Fiche de révision : Fonctionnement du système nerveux

📋 Plan du Cours

1. Organisation du système nerveux et fonctions
2. Neurone : soma, axone et dendrites
3. Conduction de l’influx nerveux et PA
4. Synapses électriques et synapses chimiques
5. Arc réflexe : du récepteur à l’effecteur
6. Neuromédiateurs et neurotransmetteurs : mécanismes
7. Acétylcholine, catécholamines et sérotonine
8. Vision : œil, rétine et photorécepteurs
9. Voies visuelles et lésions du système optique
10. Ouïe et équilibration : appareil auditif
11. Voies et centres nerveux auditifs
12. Olfaction : récepteurs, voies et anosmie

📖 1. Organisation du système nerveux et fonctions

🔑 Notions clés & Définitions

• Système nerveux : Système de transmission rapide qui traite l’information et agit sur des cibles précises via des circuits neuronaux.
• Système hormonal : Système de transmission plus lent qui diffuse des messages à l’échelle générale grâce aux hormones.
• Système nerveux central : Ensemble formé par le cerveau et la moelle épinière, qui reçoit et traite l’information nerveuse.
• Système nerveux périphérique : Réseau reliant les organes au système nerveux central et permettant l’aller-retour de l’information.
• Potentiel d’action : Influx nerveux produit par le neurone, qui sert de signal électrique pour transmettre l’information.

📝 Points essentiels

• Deux systèmes transmettent l’information : le système nerveux est rapide et ciblé, tandis que le système hormonal est plus lent et plus général.
• Le système nerveux se compose du système nerveux central (cerveau et moelle épinière) et du système nerveux périphérique (liaison organes↔cerveau).
• La fonction sensitive détecte les modifications des milieux intérieur et extérieur grâce à des récepteurs spécialisés.
• La fonction intégratrice analyse et compare les informations reçues à des valeurs stockées en mémoire pour décider d’une réponse.
• La fonction motrice envoie un signal à un effecteur qui produit l’action adaptée.
• Le neurone réalise trois étapes successives : élaboration d’un potentiel d’action, propagation le long de l’axone, puis transmission synaptique à une autre cellule.

💡 Astuce mémo

Nerveux = Rapide & Précis ; Hormonal = Lent & Général. Sensitive→Intégratrice→Motrice : Détecter→Décider→Agir.

📖 2. Neurone : soma, axone et dendrites

🔑 Notions clés & Définitions

• Soma : Le soma est le corps cellulaire du neurone, siège de nombreuses fonctions métaboliques et de la synthèse des protéines.
• Dendrites : Les dendrites sont des prolongements du neurone qui captent des signaux provenant d’autres neurones.
• Axone : L’axone est un prolongement spécialisé qui conduit l’influx nerveux vers d’autres cellules.
• Neurones unipolaires : Les neurones unipolaires possèdent un seul axone et pas de dendrites, et sont rares chez les vertébrés supérieurs.
• Neurones multipolaires : Les neurones multipolaires ont un axone et plusieurs dendrites ramifiées, et constituent la majorité du SNC.

📝 Points essentiels

• Les neurones possèdent des organites de synthèse des protéines comme le REG et l’appareil de Golgi.
• Les dendrites captent des potentiels d’action (PA) provenant d’autres neurones.
• Neurones unipolaires : 1 axone, pas de dendrites, rares chez les vertébrés supérieurs (cellules olfactives).
• Neurones bipolaires : 1 axone et 1 dendrite (ramifiée ou non), majoritaires parmi les cellules sensorielles.
• Neurones multipolaires : 1 axone et plusieurs dendrites ramifiées, les plus fréquents et l’essentiel du SNC.
• Classement physiologique : les neurones sensoriels (protoneurones) relaient un stimulus du récepteur sensoriel vers un interneurone.

💡 Astuce mémo

Dendrites = Réception, Axone = Transmission, Soma = Production (REG/Golgi).

📖 3. Conduction de l’influx nerveux et PA

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel d’action : Le potentiel d’action est un signal électrique bref qui permet la transmission de l’influx nerveux le long des neurones.
• Salves de potentiels d’action : Les salves de potentiels d’action sont des séries de PA émises successivement, dont la fréquence dépend de l’intensité du stimulus.
• Nœuds de Ranvier : Les nœuds de Ranvier sont les zones dépourvues de myéline où les canaux à Na+ s’ouvrent, permettant la conduction saltatoire.
• Conduction centripète : La conduction centripète correspond à la propagation de l’influx vers le centre, notamment dans les dendrites.
• Conduction centrifuge : La conduction centrifuge correspond à la propagation de l’influx vers la périphérie, notamment dans l’axone.

