Fiche de révision : Fonctionnement du potentiel nerveux

📋 Plan du Cours

1. Communication nerveuse et hormonale
2. Potentiel de repos et seuil d’excitation
3. Dépolarisation, repolarisation et hyperpolarisation
4. Dendrites, soma et zone gâchette
5. Conduction axonale et myéline
6. Potentiel global du nerf
7. Synapses électriques et chimiques
8. Structure et fonctionnement synaptique
9. PPSE, PPSI et intégration
10. Élimination des neurotransmetteurs
11. Modulation synaptique et médicaments

📖 1. Communication nerveuse et hormonale

🔑 Notions clés & Définitions

• Communication nerveuse : Communication rapide basée sur la propagation d’un influx dans les cellules nerveuses.
• Communication par hormones : Communication lente, durable dans le temps, qui passe par des molécules hormonales plutôt que par un influx nerveux.

📝 Points essentiels

• Le cours oppose un système nerveux rapide à un système hormonal lent, qui perdure dans le temps.
• Ce chapitre se concentre uniquement sur la communication nerveuse.

💡 Astuce mémo

Nerveux = rapide ; Hormonal = long.

📖 2. Potentiel de repos et seuil d’excitation

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de repos : Différence de voltage de la membrane au repos où l’intérieur est négatif et l’extérieur positif, vers -70 mV.
• Seuil d’excitation : Niveau minimal de dépolarisation nécessaire pour déclencher un potentiel d’action, fixé ici à -55 mV.
• Loi du tout ou rien : Principe selon lequel, sans atteindre le seuil, il n’y a pas de potentiel d’action, et si le seuil est atteint le potentiel d’action se déclenche.
• Neurone excitable : Propriété permettant à une cellule nerveuse de transformer un stimulus en influx nerveux puis de revenir à l’état de repos.
• Polarisation de membrane : État où la différence de voltage entre face externe et face interne maintient une membrane polarisée.

📝 Points essentiels

• Le potentiel de repos est pris à -70 mV, avec un côté interne négatif et un côté externe positif.
• Au repos, les canaux Na+ et K+ sont fermés, tandis que K+ est plus abondant à l’intérieur et Na+ plus abondant à l’extérieur.
• Le seuil d’excitation est à -55 mV : s’il n’est pas atteint, la membrane reste à -70 mV sans potentiel d’action.
• Quand le seuil est franchi, le potentiel d’action culmine vers +30 mV.
• Les valeurs données concernent les cellules nerveuses, et ne sont pas forcément les mêmes pour les cellules musculaires.

💡 Astuce mémo

Repos -70 ; Seuil -55 ; Pic +30 : 3 nombres en chaîne.

📖 3. Dépolarisation, repolarisation et hyperpolarisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Dépolarisation : Phase transitoire du potentiel d’action où la membrane passe de charges négatives vers des charges positives, jusqu’au pic.
• Repolarisation : Phase de retour vers le seuil pendant laquelle l’évolution du potentiel redescend de +30 mV vers -55 mV.
• Hyperpolarisation : Phase où le potentiel descend davantage sous le seuil, pouvant atteindre -80 mV voire -90 mV, avant de remonter à -70 mV.

📝 Points essentiels

• La dépolarisation correspond au passage - → + puis vers + → - selon l’évolution du voltage, et son pic est à +30 mV.
• La repolarisation fait passer de +30 mV à -55 mV quand les canaux Na+ se ferment et que les canaux K+ s’ouvrent.
• L’hyperpolarisation descend de -55 mV jusqu’à -80 mV voire -90 mV, puis remonte à -70 mV pour retrouver le repos.
• Le cours relie l’hyperpolarisation à une perméabilité accrue du K+.
• Après le potentiel d’action, l’axone ne revient pas directement à -70 mV : il passe par repolarisation puis hyperpolarisation.

💡 Astuce mémo

Na+ ferme = repolarisation ; K+ domine = hyperpolarisation.

