinte du seuil d’excitation se nomme le potentiel d’action.
Le potentiel d’action
1. Seuil d’excitation atteint
Potentiel de repos
Seuil d’excitation
2. Ouverture des canaux à Na+ voltage-dépendants
3. Potentiel d’action (inversion des polarités)
Inversion des polarités où le stimulus agit.
Qu’est-ce qu’un canal voltage-dépendant?
C’est un canal protéique qui s’ouvre sous l’effet d’un courant électrique.
Le déplacement d’ions à travers la membrane du neurone et dans celui-ci constitue un courant électrique qui ouvre les canaux voltage-dépendant.
Deux types de canaux voltage-dépendants sont impliqués dans le potentiel d’action:
Canaux à sodium
Canaux à potassium
Une fois le potentiel d’action atteint, il y a une repolarisation.
Il y a une baisse de polarité.
Due à 2 facteurs:
Fermeture des canaux voltage-dépendants à Na+
Arrêt de diffusion des Na+
Ouverture des canaux voltage-dépendants à K+
Sortie des ions K+
Repolarisation
L’excès de sortie des ions K+ induit une hyperpolarisation.
Le potentiel de membrane devient plus négatif que celui au repos.
Les canaux voltage-dépendants à K+ se ferment.
La pompe Na+/K+ rétablit le potentiel de repos.
Phase d’hyperpolarisation
Pendant la phase d’hyperpolarisation, le neurone est
insensible à un stimulus. L’intervalle de temps de cette hyperpolarisation se nomme la période réfractaire.
La durée de la période réfractaire détermine la fréquence maximale de déclanchement des potentiels d’action.
AnimationAnimation
La loi du tout ou rien
Le potentiel d’action est une réaction de type tout ou rien.
Si le stimulus est assez fort pour atteindre le seuil d’excitation: potentiel d’action.
Si le stimulus n’est pas assez fort pour atteindre le seuil d’excitation: pas de potentiel d’action.
Seul le stimulus S3 est assez intense pour induire un potentiel
d’action.
Peu importe l’intensité du stimulus, la
dépolarisation ne dépassera pas + 30 mV.
+30
Un stimulus hyperpolarisant (qui ouvre des canaux K+) n’induit pas de potentiel d’action.
Exercice!
À partir du schéma montrant les différentes phases du potentiel d’action, indiquez à chaque étape l’état (ouvert ou fermé) des canaux à sodium et à potassium (voltage-dépendant ou non).
1
2
34
5
1. Phase de reposCanaux à Na+: ouvertsCanaux à K+: ouvertsCanaux VD à Na+: fermésCanaux VD à K+: fermés
2. Excitation par le stimulus:Canaux à Na+: ouverts (un peu plus)Canaux à K+: ouvertsCanaux VD à Na+:fermésCanaux VD à K+: fermés
3. Phase de dépolarisation:Canaux à Na+: ouverts (un peu plus)Canaux à K+: ouvertsCanaux VD à Na+:ouvertsCanaux VD à K+: fermés
4. Phase de repolarisation:Canaux à Na+: ouvertsCanaux à K+: ouvertsCanaux VD à Na+:fermésCanaux VD à K+: ouverts
5. Phase d’hyperpolarisationCanaux à Na+: ouvertsCanaux à K+: ouvertsCanaux VD à Na+:fermésCanaux VD à K+: fermés
Quel est le lien entre le potentiel d’action et l’influx nerveux?
Influx nerveux: déplacement du potentiel d’action le long de la membrane du neurone.
Nous avons vu qu’un stimulus engendrait un potentiel d’action ce qui induisait un inversement de la polarité du neurone à l’endroit où ce stimulus agit.
Il y a un déplacement d’ions dans le voisinage de la zone dépolarisée.
Les faibles courants électriques engendrés par le déplacement des ions provoquent l’ouverture de canaux à sodium voltage-dépendants au voisinage de la zone qui s’est dépolarisée, ce qui provoque la dépolarisation de la zone voisine.
Les canaux à sodium vont s’ouvrir ici.
La dépolarisation d’un point de la membrane provoque la dépolarisation du point voisin.
Influx nerveux: déplacement du potentiel d’action le long de la membrane du neurone
Même principe que la vague dans un stade
L’influx nerveux
Les anesthésiques locaux bloquent les canaux à sodium.
Que se passe-t-il si on bloque ces canaux?
Tétrodotoxine
La tétrodotoxine est une neurotoxine retrouvée dans les viscères des tétraodons (dont le poisson fugu).
La tétrodotoxine bloque les pores des canaux sodium voltage-dépendants.
L’influx nerveux est donc inhibé et cela cause une paralysie.
Vitesse de l’influx nerveux
De 3 à 360 km/h environ
La vitesse dépend:
Diamètre de l’axone: grand diamètre = haute vitesse.
Présence de myéline: augmente la vitesse.
Les canaux voltage-dépendants sont regroupés au niveau des nœuds de Ranvier.
Le potentiel d’action saute d’un nœud de Ranvier à l’autre (conduction saltatoire).
Permet d’accélérer la vitesse de l’influx nerveux.
dépolarisationdépolarisation
repolarisationrepolarisation
dépolarisation
repolarisationrepolarisation dépolarisation
Sclérose en plaque
Syptômes: troubles de vision, perte de maîtrise musculaire, difficultés d’élocution, incontinence urinaire.
Causée par l’altération des gaines de myélines dans le SNC par le système immunitaire (maladie auto-immune)
Gène la transmission de l’influx nerveux.
Perception de l’intensité d’un stimulus
Le SNC peut faire la différence entre un stimulus faible et un stimulus fort même si le potentiel d’action est le même dans les deux cas:
1. Un stimulus fort fait réagir plus de neurones qu’un stimulus faible.
Perception de l’intensité d’un stimulus
2. La fréquence des potentiels produits est plus grande si le stimulus est fort.
Notez que le potentiel d’action a toujours la même intensité.
C’est la fréquence qui détermine l’intensité du stimulus.