Fiche de révision : Fonctionnement du système nerveux

📋 Plan du Cours

1. Organisation du système nerveux
2. Réflexe myotatique
3. Trajet du message nerveux
4. Neurone, nerfs et moelle
5. Arc réflexe monosynaptique
6. Potentiel de repos et d'action
7. Conduction et codage nerveux
8. Synapse neuromusculaire et contraction
9. Synapses chimique et électrique

📖 1. Organisation du système nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Système nerveux central : Le système nerveux central regroupe l’encéphale et la moelle épinière, qui coordonnent le traitement de l’information.
• Système nerveux périphérique : Le système nerveux périphérique rassemble les nerfs crâniens et rachidiens ainsi que des ganglions, reliant le corps aux centres nerveux.
• Voies sensitives somatiques : Les voies sensitives somatiques transmettent l’information provenant des muscles du squelette vers les centres nerveux.
• Voies sensitives viscérales : Les voies sensitives viscérales acheminent l’information issue des tissus viscéraux vers les centres nerveux.
• Voies motrices involontaires : Les voies motrices involontaires contrôlent des organes sans commande consciente, notamment via le sympathique et le parasympathique.

📝 Points essentiels

• Le système nerveux central comprend l’encéphale (cerveau, cervelet, tronc cérébral, bulbe rachidien) et la moelle épinière.
• Le système nerveux périphérique regroupe les nerfs crâniens et rachidiens ainsi que des ganglions rachidiens et paravertébraux.
• Les voies sensitives somatiques concernent les muscles du squelette, tandis que les voies sensitives viscérales concernent les tissus viscéraux.
• Les voies motrices volontaires stimulent les muscles du squelette, tandis que les voies motrices des viscères sont involontaires.
• Le système sympathique inhibe et le système parasympathique stimule les fonctions involontaires.

💡 Astuce mémo

Sympa = Inhibe, Para = Stimule (côté involontaire).

📖 2. Réflexe myotatique

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexe myotatique : Le réflexe myotatique est une contraction automatique d’un muscle déclenchée par l’étirement du même muscle.
• Réponse réflexe stéréotypée : La réponse réflexe stéréotypée correspond à une réaction qui reste identique dans un contexte précis, même si l’intensité peut varier.
• Muscles antagonistes : Les muscles antagonistes sont deux muscles aux actions opposées qui participent de façon coordonnée aux mouvements, sans contraction simultanée.

📝 Points essentiels

• Le coup de marteau sur le tendon provoque une contraction en retour liée à l’étirement du muscle, sans contrôle volontaire préalable.
• La réponse réflexe est invariable dans son contexte, mais l’amplitude et l’aspect électrique peuvent varier selon la force du stimulus.
• La réponse électrique du muscle stimulé comporte toujours deux phases, et son amplitude augmente quand l’intensité du stimulus augmente.
• Si le stimulus est trop faible, aucun signal électrique n’apparaît et la contraction ne se déclenche pas.
• Lors du réflexe achilléen, les deux muscles de fonctions antagonistes ne sont jamais contractés ensemble, ce qui montre une coordination des commandes distinctes.
• Quand le mollet est relâché, la réponse réflexe est plus ample et la durée ainsi que le délai restent invariants.

💡 Astuce mémo

Auto-étirement → auto-contraction : marteau = deux phases électriques, antagonistes jamais ensemble.

📖 3. Trajet du message nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Transmission afférente : La transmission afférente est le trajet qui fait remonter l’information nerveuse depuis des récepteurs vers le centre nerveux.
• Centre nerveux : Le centre nerveux est la partie qui reçoit l’information et l’utilise pour produire une commande adaptée.
• Transmission efférente : La transmission efférente est le trajet qui envoie la commande du centre nerveux vers les effecteurs.
• Circuit général de l’information : Le circuit général de l’information est l’enchaînement des étapes allant de la réception du stimulus à la réponse via des voies afférentes puis efférentes.