📖 4. Dendrites, soma et zone gâchette

🔑 Notions clés & Définitions

• Dendrites : Portions neuronales qui reçoivent les afférences et les traduisent en potentiels gradués excitateur ou inhibiteur.
• Soma : Corps cellulaire où la sommation et la conduction des potentiels gradués servent à produire l’influx.
• Zone gâchette : Région riche en canaux Na+ (et K+) qui initie les potentiels d’action quand la sommation atteint le seuil.
• Potentiels gradués : Modifications locales de la membrane dues aux entrées dendritiques, pouvant être dépolarisantes ou hyperpolarisantes.

📝 Points essentiels

• Les dendrites filtrent et transmettent des informations sous forme de potentiels gradués excitatoires ou inhibiteurs.
• La somme des dépolarisations et hyperpolarisations est effectuée au niveau du soma.
• La zone gâchette génère un potentiel d’action dans les neurones moteurs si la somme atteint au moins -55 mV et mène au pic vers +30 mV.
• Les potentiels gradués nécessitent une transformation locale qui permet ensuite la création d’un influx.
• Les dendrites conduisent via des impulsions électriques brèves qui aboutissent à l’influx.

💡 Astuce mémo

Dendrites = gradués ; Soma = somme ; Zone gâchette = déclenchement.

📖 5. Conduction axonale et myéline

🔑 Notions clés & Définitions

• Conduction sans myéline : Propagation de proche en proche par courants locaux le long de la membrane, pour une fibre amyélinique.
• Conduction saltatoire : Propagation rapide où le potentiel d’action “saute” de nœud en nœud dans une fibre myélinisée.
• Myéline : Gain isolant formant des nœuds fonctionnels qui permet la conduction saltatoire et accélère la propagation.
• Courants locaux : Mécanismes de propagation successive qui assurent la conduction sans diminution en cas d’excitabilité.

📝 Points essentiels

• La conduction correspond à la propagation de l’influx le long de la membrane sans atténuation, grâce à des excitations successives.
• Fibre amyélinique : la conduction est de proche en proche avec une vitesse d’environ 1 m/s.
• Fibre myélinisée : la conduction est saltatoire, avec une vitesse d’environ 120 m/s.
• La vitesse diminue si le diamètre de l’axone est faible, en hypothermie, en hypoxie, et avec alcoolémie chronique.
• La vitesse diminue aussi avec des sédatifs, une SEP, des analgésiques et des anesthésiques locaux.

💡 Astuce mémo

Amyéline ≈ 1 m/s ; Myéline ≈ 120 m/s : grand saut.

📖 6. Potentiel global du nerf

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel global du nerf : Signal mesuré au niveau d’un nerf, qui reflète son activité en additionnant les contributions de toutes les fibres.
• Nerf : Ensemble de fibres nerveuses dont l’activité se combine pour former le potentiel global.

📝 Points essentiels

• Le potentiel global d’un nerf est la somme de chaque signal produit par les différentes fibres.
• L’amplitude et la durée du signal dépendent de l’intensité du stimulus.
• Le signal dépend aussi du nombre de fibres nerveuses actives recrutées.
• Pour la douleur, plus de fibres recrutées correspond à une douleur plus importante.

💡 Astuce mémo

Plus de fibres recrutées = plus fort (ex : douleur).

📖 7. Synapses électriques et chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse électrique : Synapse où deux cellules voisines sont couplées par des connexines formant des jonctions directes.
• Synapse chimique : Synapse où la transmission passe par la libération d’une substance chimique, le neurotransmetteur, dans une fente.
• Jonctions gap : Jonctions qui assurent un passage direct des signaux entre cellules dans les synapses électriques.
• Fente synaptique : Espace entre pré-synapse et post-synapse où les neurotransmetteurs diffusent dans les synapses chimiques.

📝 Points essentiels

• Dans une synapse électrique, les connexines/gap permettent un passage direct de l’influx entre cellules contiguës.
• Dans une synapse chimique, le passage direct est décrit comme impossible car l’espace entre cellules est faible (20 nm).
• Dans la synapse chimique, la transmission nécessite une libération de neurotransmetteur dans la fente.
• Sans potentiel d’action, les vésicules des terminaisons ne s’ouvrent pas et il n’y a pas d’influx transmis.
• Le cours étudie surtout la synapse chimique.

💡 Astuce mémo

Électrique = direct ; Chimique = neurotransmetteur + fente.