📝 Points essentiels

• Les PA sont émis par salves et leur fréquence varie avec l’intensité du stimulus.
• Dans une même fibre, les PA ont une forme et une amplitude constantes.
• Dans l’axone, la conduction est centrifuge, tandis que dans les dendrites elle est centripète.
• Le PA provoque l’ouverture de canaux à Na+ : l’entrée de Na+ dépolarise la membrane (intérieur +, extérieur –).
• Dans les fibres myélinisées, les canaux à Na+ sont surtout présents au niveau des nœuds de Ranvier.
• Plus l’axone est gros, plus la vitesse de conduction est rapide (x10 à x100).

💡 Astuce mémo

Na+ entre → intérieur + : PA = dépolarisation; myéline = Na+ aux nœuds → conduction plus rapide.

📖 4. Synapses électriques et synapses chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de récepteur PRé : Potentiel local généré au niveau d’un récepteur sensoriel après la réception d’un stimulus.
• Potentiel d’action nerveux PAN : Signal électrique bref, déclenché quand le PRé atteint un seuil, qui se propage le long du neurone.
• Tout ou rien du potentiel d’action : Principe selon lequel le potentiel d’action a une amplitude identique dès que le seuil est atteint, et ne se produit pas en dessous.
• Potentiel de repos PR : Différence de potentiel membranaire d’une cellule au repos, due à une répartition inégale des ions entre intérieur et extérieur.
• Conduction saltatoire : Propagation du potentiel d’action le long d’une fibre myélinisée, qui saute de nœud de Ranvier en nœud de Ranvier.

📝 Points essentiels

• Le PRé est local et précède le PAN dans l’arc réflexe : stimulus → PRé → PAN → PAM → PPM.
• Le PAN se déclenche lorsque le PRé atteint un seuil critique, puis se propage le long du neurone sensoriel.
• Le PAN est bref et suit le principe tout ou rien : sous le seuil, rien ; au-dessus, PAN identique.
• Le PAN peut être excitateur ou inhibiteur : il produit PPSE ou PPSI, qui sont ensuite à l’origine de la réponse du muscle.
• Le PR correspond à une valeur moyenne d’environ -70 mV (intervalle -60 à -100 mV) et provient d’un déséquilibre ionique maintenu par des transports membranaires.
• Le PRé atteint un seuil autour de -40 mV pour déclencher le potentiel d’action ; le PA atteint environ +30 mV puis repasse par une hyperpolarisation vers -83 mV via K+ sortant.

💡 Astuce mémo

PRé → PAN → PAM → PPM : « Récepteur puis Action puis Motoneurone puis Plaque » ; seuil -40 mV : « sous -40 = rien, au-dessus = même PA ».

📖 5. Arc réflexe : du récepteur à l’effecteur

🔑 Notions clés & Définitions

• Conduction saltatoire : La conduction saltatoire est un mode de propagation du potentiel d’action où le signal saute de nœud de Ranvier en nœud de Ranvier grâce à la myéline.
• Nœud de Ranvier : Le nœud de Ranvier est une zone de l’axone dépourvue de myéline où se trouvent les canaux ioniques responsables du déclenchement local du potentiel d’action.
• Neurotransmetteur : Un neurotransmetteur est une substance chimique libérée par un neurone à une synapse après un potentiel d’action et qui agit sur une cellule-cible via un récepteur spécifique.
• Acétylcholine : L’acétylcholine est un neurotransmetteur impliqué notamment dans les synapses motoneurone–muscle et dans la modulation de l’activité cardiaque.
• Glutamate : Le glutamate est un neurotransmetteur impliqué dans la transmission de signaux liés à la douleur via des récepteurs ionotropes et métabotropes.

📝 Points essentiels

• Dans une fibre myélinisée, la myéline isole l’axone et les canaux à Na+ sont concentrés aux nœuds de Ranvier.
• Le potentiel d’action se propage de proche en proche, mais en myélinisation il saute d’un nœud au suivant (conduction saltatoire).
• La conduction saltatoire est beaucoup plus rapide que la propagation continue, typiquement x10 à x100.
• La vitesse augmente avec le diamètre de l’axone et la taille des cellules de Schwann.
• Un neurotransmetteur est synthétisé par le neurone, présent dans le bouton synaptique, puis exocyté après entrée de Ca2+ dans le bouton.
• Le neurotransmetteur agit en se fixant sur un récepteur spécifique de la cellule post-synaptique et modifie son activité fonctionnelle (excitation ou inhibition).

