Fiche de révision : Cellules excitables et contraction musculaire

📋 Plan du Cours

1. Excitabilité et structure neuronale
2. Potentiel de membrane et potentiel d’action
3. Codage des messages nerveux
4. Synapses et neurotransmetteurs
5. Dysfonctionnements et substances psychoactives
6. Muscle strié squelettique
7. Muscles cardiaque et lisse

📖 1. Excitabilité et structure neuronale

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule excitable : Cellule qui modifie son activité à la suite d’une stimulation, et dont l’activité dépend des ions et de leur concentration de part et d’autre de la membrane.
• Neurone : Unité fonctionnelle de base du système nerveux.

★ À maîtriser

📌 Les dendrites, très ramifiées, reçoivent les influx provenant d’autres neurones avec le corps cellulaire, tandis que l’axone unique transmet les influx aux autres cellules.

Compléments

• Le corps cellulaire du neurone contient le noyau et la plupart des organites.

• Les axones sont généralement beaucoup plus longs que les dendrites, et certains dépassent un mètre de longueur.

• La plupart des axones sont recouverts d’une gaine de myéline, et leurs extrémités ramifiées transmettent l’information à une autre cellule par une synapse.

📖 2. Potentiel de membrane et potentiel d’action

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de membrane : Déterminé par les gradients ioniques qui existent de part et d’autre de la membrane plasmique.
• Potentiel d’action : Modification soudaine du potentiel de repos, suivie d’une inversion de la polarisation membranaire puis d’une repolarisation rapide.

★ À maîtriser

📌 La concentration de Na⁺ est plus élevée dans le liquide extracellulaire que dans le cytosol, tandis que la concentration de K⁺ est plus élevée dans le cytosol que dans le milieu extracellulaire.

• Au repos, la membrane du neurone présente une différence de potentiel permanente de −70 mV, l’intérieur étant électronégatif par rapport à l’extérieur.

Compléments

• Les canaux ioniques à ouverture contrôlée s’ouvrent et se ferment en réaction aux stimuli, ce qui modifie le potentiel de membrane.

💡 Astuce mémo

Repos à −70 mV : membrane polarisée ; potentiel d’action : inversion puis repolarisation.

📖 3. Codage des messages nerveux

★ À maîtriser

📌 Un potentiel d’action n’est généré et propagé que si le seuil d’excitation est atteint ; en dessous, aucun potentiel d’action n’apparaît, conformément à la loi du tout ou rien.

• Lorsque le seuil est atteint, l’augmentation de l’intensité de stimulation accroît la fréquence des potentiels d’action propagés.

• Les messages nerveux sont codés en fréquence de potentiels d’action.

Compléments

• L’augmentation de l’intensité de stimulation d’un nerf augmente le nombre de fibres nerveuses recrutées et explique les variations d’amplitude du potentiel global du nerf.

• Les potentiels d’action qui composent les trains de signaux nerveux sont tous identiques.

💡 Astuce mémo

L’intensité augmente la fréquence des potentiels d’action et le recrutement des fibres, pas l’amplitude d’un potentiel d’action isolé.

📖 4. Synapses et neurotransmetteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse : Zone de contact entre deux neurones ou entre un neurone et une autre cellule, comme une cellule musculaire.
• Neurotransmetteur : Substance chimique fabriquée par l’organisme qui permet aux neurones de transmettre l’influx nerveux entre eux ou à une autre cellule.

★ À maîtriser

📌 Une synapse électrique permet le passage du courant d’une cellule à l’autre par des jonctions communicantes, tandis qu’une synapse chimique transmet le message à l’aide de neurotransmetteurs et constitue la majorité des synapses.

Compléments

• Chez l’humain adulte, les synapses électriques sont rares, bien qu’elles soient présentes dans plusieurs régions cérébrales ainsi que dans la rétine.