📝 Points essentiels

• Dans le schéma général, le stimulus est détecté par des récepteurs, puis l’information passe par des nerfs sensoriels, des aires sensorielles et des aires associées avant la commande motrice.
• Dans le trajet réflexe, le message va du fuseau neuromusculaire à la racine dorsale du nerf rachidien, puis à la moelle épinière.
• Dans le trajet réflexe, le message ressort par la racine ventrale du nerf rachidien et atteint le muscle effecteur pour déclencher la réponse.
• Le schéma met en chaîne un passage afférent vers le centre nerveux et un passage efférent vers les effecteurs pour produire une réponse adaptée.
• Dans le circuit global, la réponse finale implique des aires motrices, des nerfs moteurs et des effecteurs 1 et 2.

💡 Astuce mémo

Afférent = vers la moelle, Efférent = vers le muscle : A → M → E.

📖 4. Neurone, nerfs et moelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Dendrite afférente : Prolongement neuronal recevant l’information et acheminant un message vers le corps cellulaire du neurone.
• Axone efférent : Prolongement neuronal qui transporte le message du corps cellulaire vers une autre structure.
• Nerf rachidien : Ensemble de faisceaux de fibres nerveuses qui conduit des messages afférents et efférents sans mélange entre eux au niveau de ses parties.
• Substance grise : Partie de la moelle épinière qui contient les corps cellulaires des neurones.
• Substance blanche : Partie de la moelle épinière dépourvue de corps cellulaires, constituée de fibres nerveuses.

📝 Points essentiels

• Dans un nerf rachidien, la partie sensitive est formée de dendrites de neurones sensitifs, ce qui dirige l’influx vers le centre nerveux via ces prolongements.
• Dans un nerf rachidien, la partie motrice est formée d’axones de neurones moteurs, ce qui dirige l’influx depuis le centre nerveux vers l’effecteur.
• La section de la racine dorsale entraîne une perte de sensibilité avec ganglion rachidien associé, alors que la section ventrale entraîne une perte de sensibilité et de motricité.
• Les malades avec dégénérescence des fuseaux neuromusculaires perdent le réflexe achillé mais gardent une motricité volontaire du pied.
• Les corps cellulaires sont dans la substance grise, tandis que les fibres cellulaires (sans noyau) constituent la substance blanche de la moelle épinière.
• Le neurone sensoriel fait synapse avec le neurone moteur dans la moelle, et les axones moteurs quittent la moelle par les racines ventrales jusqu’aux muscles.

💡 Astuce mémo

Afférent = Dendrite, Efférent = Axone (ADieu vers le corps cellulaire vs émission vers l’effecteur).

📖 5. Arc réflexe monosynaptique

🔑 Notions clés & Définitions

• Arc réflexe : Enchaînement d’étapes nerveuses reliant un récepteur sensitif à un effecteur musculaire via des neurones et des synapses.
• Neurone sensitif : Neurone dont les corps cellulaires sont dans les ganglions spinaux et qui transmet le message nerveux sensoriel vers la moelle épinière.
• Motoneurone : Neurone moteur dont le corps cellulaire se situe dans la moelle épinière et qui commande la contraction du muscle étiré.
• Synapse neuro-neuronique : Synapse entre deux neurones assurant la transmission directe du message nerveux sensoriel vers un neurone moteur.

📝 Points essentiels

• L’étirement du muscle est détecté par le fuseau neuromusculaire, qui émet un message nerveux sensitif (MNS).
• Le message sensitif circule via un neurone sensoriel et atteint la moelle épinière par la racine dorsale du nerf rachidien.
• Dans la moelle épinière, le neurone sensoriel fait directement synapse neuro-neuronique avec un neurone moteur, réalisant un relais unique.
• Le motoneurone quitte la moelle par la racine ventrale et rejoint les terminaisons synaptiques au contact du muscle étiré, déclenchant sa contraction.

📖 6. Potentiel de repos et d'action

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de repos : Le potentiel de repos est la différence de charge électrique entre l’intérieur et l’extérieur d’une fibre nerveuse non stimulée.
• Potentiel d’action : Le potentiel d’action est une brève variation du potentiel membranaire déclenchée par une stimulation puis suivie d’un retour au repos.
• Dépolarisation : La dépolarisation est la phase où la membrane s’inverse vers des valeurs positives grâce à l’entrée massive de Na+.
• Zone réfractaire : La zone réfractaire est une période pendant laquelle une membrane ne peut pas générer de nouveau potentiel d’action immédiatement après le précédent.