💡 Astuce mémo

Myéline = isolation + canaux Na+ aux nœuds : le PA “saute” de station en station.

📖 6. Neuromédiateurs et neurotransmetteurs : mécanismes

🔑 Notions clés & Définitions

• Glutamate : Neurotransmetteur excitateur majeur impliqué dans la transmission des signaux liés à la douleur via plusieurs types de récepteurs.
• Récepteurs ionotropes : Récepteurs membranaires qui s’ouvrent directement après fixation du neurotransmetteur, modifiant rapidement les ions et donc le potentiel de membrane.
• Récepteurs métabotropes : Récepteurs couplés à des mécanismes intracellulaires qui déclenchent des réactions chimiques après activation.
• GABA : Neurotransmetteur inhibiteur qui agit sur des récepteurs à canaux à Cl- pour réduire l’effet du glutamate.
• Neuropeptides : Molécules neuromodulatrices de grande taille, présentes en plusieurs dizaines, qui modulent notamment la douleur.

📝 Points essentiels

• Le glutamate se fixe sur trois types de récepteurs et participe à la transmission de l’information douloureuse vers le cerveau.
• Récepteurs ionotropes Na+ entrant et K+ sortant : l’entrée de Na+ et la sortie de K+ provoquent une dépolarisation donc une activation.
• Récepteurs ionotropes Ca2+ entrant : une suractivation est associée à une alerte liée à la douleur.
• Récepteurs métabotropes : ils déclenchent des réactions chimiques et envoient un message vers le cerveau pour analyse de l’information.
• GABA agit sur des récepteurs ionotropes à canaux à Cl- : l’entrée de Cl- hyperpolarise et inhibe l’effet du glutamate.
• Barbituriques, anxiolytiques et alcool se fixent sur les mêmes canaux à Cl- et ont un effet calmant proche de celui du GABA.

💡 Astuce mémo

Glutamate = “ça excite” (Na+→dépolarise, Ca2+→alerte) ; GABA = “ça freine” (Cl-→hyperpolarise).

📖 7. Acétylcholine, catécholamines et sérotonine

📖 8. Vision : œil, rétine et photorécepteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Rétine : Tissu sensoriel de l’œil où se forment les images et où les photorécepteurs transforment la lumière en signaux nerveux.
• Photorécepteurs : Cellules de la rétine qui détectent la lumière et déclenchent l’activité des voies visuelles.
• Accommodation : Mécanisme de l’œil qui modifie la courbure du cristallin pour obtenir une image nette sur la rétine.
• Punctum proximum : Point le plus proche pouvant être vu nettement, dont la distance recule avec l’âge.
• Punctum remotum : Point le plus éloigné pouvant être vu nettement, normalement situé à l’infini.

📝 Points essentiels

• Un point lumineux dans l’axe forme une image au centre de la rétine.
• Un point à gauche de l’objet forme une image à droite de la rétine, et inversement.
• Un point en haut forme une image en bas de la rétine, et inversement.
• L’image sur la rétine apparaît inversée par rapport à l’objet.
• Quand on regarde au loin, l’image nette se forme au niveau de la fovéa dans l’axe de la rétine.
• Pour voir de près, l’œil augmente la courbure du cristallin : c’est l’accommodation, dont l’amplitude va du plus près au plus loin net (punctum proximum à punctum remotum).

💡 Astuce mémo

Inversion rétine : Gauche↔Droite et Haut↔Bas.

📖 9. Voies visuelles et lésions du système optique

🔑 Notions clés & Définitions

• Scissure calcarine : La scissure calcarine est une séparation anatomique du cortex visuel qui sert de repère pour l’organisation des champs visuels.
• Strabisme : Le strabisme est un trouble du parallélisme des yeux, avec tendance à loucher, convergent ou divergent.
• Daltonisme : Le daltonisme est une anomalie de la vision des couleurs liée à des mutations génétiques touchant des gènes de la vision.
• Myopie : La myopie est un défaut visuel où l’image nette se forme en avant de la rétine, entraînant une vision floue de loin.
• Hypermétropie : L’hypermétropie est un défaut visuel où l’image nette se forme en arrière de la rétine, entraînant une vision floue de près.