📖 8. Structure et fonctionnement synaptique

🔑 Notions clés & Définitions

• Pré-synapse : Région du neurone A où sont biosynthétisés, stockés puis libérés des neurotransmetteurs.
• Post-synapse : Cellule efférente B qui porte des récepteurs spécifiques du neurotransmetteur libéré.
• Vésicules synaptiques : Réservoirs intracellulaires qui stockent les neurotransmetteurs et les libèrent par exocytose.
• Complexe neurotransmetteur-récepteur : Association entre le neurotransmetteur libéré et le récepteur post-synaptique spécifique.

📝 Points essentiels

• Une synapse chimique relie un neurone A pré-synaptique, une fente synaptique, et une cellule B post-synaptique.
• La pré-synapse contient des mitochondries, des canaux Ca++ voltage-dépendants et du matériel dense impliqué dans l’exocytose.
• L’arrivée d’un potentiel d’action ouvre les canaux Ca++ : la hausse de Ca++ déclenche la migration des vésicules puis l’exocytose.
• Les récepteurs post-synaptiques sont spécifiques du neurotransmetteur et modulent l’activité de la cellule post-synaptique.
• Le cours classe les synapses selon le neurotransmetteur (adrénergique, dopaminergique, cholinergique, GABAergique).

💡 Astuce mémo

Arrivée PA → Ca++ → vésicules → neurotransmetteur → récepteur.

📖 9. PPSE, PPSI et intégration

🔑 Notions clés & Définitions

• PPSE : Potentiel post-synaptique dépolarisant, déclenché par un neurotransmetteur excitateur, avec une valeur > 0.
• PPSI : Potentiel post-synaptique hyperpolarisant, déclenché par un neurotransmetteur inhibiteur, avec une valeur < 0.
• Intégration post-synaptique : Somme à un instant T de tous les potentiels post-synaptiques (spatiale et temporelle) pour décider de la réponse.
• Potentiel post-synaptique global : Réponse unique issue de la dominance des PPSE ou des PPSI sur le neurone post-synaptique.

📝 Points essentiels

• Un potentiel d’action du neurone A peut conduire à des potentiels post-synaptiques gradués : PPSE (excitateur) ou PPSI (inhibiteur).
• Une synapse excitatrice augmente Na+ et Ca++ intracellulaires, produisant localement un PPSE positif.
• Une synapse inhibitrice entraîne une hyperpolarisation locale avec Cl- et K+ et produit un PPSI négatif.
• L’intégration post-synaptique compare la somme des PPSE et PPSI à l’instant T pour prédire la dominance.
• Si PPSE sont majoritaires, il y a dépolarisation et émission d’un potentiel d’action au niveau du cône si le seuil est atteint.

💡 Astuce mémo

Majorité PPSE → action ; Majorité PPSI → pas d’action.

📖 10. Élimination des neurotransmetteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Dissociation NT-R : Séparation du complexe neurotransmetteur-récepteur afin d’inactiver rapidement le neurotransmetteur.
• Acétylcholinestérase : Enzyme qui détruit l’acétylcholine et participe au devenir rapide du neurotransmetteur dans la fente.
• Acétyl-transférase : Enzyme impliquée dans la production d’acétylcholine à partir de précurseurs.

📝 Points essentiels

• Le cours insiste qu’on ne laisse pas un neurotransmetteur dans la fente car son devenir est incertain et sa transmission est fragile.
• La dissociation du complexe NT-R réduit l’existence de potentiels post-synaptiques en inactivant le neurotransmetteur.
• Pour l’acétylcholine : l’acétylcholinestérase détruit l’acétylcholine et permet recapture, destruction ou recyclage.
• La destruction de l’acétylcholine dépend aussi du fait qu’elle se fixe sur le récepteur post-synaptique avant d’être éliminée.

💡 Astuce mémo

Complexe dissocié = neurotransmetteur éteint.

📖 11. Modulation synaptique et médicaments

🔑 Notions clés & Définitions

• Modulation synaptique : Modification durable ou transitoire de la transmission en agissant sur un neurotransmetteur ou sur sa machinerie.
• Accoutumance et dépendance : Conséquences à long terme décrites quand un médicament provoque une modification prolongée des effets synaptiques.
• Réceptivité synaptique : Ajustement durable des synapses après modification de transmission, pouvant renforcer ou bloquer des effets.