• Les cinq groupes de neurotransmetteurs répertoriés sont :

  • l’acétylcholine
  • les acides aminés
  • les amines biogènes
  • les neuropeptides
  • les gaz comme le monoxyde d’azote

• La transmission synaptique prend fin lorsque le neurotransmetteur s’échappe par la fente synaptique, est absorbé par le corpuscule nerveux terminal ou une autre cellule, ou est décomposé par une enzyme.

• Des substances pharmacologiques structurellement proches des neurotransmetteurs peuvent s’y substituer en se fixant sur leurs récepteurs postsynaptiques et interrompre la transmission synaptique.

📖 5. Dysfonctionnements et substances psychoactives

★ À maîtriser

• Dans la sclérose en plaques, le système immunitaire détruit progressivement les cellules qui fabriquent la gaine de myéline, dont l’intégrité est indispensable à une conduction rapide du message nerveux.

• La maladie de Parkinson résulte de la dégénérescence de neurones de la substance noire, ce qui diminue la libération de dopamine vers les neurones du striatum et compromet la génération des messages nerveux nécessaires au bon fonctionnement de l’organisme.

Compléments

• La sclérose en plaques touche plus de 110 000 personnes en France, et l’âge moyen de début des symptômes est d’environ 30 ans.

• Dans 80 % des cas de sclérose en plaques évoluant depuis plus de 10 ans, les patients présentent des problèmes de coordination des membres et des difficultés à marcher.

• La maladie de Parkinson touche environ 160 000 personnes en France en 2019, principalement âgées de plus de 65 ans, mais elle peut toucher des personnes plus jeunes.

• Les benzodiazépines activent les récepteurs du GABA, neurotransmetteur inhibiteur qui limite la sécrétion d’adrénaline, et ont ainsi des effets anxiolytique et myorelaxant.

• Les benzodiazépines peuvent perturber le sommeil et la concentration, favoriser les chutes et entraîner une dépendance ; leur prise doit se faire dans un cadre médical strict.

• L’éthanol, la nicotine et le THC perturbent certaines aires corticales du circuit de récompense en induisant une sécrétion accrue de neurotransmetteurs, ce qui peut déclencher une addiction et réduire les capacités cognitives.

💡 Astuce mémo

Destruction de la myéline → conduction nerveuse ralentie ; dégénérescence dopaminergique → troubles moteurs.

📖 6. Muscle strié squelettique

★ À maîtriser

• Les muscles striés squelettiques sont rattachés aux os par des tendons et sont contrôlés volontairement par le système nerveux somatique.

• Un muscle squelettique est constitué de faisceaux de fibres longues, chaque fibre étant une cellule multinucléée issue de la fusion de cellules embryonnaires et contenant des myofibrilles longitudinales.

• Lors de la contraction musculaire, les sarcomères raccourcissent par glissement des myofilaments fins d’actine par rapport aux myofilaments épais de myosine, sans changement de longueur des myofilaments.

Compléments

• Les myofibrilles sont constituées de myofilaments minces et de myofilaments épais.

• Les myofilaments minces sont composés de deux brins d’actine et d’un brin de protéine régulatrice enroulés les uns autour des autres.

• Les myofilaments épais sont constitués de groupes décalés de molécules de myosine.

💡 Astuce mémo

Fibre → myofibrilles → myofilaments d’actine et de myosine → sarcomère raccourci.

📖 7. Muscles cardiaque et lisse

★ À maîtriser

📌 Les cardiomyocytes sont striés, possèdent chacun un seul noyau et ne sont pas fusionnés, tandis que le muscle lisse est involontaire et peut assurer des contractions coordonnées et soutenues sur de grandes longueurs.

• Les cardiomyocytes communiquent par des jonctions gap qui permettent la propagation de l’excitabilité et la coordination de la contraction cardiaque.

Compléments

• Les cardiomyocytes ne sont pas sous le contrôle de la volonté.

• Les muscles lisses se trouvent notamment dans :

  • les parois des vaisseaux sanguins
  • la trachée
  • les bronches
  • le larynx
  • l’estomac
  • l’intestin
  • l’utérus

💡 Astuce mémo

Cardiaque : strié, un noyau et jonctions gap ; lisse : involontaire et contraction soutenue.