📝 Points essentiels

• Au repos, la différence de potentiel mesurée UB-UA vaut environ -70 mV avec une face interne plus négative que la face externe.
• Le potentiel d’action dure environ 1,5 ms et correspond à une modification rapide suivie d’un retour à la valeur normale (≈ -70 mV).
• Pendant la dépolarisation, des canaux sodiques laissent entrer massivement Na+ dans le cytoplasme.
• Pendant la repolarisation, la membrane revient vers le repos grâce à la sortie de K+ par des canaux potassiques.
• L’hyperpolarisation accentue le potentiel vers une valeur plus négative que le repos (≈ -80 mV) avant le retour progressif.
• La zone réfractaire empêche la génération immédiate d’un nouveau potentiel d’action, ce qui impose une propagation sans retour en arrière.

💡 Astuce mémo

Na+ entre = dépolarisation; K+ sort = repolarisation; K+ sort encore = hyperpolarisation.

📖 7. Conduction et codage nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel d’action nerveux : Réponse stéréotypée et brève d’une fibre nerveuse quand une stimulation atteint un seuil, sous forme d’une brusque variation du potentiel membranaire.
• Conduction saltatoire : Mode de propagation le long d’une fibre myélinisée, où le message “saute” d’un nœud de Ranvier à l’autre.
• Codage en modulation de fréquence : Codage de l’information le long de l’axone par le nombre de potentiels d’action par unité de temps.

📝 Points essentiels

• Le message nerveux circule le long de l’axone sous forme d’une série de potentiels d’action successifs, sans atténuation.
• La stimulation infraliminaire ne déclenche pas de potentiel d’action, tandis qu’une stimulation supraliminaire déclenche un potentiel d’action de même amplitude (tout ou rien).
• Au-delà du déclenchement, la zone réfractaire empêche un potentiel d’action juste après, ce qui rend la conduction unidirectionnelle.
• L’augmentation de l’intensité de stimulation augmente la fréquence des potentiels d’action le long d’une fibre, pas leur amplitude.
• Dans une fibre myélinisée, la conduction est saltatoire et la vitesse passe d’environ 1–2 m/s (sans myéline) à au moins 50 m/s (avec myéline).
• Au niveau d’un nerf, l’intensité globale dépend aussi du nombre de fibres recrutées, ce qui se traduit par un codage lié à l’amplitude du signal global.

💡 Astuce mémo

Seuil = tout ou rien ; ensuite c’est la fréquence qui “monte” (et la myéline fait des sauts).

📖 8. Synapse neuromusculaire et contraction

🔑 Notions clés & Définitions

• Plaque motrice : La plaque motrice est la synapse neuromusculaire reliant un motoneurone à une fibre musculaire.
• Potentiel d’action musculaire : Le potentiel d’action musculaire est la variation transitoire du potentiel de membrane de la fibre musculaire déclenchée par la stimulation du motoneurone.
• Unité motrice : L’unité motrice regroupe un motoneurone et l’ensemble des fibres musculaires qu’il innerve.

📝 Points essentiels

• En 1950, B. Katz montre sur des synapses neuromusculaires de grenouille que stimuler un motoneurone provoque un potentiel transitoire dans la fibre musculaire et que ce potentiel déclenche la contraction du muscle.
• L’arrivée d’un train de potentiels d’action dans la terminaison du motoneurone au niveau de la plaque motrice initie une réponse électrique mesurable dans la fibre musculaire.
• La réponse mécanique augmente avec l’intensité de la stimulation, car davantage d’activité nerveuse est transmise à la fibre musculaire.
• Au niveau de l’unité musculaire, la force de contraction dépend du recrutement et de la fréquence des potentiels d’action conduits par les fibres concernées.

💡 Astuce mémo

Motoneurone activé → potentiel d’action musculaire → contraction.

📖 9. Synapses chimique et électrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse chimique : Synapse majoritaire où l’information est transmise grâce à des neurotransmetteurs libérés dans la fente synaptique.
• Synapse électrique : Synapse où le signal passe électriquement entre deux cellules via une jonction communicante.
• Fente synaptique : Espace entre les membranes des deux cellules qui varie selon le type de synapse.
• Jonction communicante : Structure qui permet le passage direct d’un signal électrique lors d’une synapse électrique.