📝 Points essentiels

• Les interneurones relaient l’information visuelle des CGL vers le cortex visuel.
• Les aires visuelles occupent les régions occipitales des deux hémisphères, droit et gauche.
• La zone supérieure du cortex analyse la moitié inférieure du champ contre-latéral.
• La zone inférieure du cortex analyse la moitié supérieure du champ contre-latéral.
• Le strabisme correspond à une tendance à loucher, convergente ou divergente, avec traitement chirurgical possible des muscles oculaires.
• Le daltonisme est dû à des mutations génétiques touchant 3 gènes, avec absence de vision du rouge, du vert ou du bleu selon 1, 2 ou 3 couleurs manquantes.

💡 Astuce mémo

Scissure calcarine : Haut→Bas (zone supérieure traite la moitié inférieure), Bas→Haut (zone inférieure traite la moitié supérieure).

📖 10. Ouïe et équilibration : appareil auditif

🔑 Notions clés & Définitions

• Ouïe : Phénomène vibratoire correspondant à la perception des vibrations de l’air par l’organisme.
• Équilibration : Perception de l’orientation de la tête dans les trois dimensions grâce au système vestibulaire.
• Oreille externe : Partie de l’appareil auditif formée par le pavillon et le conduit auditif jusqu’au tympan.
• Trompe d’Eustache : Conduit étroit reliant l’oreille moyenne au pharynx pour assurer une communication fonctionnelle.
• Organe de Corti : Organe sensoriel de la cochlée, porté par la membrane basilaire, qui contient des cellules ciliées.

📝 Points essentiels

• Les sons ne se propagent pas dans le vide : ils nécessitent un milieu matériel pour transmettre les vibrations.
• L’oreille moyenne contient trois osselets, marteau, enclume et étrier, qui transmettent la vibration vers l’oreille interne.
• L’oreille interne (labyrinthe) comprend la cochlée et trois canaux semi-circulaires remplis d’endolymphe.
• Les cellules sensorielles stimulent des neurones du nerf auditif, qui transmettent l’information au cerveau.
• Les sons sont décrits par leur intensité et leur fréquence, avec graves pour basses fréquences et aigus pour hautes fréquences.
• La vitesse de propagation des sons dans l’air est d’environ 300 m/s et l’oreille humaine couvre 16 Hz à 20 kHz (20.000 Hz).

💡 Astuce mémo

Ouïe = vibrations de l’air ; Équilibration = orientation 3D.

📖 11. Voies et centres nerveux auditifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Saccule : Le saccule est une poche du système vestibulaire qui détecte la position de la tête par rapport à la gravité et les accélérations linéaires.
• Utricule : L’utricule est une poche du système vestibulaire qui informe sur la position de la tête et les déplacements linéaires grâce à des otolithes.
• Canaux semi-circulaires : Les canaux semi-circulaires sont trois conduits du système vestibulaire orientés dans l’espace et spécialisés dans la détection des mouvements angulaires.
• Épithélium olfactif : L’épithélium olfactif est la zone de muqueuse des fosses nasales où se trouvent des cellules chimioréceptrices responsables de la perception des odeurs.

📝 Points essentiels

• Le système vestibulaire comprend 2 poches, le saccule et l’utricule, et 3 canaux semi-circulaires (latéral, postérieur, supérieur).
• Les 3 canaux semi-circulaires sont orientés dans les 3 plans de l’espace pour couvrir les mouvements de la tête dans toutes les directions.
• Les canaux contiennent un liquide et des otolithes microscopiques qui appuient sur des récepteurs lors des mouvements.
• Les otolithes du saccule et de l’utricule se déplacent sous la pesanteur et lors des déplacements linéaires, ce qui renseigne sur la position et l’accélération linéaire.
• Les cils des cellules des canaux semi-circulaires sont coiffés d’une cupule gélatineuse qui bouge avec les mouvements rotatoires, renseignant sur les mouvements angulaires.
• Les influx issus des récepteurs vestibulaires sont transmis au cervelet, qui synthétise l’information et informe l’encéphale pour ajuster les muscles de l’équilibre.

💡 Astuce mémo

Saccule/Utricule = S’orientent par la gravité (linéaire) ; Canaux semi-circulaires = Cupule qui suit la rotation (angulaire).

📖 12. Olfaction : récepteurs, voies et anosmie

🔑 Notions clés & Définitions

• Dendrites : Les dendrites sont la partie du neurone spécialisée pour recevoir le message nerveux en provenance d’autres cellules.
• Axone : L’axone est la partie du neurone qui transmet le message nerveux vers un autre neurone ou vers une cellule cible.
• Synapse : La synapse est la zone de contact où des neurotransmetteurs sont libérés et captés pour transmettre l’information.
• Neurone neurosensoriel : Le neurone neurosensoriel est le premier neurone qui capte un stimulus et transforme l’information en message nerveux.
• Neurone moteur : Le neurone moteur est le dernier neurone qui envoie le message vers un effecteur pour déclencher une action.

