Fiche de révision : Fonctionnement du neurone

📋 Plan du Cours

1. Organisation du système nerveux
2. Cellules et fonctions neuronales
3. Réception et circulation de l’information
4. Potentiel de repos membranaire
5. Génération du potentiel d’action
6. Propagation de l’influx nerveux
7. Transmission synaptique
8. Intégration postsynaptique

📖 1. Organisation du système nerveux

★ À maîtriser

• Le système nerveux central (SNC) comprend l’encéphale, constitué du cerveau et du cervelet, ainsi que la moelle spinale, tandis que le système nerveux périphérique (SNP) comprend les nerfs situés en dehors du SNC.

• Le système nerveux somatique commande la partie volontaire des fonctions motrices, tandis que le système nerveux autonome commande la partie involontaire.

• Le système sympathique favorise l’état d’alerte, tandis que le système parasympathique favorise la conservation et la restauration de l’énergie.

Compléments

• 🔄 Face à un danger, la réponse suit cette séquence:
  1. Perception du danger
  2. État d’alerte
  3. Intégration par le cerveau
  4. Activation du système sympathique
  5. Réponses préparant l’organisme à la fuite

💡 Astuce mémo

SNC = centres d’intégration, SNP = nerfs de transmission

📖 2. Cellules et fonctions neuronales

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellules gliales : cellules non excitables du système nerveux central capables de se diviser
• Neurone : cellule excitable présente dans le système nerveux central et périphérique, capable de produire et de propager des potentiels d’action afin de transmettre une information à des cellules cibles

★ À maîtriser

• Les principales cellules gliales du SNC sont:
  • La microglie, phagocyte en cas d’inflammation
  • Les astrocytes, qui soutiennent le SNC et participent à la barrière hémato-encéphalique
  • Les cellules épendymaires, qui bordent les ventricules cérébraux
  • Les oligodendrocytes, qui forment et maintiennent la gaine de myéline

Compléments

• Les neurones utilisent principalement le glucose et le dioxygène comme sources métaboliques, et environ 3 minutes d’anoxie peuvent provoquer des lésions irréversibles.

📖 3. Réception et circulation de l’information

🔑 Notions clés & Définitions

• Transduction : conversion d’un stimulus sensoriel en message nerveux par un récepteur sensoriel spécifique de ce stimulus

★ À maîtriser

• Dans une voie sensorimotrice, le récepteur sensoriel produit un influx, celui-ci se propage dans le neurone sensitif vers le centre d’intégration, puis le neurone moteur transmet l’influx à la cellule cible qui produit la réponse.

Compléments

• Le corps cellulaire des neurones sensitifs se trouve dans la racine dorsale de la moelle épinière, tandis que les racines dorsale et ventrale participent respectivement aux voies sensitive et motrice.

💡 Astuce mémo

Stimulus → transduction → neurone sensitif → centre intégrateur → neurone moteur → réponse

📖 4. Potentiel de repos membranaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de membrane : différence de répartition des charges de part et d’autre d’une membrane semi-perméable, déterminée par les gradients de concentration et les gradients électriques des ions auxquels la membrane est perméable

★ À maîtriser

• Le potentiel de repos d’un neurone est stable et proche de -70 mV, car la membrane au repos est essentiellement perméable aux ions K+ dont les gradients de concentration et électrique sont déterminants.

📌 La pompe Na+/K+ utilise de l’ATP pour maintenir les concentrations intracellulaires et extracellulaires de Na+ et de K+, et elle consomme environ 20 % de l’énergie métabolique de la cellule.

Compléments

• Pour l’ion K+, la concentration intracellulaire est de 400 mmol/L, la concentration extracellulaire est de 20 mmol/L et le potentiel d’équilibre vaut -80 mV.

💡 Astuce mémo

Perméabilité ionique + gradients → potentiel de repos négatif

📖 5. Génération du potentiel d’action

★ À maîtriser

📌 Une stimulation inférieure au seuil produit une dépolarisation locale dont l’amplitude dépend de l’intensité de la stimulation et qui s’amortit avec la distance, tandis qu’une stimulation supérieure au seuil produit un potentiel d’action.