📝 Points essentiels

• La transmission synaptique est fragile et modifiable par des médicaments, des drogues et des pathologies.
• Les modifications peuvent toucher la synthèse, le stockage, la libération, la liaison NT-R, la recapture ou la dégradation, ou le remplacement d’un neurotransmetteur déficient.
• Arolac inhibe la montée lactée en freinant la sécrétion de prolactine via une action centrale sur les récepteurs D2.
• Prozac est un inhibiteur sélectif de la recapture de sérotonine, ce qui augmente l’efficacité par accumulation synaptique et mène à une accoutumance/dépendance.
• La cocaïne inhibe surtout la recapture de la dopamine et augmente sa concentration dans la fente, ce qui suractive les récepteurs dopaminergiques.

💡 Astuce mémo

Arolac = D2/PRL ; Prozac = recapture 5-HT ; Cocaïne = recapture dopamine.

📊 Tableaux de synthèse

Conduction selon myéline

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre seuil d’excitation (-55 mV) et potentiel de repos (-70 mV) : atteindre -55 mV déclenche, ne pas l’atteindre bloque.
2. Croire que le potentiel revient directement à -70 mV : le cours impose repolarisation puis hyperpolarisation avant le repos.
3. Inverser la logique PPSE/PPSI : PPSE est dépolarisant et >0, PPSI est hyperpolarisant et <0.
4. Oublier que les neurotransmetteurs chimiques nécessitent des vésicules ouvertes par un potentiel d’action : sans PA, pas de transmission.
5. Assimiler synapse chimique et synapse électrique : la chimique nécessite une fente et un neurotransmetteur, l’électrique passe directement via jonctions.
6. Penser que les valeurs -70, -55 et +30 s’appliquent aux muscles : le cours précise que ce n’est pas forcément le cas.
7. Croire que l’information se conserve d’un neurone à l’autre sans changement : le cours décrit une nouvelle génération de potentiel à chaque synapse.

✅ Checklist Examen

1. Définir la communication nerveuse et la distinguer de la communication hormonale par leur vitesse et leur durée.
2. Donner la valeur du potentiel de repos (-70 mV) et décrire la polarisation interne négative/externe positive.
3. Donner le seuil d’excitation (-55 mV) et expliquer le principe du tout ou rien.
4. Décrire la séquence dépolarisation puis repolarisation puis hyperpolarisation et donner les valeurs clés (+30 mV, -55 mV, -80 à -90 mV).
5. Relier chaque phase aux canaux ioniques concernés (Na+ et K+) et à la perméabilité du K+.
6. Expliquer ce qu’est la zone gâchette et à quel critère la somme des dépolarisations atteint le seuil pour générer un potentiel d’action.
7. Définir la conduction et distinguer conduction sans myéline (proche en proche, ~1 m/s) et avec myéline (saltatoire, ~120 m/s).
8. Lister au moins 4 facteurs du cours qui diminuent la vitesse de conduction (ex : hypothermie, hypoxie, sédatifs, SEP, alcoolémie chronique, etc.).
9. Définir le potentiel global du nerf comme somme des signaux de toutes les fibres et relier amplitude/durée à intensité et nombre de fibres recrutées.
10. Définir les synapses électriques (connexines/gap) et chimiques (fente + neurotransmetteur) et préciser ce qui déclenche la libération de neurotransmetteur.
11. Décrire la synapse chimique : pré-synapse, fente, post-synapse, vésicules, rôle du Ca++ et spécificité des récepteurs.
12. Expliquer PPSE et PPSI avec leur signe (>0 vs <0) et relier excitatrice à Na+/Ca++ et inhibitrice à Cl-/K+.
13. Décrire l’intégration post-synaptique (somme temporelle et spatiale) et le critère de décision via la dominance PPSE ou PPSI pour l’émission du potentiel d’action.
14. Expliquer comment le cours élimine les neurotransmetteurs : dissociation NT-R et exemple de l’acétylcholine avec acétylcholinestérase.