📝 Points essentiels

• Les dendrites reçoivent le message, tandis que l’axone le renvoie vers une autre cellule.
• Les synapses se situent aux extrémités dendritiques et axonales et permettent la transmission via des neurotransmetteurs.
• Un neurone unipolaire présente un seul axone sans dendrite, un neurone bipolaire possède un axone et une dendrite, et un neurone multipolaire possède plusieurs dendrites et un axone.
• Les neurones neurosensoriels correspondent au récepteur neuronal : ils captent le stimulus puis initient la voie nerveuse.
• Les interneurones relient les neurones sensitifs aux neurones moteurs au sein du système nerveux central.
• Les neurones moteurs se distinguent en somatomoteurs (muscle squelettique) et viscéromoteurs (muscles viscéraux comme bronches ou vessie).

💡 Astuce mémo

Dendrites = Réception, Axone = Transmission, Synapse = Passage (neurotransmetteurs).

📊 Tableaux de synthèse

Fonctions du système nerveux

Conduction selon la direction et le type de fibre

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre système nerveux (rapide, cible précise) et système hormonal (plus lent, général).
2. Croire que le potentiel d’action dépend de la force du stimulus : dans une même fibre, forme et amplitude restent constantes dès que le seuil est atteint.
3. Mélanger conduction centripète et centrifuge : les dendrites vont vers le centre (centripète) et l’axone vers la périphérie (centrifuge).
4. Penser que la myéline fait disparaître les canaux à Na+ : ils sont surtout concentrés aux nœuds de Ranvier.
5. Inverser l’ordre de l’arc réflexe : PRé (local) précède PAN, puis PAM, puis PPM (contraction).
6. Confondre PPSE et PPSI : PPSE correspond à une dépolarisation (excitation) et PPSI à une hyperpolarisation (inhibition).
7. Oublier que le PRé atteint un seuil critique (≈ -40 mV) pour déclencher le PAN : en dessous, il n’y a pas de PA (tout ou rien).

✅ Checklist Examen

1. Expliquer la différence entre système nerveux et système hormonal, puis citer les deux sous-ensembles du système nerveux (central et périphérique).
2. Décrire les 3 fonctions du système nerveux (sensitive, intégratrice, motrice) et préciser ce que produit chacune.
3. Lister les 3 étapes successives du neurone : élaboration du PA, propagation le long de l’axone, transmission synaptique.
4. Décrire le soma (rôle, REG/corps de Nissl, organites) et relier soma à la synthèse des neurotransmetteurs.
5. Décrire l’axone (prolongement unique, bouton synaptique, conduction centrifuge) et distinguer transports antérogrades vs rétrogrades.
6. Décrire les dendrites (ramifiées, amyélinisées, conduction centripète) et leur rôle de capture des PA.
7. Classer les neurones morphologiquement (unipolaires, bipolaires, multipolaires) et donner l’exemple/majorité attendus dans le cours.
8. Classer les neurones physiologiquement (sensoriels/protoneurones, interneurones, moteurs/motoneurones) et préciser leurs cibles (interneurone vs effecteur).
9. Expliquer comment la fréquence des PA dépend de l’intensité du stimulus et rappeler le principe “tout ou rien” du PA.
10. Décrire la propagation du PA dans les fibres amyélinisées (proche en proche, courants locaux) vs myélinisées (sauts de nœuds de Ranvier, conduction saltatoire).
11. Décrire la transmission synaptique chimique : rôle du Ca2+ entrant, exocytose du neurotransmetteur, fixation sur récepteurs post-synaptiques, puis PPSE/PPSI.
12. Construire l’arc réflexe complet en chaîne : stimulus → PRé → PAN → PAM → PPM, et relier PRé/PAN à la notion de seuil.
13. Donner la valeur et l’origine du potentiel de repos (ordre de grandeur -60 à -100 mV, moy. -70 mV) et les étapes du PA (seuil ≈ -40 mV, pic ≈ +30 mV, hyperpolarisation vers ≈ -83 mV).
14. Citer les périodes réfractaires (absolue pendant repolarisation, relative pendant hyperpolarisation) et l’idée de seuil plus difficile à atteindre en relatif.