Fiche de révision : Influx nerveux et transmission synaptique

📋 Plan du Cours

1. Excitabilité du tissu nerveux
2. Cellules gliales et leurs rôles
3. Structure et propriétés du neurone
4. Organisation d’un nerf
5. Substance grise et substance blanche
6. Potentiels de repos et d’action
7. Excitabilité du neurone et du nerf
8. Conduction de l’influx nerveux
9. Structure et types de synapses
10. Transmission synaptique et neurotransmetteurs

📖 1. Excitabilité du tissu nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Excitabilité : Capacité d’une cellule à répondre à un stimulus par la production d’un phénomène électrique appelé potentiel d’action.

★ À maîtriser

• 🔄 Après une stimulation, l’excitabilité suit cette chaîne :
  1. Les canaux ioniques membranaires s’ouvrent.
  2. Des ions traversent la membrane plasmique.
  3. Le potentiel de repos de la cellule est modifié.

Compléments

• L’excitabilité est à l’origine des activités nerveuses et musculaires.

📌 À l’échelle microscopique, le tissu nerveux comprend des neurones excitables et des cellules gliales non excitables.

• À l’échelle macroscopique, le cerveau et la moelle épinière comportent de la substance grise et de la substance blanche.

💡 Astuce mémo

Stimulation → ouverture des canaux ioniques → mouvements d’ions → modification du potentiel de repos

📖 2. Cellules gliales et leurs rôles

★ À maîtriser

• Les cellules gliales constituent la névroglie et sont dix fois plus nombreuses que les neurones.

• Les cellules gliales distinguées selon leur localisation sont :

  • Dans le système nerveux central : les astrocytes.
  • Dans le système nerveux central : les oligodendrocytes.
  • Dans le système nerveux périphérique : les cellules de Schwann.

• Les cellules gliales assurent notamment :

  • Le remplissage.
  • Le soutien, la protection et la nutrition des neurones.
  • La production de myéline.
  • Le contrôle du métabolisme du liquide céphalo-rachidien.
  • Le contrôle de la communication entre neurones.

Compléments

• Les cellules gliales occupent l’espace libre entre les neurones et s’interposent entre les neurones et les vaisseaux sanguins.

📖 3. Structure et propriétés du neurone

★ À maîtriser

• Le neurone est l’unité structurale et fonctionnelle du système nerveux.

• Le neurone comprend quatre parties :
  • Le corps cellulaire.
  • Les dendrites.
  • L’axone.
  • L’arborisation terminale.

📌 Les dendrites sont généralement multiples, courtes et ramifiées, tandis que l’axone est un prolongement unique, de diamètre régulier et pouvant dépasser un mètre.

📌 Les fibres myélinisées sont entourées de myéline produite par les cellules de Schwann, tandis que les fibres amyéliniques ne sont pas myélinisées.

• Les excitants possibles comprennent :

  • L’influx nerveux d’un autre neurone.
  • Un courant électrique.
  • Des pincements.
  • Des chocs.
  • Des variations thermiques.
  • Des stimuli chimiques.

• 🔄 L’influx nerveux suit ce trajet dans le neurone :

  1. Les dendrites.
  2. Le corps cellulaire.
  3. L’axone.

Compléments

• Le corps cellulaire contient un noyau, des organites et inclusions spécifiques, notamment des neurofibrilles et des neurofilaments, ainsi que des corps de Nissl formés d’amas de saccules de réticulum endoplasmique granuleux et témoignant d’une synthèse protéique intense.

• L’axone peut émettre des ramifications appelées collatérales et se termine par une arborisation de nombreuses ramifications courtes.

• La gaine de Schwann formée par les cellules de Schwann est interrompue aux nœuds de Ranvier, qui sont des espaces entre deux cellules de Schwann.

• L’arborisation terminale de l’axone contacte des cellules cibles, notamment d’autres neurones ou des cellules musculaires, par des synapses situées au niveau des boutons terminaux où sont libérés les neurotransmetteurs.

• Le neurone a perdu le pouvoir de se diviser et est donc décrit comme une cellule amitotique, bien qu’une petite quantité de neurones se renouvelle quotidiennement à partir de cellules souches.

• Les synapses ne laissent passer l’influx nerveux que dans un seul sens.

• Le neurone représente 2 % du poids corporel mais utilise 20 % de la consommation d’oxygène au repos.

• L’absence d’oxygène entraîne une perte de conscience en 10 secondes, et plus de 5 minutes sans oxygène entraînent la mort du neurone.

• Les neurones consomment beaucoup de glucose, n’en stockent pas et sont donc très sensibles aux chutes de glycémie ; plus de 15 minutes sans glucose entraînent la mort du neurone.

• La plasticité neuronale permet à de nouvelles connexions de pallier les pertes de neurones liées au vieillissement sans occasionner de grands troubles.