📌 Selon la loi du tout ou rien, une stimulation atteignant le seuil déclenche un ou plusieurs potentiels d’action de même amplitude, tandis qu’une stimulation sous le seuil ne déclenche aucun potentiel d’action.

• 🔄 Les phases ioniques du potentiel d’action sont:
  1. Entrée de Na+ et dépolarisation
  2. Sortie de K+ et repolarisation
  3. Fermeture retardée des canaux K+ et hyperpolarisation

Compléments

• Les canaux Na+ et K+ impliqués dans le potentiel d’action sont voltage-dépendants, avec une ouverture des canaux Na+ entre -40 mV et +30 mV et une ouverture des canaux K+ à partir de +20 mV.

💡 Astuce mémo

Dépolarisation → repolarisation → hyperpolarisation

📖 6. Propagation de l’influx nerveux

★ À maîtriser

• La propagation des potentiels d’action est unidirectionnelle, sans amortissement, et sa vitesse dépend de la fibre, avec des valeurs comprises entre 1 et 100 m·s⁻¹.

• Dans un axone myélinisé, le potentiel d’action se propage de manière saltatoire entre les nœuds de Ranvier, où la densité de canaux Na+ atteint 2 000 à 12 000 canaux par µm² contre environ 25 canaux par µm² au niveau des gaines de myéline.

Compléments

• Dans un axone non myélinisé, la dépolarisation se propage de proche en proche par dépolarisation successive des zones adjacentes, tandis que la zone récemment dépolarisée reste temporairement réfractaire.

• La propagation saltatoire est environ 50 fois plus rapide que la propagation dans les fibres non myélinisées.

💡 Astuce mémo

Axone non myélinisé = propagation continue ; axone myélinisé = propagation saltatoire

📖 7. Transmission synaptique

★ À maîtriser

📌 La synapse électrique permet une transmission rapide, presque synchrone et bidirectionnelle entre les cytoplasmes de cellules connectées, tandis que la synapse chimique sépare les cellules par un espace et assure une transmission unidirectionnelle.

• 🔄 La transmission chimique suit cette séquence:

  1. Arrivée du potentiel d’action au bouton terminal
  2. Entrée de Ca2+
  3. Fusion des vésicules avec la membrane
  4. Exocytose des neurotransmetteurs dans la fente synaptique

• Le message présynaptique codé en fréquence de potentiels d’action est traduit au niveau de la synapse en message chimique codé en concentration de neurotransmetteur.

Compléments

• La fente synaptique d’une synapse chimique mesure environ 20 à 40 nm, et les neurotransmetteurs produisent des effets excitateurs ou inhibiteurs en agissant sur des récepteurs postsynaptiques.

💡 Astuce mémo

Synapse électrique = rapide et bidirectionnelle ; synapse chimique = modulable et unidirectionnelle

📖 8. Intégration postsynaptique

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel postsynaptique : signal électrique local induit par la fixation d’un neurotransmetteur sur son récepteur de la cellule postsynaptique
• Sommation spatiale : intégration de PPSE et de PPSI produits par différentes synapses réparties sur le corps cellulaire et les dendrites d’un neurone
• Sommation temporelle : addition de plusieurs PPSE ou PPSI générés successivement au niveau d’une même synapse

📝 Points essentiels

📌 Un PPSE provoque une dépolarisation qui favorise la génération d’un potentiel d’action, tandis qu’un PPSI provoque une hyperpolarisation qui peut inhiber sa génération.

📌 Un potentiel postsynaptique global hyperpolarisant ou dépolarisant inférieur au seuil ne déclenche aucun potentiel d’action, tandis qu’un potentiel postsynaptique global dépolarisant supérieur au seuil déclenche un potentiel d’action.

💡 Astuce mémo

PPSE et PPSI → sommation spatiale ou temporelle → seuil → potentiel d’action

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des divisions du système nerveux

Comparaison des types de synapses