📝 Points essentiels

• On distingue deux types de synapses selon le mode de transmission : chimique et électrique.
• La synapse chimique est très majoritaire et utilise des neurotransmetteurs pour transmettre l’information.
• La synapse électrique transmet le signal électriquement via une jonction communicante.
• La fente synaptique est d’environ 2 nm pour les synapses électriques.
• La fente synaptique est comprise entre 10 et 40 nm pour les synapses chimiques.
• La synapse électrique n’est pas étudiée dans ce cours.

💡 Astuce mémo

Chimique = fente large (10–40 nm) + neurotransmetteurs ; Électrique = fente minuscule (~2 nm) + signal direct électrique.

📅 Repères chronologiques

📊 Tableaux de synthèse

Synapse chimique vs synapse électrique

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre système nerveux central et périphérique : le SNC = encéphale + moelle, le SNP = nerfs crâniens/rachidiens + ganglions.
2. Inverser afférent/ efférent : afférent va vers le centre (moelle), efférent va vers l’effecteur (muscle).
3. Croire que l’intensité modifie l’amplitude du potentiel d’action : au-delà du seuil, le PA obéit au tout ou rien (amplitude inchangée).
4. Penser que la myéline augmente l’amplitude du PA plutôt que la vitesse (saltatoire).
5. Oublier que la réponse du réflexe myotatique est stéréotypée (contexte fixe) : l’amplitude électrique varie avec la force du stimulus, sans changer la nature du réflexe.
6. Mélanger racine dorsale et ventrale : couper la dorsale entraîne perte de sensibilité, couper la ventrale entraîne perte de sensibilité et de motricité.
7. Croire que les deux muscles antagonistes se contractent simultanément pendant le réflexe achilléen : ils ne sont pas contractés ensemble.

✅ Checklist Examen

1. Citer l’organisation : SNC (encéphale + moelle) et SNP (nerfs + ganglions), ainsi que voies sensitives somatiques/viscérales et voies motrices volontaires/involontaires.
2. Expliquer le réflexe myotatique achilléen : étirement du muscle → contraction en retour sans contrôle volontaire préalable.
3. Décrire la stéréotypie du réflexe : réponse invariable dans un contexte précis, tout en précisant ce qui peut varier (intensité/amplitude de la réponse électrique).
4. Schématiser le trajet du message pour le réflexe : fuseau neuromusculaire → racine dorsale → moelle épinière → racine ventrale → muscle effecteur.
5. Justifier le caractère monosynaptique : deux neurones (sensoriel dont le corps cellulaire est dans le ganglion rachidien, moteur dont le corps cellulaire est dans la moelle) reliés par une synapse neuro-neuronique.
6. Identifier les structures cellulaires : dendrites = afférentes, axones = efférents ; et relier substance grise (corps cellulaires) vs substance blanche (fibres).
7. Relier racine dorsale/ventrale aux fonctions : dorsale = voie sensitive afférente (ganglion rachidien associé), ventrale = voie motrice efférente (motricité).
8. Décrire le potentiel d’action : quatre phases (dépolarisation Na+ entrant, repolarisation K+ sortant, hyperpolarisation vers ~-80 mV, retour vers repos) et durée (~1,5 ms).
9. Expliquer la conduction : proche en proche sans atténuation, unidirectionnelle grâce à la zone réfractaire, conduction saltatoire si myéline et vitesses (1–2 m/s sans, ≥50 m/s avec).
10. Expliquer le codage : tout ou rien au seuil, information portée par la fréquence des PA le long de l’axone, et pour un nerf par le recrutement de fibres (codage global en amplitude).
11. Expliquer la synapse neuromusculaire : plaque motrice reliant motoneurone et fibre musculaire, rôle des potentiels d’action musculaires déclenchant la contraction, et effet de la force de stimulation (recrutement/fréquence).
12. Comparer synapse chimique et synapse électrique : chimique (neurotransmetteurs, fente 10–40 nm) vs électrique (signal électrique via jonction communicante, fente ~2 nm).