💡 Astuce mémo

Dendrites → soma → axone → arborisation terminale

📖 4. Organisation d’un nerf

★ À maîtriser

• Un nerf est constitué de nombreuses fibres nerveuses, c’est-à-dire des axones, disposées parallèlement et regroupées en faisceaux appelés fascicules.

• L’endonèvre entoure les fibres au sein d’un faisceau, le périnèvre entoure chaque faisceau et l’épinèvre enveloppe le nerf.

Compléments

• Dans un nerf, les fibres sont entourées de cellules de Schwann, avec ou sans myéline.

• Les nerfs contiennent des vaisseaux sanguins.

💡 Astuce mémo

Visualiser des fibres regroupées en faisceaux, puis enveloppées par trois gaines concentriques

📖 5. Substance grise et substance blanche

📝 Points essentiels

📌 La substance grise est principalement constituée de corps cellulaires de neurones et de dendrites, et traite l’information, tandis que la substance blanche est principalement constituée d’axones myélinisés et transporte l’influx nerveux.

💡 Astuce mémo

Grise : corps cellulaires et traitement ; blanche : axones myélinisés et transport

📖 6. Potentiels de repos et d’action

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de repos : Différence de potentiel mesurable de part et d’autre de la membrane plasmique d’une cellule au repos, dont la membrane est polarisée.

• Potentiel d’action : Modification du potentiel de repos d’une cellule après une stimulation, accompagnée d’un changement de la charge électrique à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule.

• Influx nerveux : Une onde de dépolarisation, ou onde de négativité, qui se déplace le long de la fibre nerveuse en réponse à une stimulation.

★ À maîtriser

• Le potentiel de repos résulte de la répartition inégale des ions de part et d’autre de la membrane plasmique et de la perméabilité variable de cette membrane à ces ions.

📌 Au repos, l’intérieur de la cellule est chargé négativement et l’extérieur positivement ; les ions Na+ sont plus abondants à l’extérieur, tandis que les ions K+ sont plus abondants à l’intérieur.

• L’influx nerveux est dû aux mouvements des ions Na⁺ et K⁺ à travers la membrane plasmique du neurone.

• La propagation de l’influx nerveux le long de l’axone entraîne la libération de neurotransmetteurs au niveau de la synapse.

Compléments

• La stimulation d’une fibre nerveuse par un courant électrique provoque un changement de la charge électrique à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule et produit un potentiel d’action.

• Le tracé du potentiel d’action représente l’évolution des charges électriques au niveau du neurone en fonction du temps, en réponse à une stimulation.

• Le potentiel d’action rend compte d’une perturbation électrique qui parcourt le neurone après stimulation.

• Le potentiel d’action comprend quatre phases :

  • potentiel de repos sans influx
  • dépolarisation par entrée de Na⁺
  • repolarisation par sortie de K⁺
  • hyperpolarisation passagère

• 🔄 Lors d’une stimulation d’intensité suffisante :

  1. Les canaux Na⁺ voltage-dépendants s’ouvrent.
  2. Une entrée massive de Na⁺ dépolarise le neurone.
  3. La sortie de K⁺ ramène le potentiel vers sa valeur de repos et provoque la repolarisation.

💡 Astuce mémo

Repos : intérieur négatif ; stimulation : changement de charge électrique

📖 7. Excitabilité du neurone et du nerf

🔑 Notions clés & Définitions

• Seuil d’excitabilité : L’intensité minimale propre à chaque neurone à partir de laquelle une stimulation fait apparaître un potentiel d’action.
• Seuil du nerf : La plus petite intensité de stimulation capable de provoquer une réponse, en recrutant la fibre dont le seuil est le plus bas.
• Temps de latence : Le délai, variable d’un neurone à l’autre, entre une stimulation efficace et la naissance du potentiel d’action.
• Période réfractaire : La période qui suit le passage de l’influx nerveux pendant laquelle une nouvelle stimulation, même efficace, ne déclenche aucun potentiel d’action.

★ À maîtriser

📌 Selon la loi du tout ou rien, une stimulation sous le seuil ne déclenche aucun potentiel d’action, tandis qu’une stimulation égale ou supérieure au seuil provoque une réponse neuronale maximale et toujours de même façon.

• 🔄 Quand l’intensité augmente au-dessus du seuil du nerf :
  1. Des fibres nerveuses sont recrutées.
  2. Les fibres recrutées ont des seuils de plus en plus élevés.
  3. La réponse augmente progressivement.
  4. Quand toutes les fibres sont stimulées, la réponse devient maximale.

Compléments

• Chez un neurone, l’intensité de la stimulation détermine le nombre de potentiels d’action produits par unité de temps, c’est-à-dire leur fréquence.

• Contrairement au neurone, qui suit la loi du tout ou rien, la réponse du nerf est graduée par le recrutement progressif de ses fibres.

• Les caractéristiques de l’excitabilité d’un nerf comprennent aussi un temps de latence et une période réfractaire.

📖 8. Conduction de l’influx nerveux

★ À maîtriser

• Dans une fibre myélinisée, la dépolarisation a lieu aux nœuds de Ranvier et l’influx nerveux saute de nœud en nœud : cette conduction saltatoire est rapide.

• Dans une fibre non myélinisée, l’influx se propage par des courants locaux de proche en proche et l’onde se déplace plus lentement.

Compléments

• La myéline est une substance isolante qui ne permet pas la dépolarisation.

• La vitesse de propagation de l’influx nerveux dépend principalement de la présence ou de l’absence de myéline et du diamètre de la fibre nerveuse.

• Plus le diamètre de la fibre nerveuse est grand, plus la vitesse de propagation de l’influx est rapide.

• Les fibres nerveuses sont classées selon : leur diamètre, leur myélinisation, la vitesse à laquelle elles propagent l’influx nerveux

• Le froid ralentit la conduction nerveuse, ce qui peut provoquer l’engourdissement d’un membre en cas d’hypothermie et contribuer à l’effet antalgique du froid.

💡 Astuce mémo

Myéline : l’influx saute de nœud en nœud ; sans myéline, il progresse de proche en proche.

📖 9. Structure et types de synapses

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse : Une jonction entre deux éléments cellulaires, dont l’un est un neurone, qui permet le passage de l’influx nerveux d’une cellule à une autre.

★ À maîtriser

• Une synapse comprend trois zones :
  • l’élément présynaptique
  • l’élément postsynaptique
  • la fente synaptique

Compléments

• L’élément postsynaptique peut être :

  • un autre neurone
  • une cellule musculaire striée squelettique
  • une cellule glandulaire

• Une synapse entre neurones est interneuronale, tandis qu’une synapse entre un neurone et une cellule musculaire striée squelettique est neuromusculaire, ou plaque motrice.

• L’élément présynaptique est la partie terminale renflée d’un axone et contient des vésicules remplies de neurotransmetteurs.

• La membrane de l’élément postsynaptique présente un épaississement caractéristique portant des récepteurs.

• La fente synaptique sépare les éléments pré- et postsynaptique, interdit leur communication directe et permet le mouvement des ions et des petites molécules.

• La terminaison axonale peut établir une synapse avec le second neurone au niveau de :
  • son corps cellulaire : synapse axo-somatique
  • son axone : synapse axo-axonique
  • une de ses dendrites : synapse axo-dendritique

💡 Astuce mémo

Visualiser une synapse en trois zones : bouton présynaptique, fente, cellule postsynaptique.

📖 10. Transmission synaptique et neurotransmetteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Neurotransmetteur : Une substance chimique stockée dans des vésicules synaptiques des boutons terminaux présynaptiques, libérée par exocytose lors du passage de l’influx et fixée sur des récepteurs spécifiques postsynaptiques pour permettre ou bloquer la propagation de l’influx dans la cellule.

★ À maîtriser

• La transmission de l’influx nerveux dans une synapse est unidirectionnelle, de l’élément présynaptique vers l’élément postsynaptique.

• Dans une synapse excitatrice, l’arrivée de l’influx présynaptique entraîne l’entrée de Ca²⁺, la migration des vésicules, l’exocytose des neurotransmetteurs, leur fixation sur les récepteurs postsynaptiques, l’ouverture des canaux Na⁺, la dépolarisation et l’apparition d’un potentiel d’action ; les neurotransmetteurs sont ensuite éliminés par recapture ou dégradation enzymatique.

Compléments

• Dans une synapse inhibitrice, la fixation du neurotransmetteur peut entraîner l’entrée de Cl⁻ dans la cellule postsynaptique, provoquer une hyperpolarisation et empêcher la transmission de l’influx nerveux.

• Les benzodiazépines modifient la configuration du récepteur au GABA et augmentent son affinité pour le GABA, favorisant le passage de Cl⁻, l’hyperpolarisation et l’absence de transmission de l’influx nerveux.

• Une synapse fonctionne toujours avec le même neurotransmetteur.

• Parmi les neurotransmetteurs cités : la noradrénaline (NA) est associée aux synapses adrénergiques, la dopamine (DA) est associée aux synapses dopaminergiques, la sérotonine (5-HT) est associée aux synapses sérotoninergiques

• Les autres neurotransmetteurs cités sont : l’acide gamma-aminobutyrique (GABA), associé aux synapses gabaergiques, l’acide aspartique, l’acide glutamique, les peptides endorphines, les peptides enképhalines, l’acétylcholine, associée aux synapses cholinergiques

• Certains neurotransmetteurs sont synthétisés à partir d’acides aminés.

💡 Astuce mémo

Arrivée → Ca²⁺ → exocytose → récepteur → réponse → élimination.

📊 Tableaux de synthèse

Substance grise et substance blanche

Conduction selon la myélinisation