Fiche de révision : Introduction à la Neurophysiologie et Synapses

📋 Plan du Cours

1. Structure du nerf et du neurone
2. Potentiels nerveux et enregistrements
3. Propriétés du tissu nerveux
4. Synapse : structure et types
5. Transmission synaptique
6. Synapses excitatrices et inhibitrices

📖 1. Structure du nerf et du neurone

🔑 Notions clés & Définitions

• Nerf : Le nerf est un ensemble de fibres nerveuses contenues dans un tissu conjonctif porté par les vaisseaux sanguins et enveloppé par une enveloppe conjonctive.
• Neurone : Le neurone est une cellule nerveuse organisée en parties qui assurent la réception et la propagation du message.
• Péricaryon ou soma : Le péricaryon (soma) est le corps cellulaire du neurone portant des prolongements courts et ramifiés appelés dendrites.
• Axone ou cylindraxe : L’axone est le prolongement long du corps cellulaire qui constitue la fibre nerveuse.
• Arborisation terminale : L’arborisation terminale est l’extrémité ramifiée de l’axone à partir de laquelle s’effectuent des contacts synaptiques.

📝 Points essentiels

• Le nerf est constitué de fibres nerveuses insérées dans un tissu conjonctif associé aux vaisseaux sanguins, et l’ensemble est emballé par une enveloppe conjonctive.
• Le neurone comprend trois parties : péricaryon (avec dendrites), axone (cylindraxe) et arborisation terminale.
• Les dendrites sont des prolongements courts et ramifiés, tandis que l’axone est le prolongement long.
• L’arborisation terminale correspond à la partie terminale du neurone, reliée aux synapses.

📖 2. Potentiels nerveux et enregistrements

🔑 Notions clés & Définitions

• Électrodes R1 et R2 : Les électrodes R1 et R2 servent à positionner la mesure à la surface ou à l’intérieur de la structure nerveuse pour enregistrer différents potentiels.
• Potentiel zéro : Le potentiel zéro est le signal de référence obtenu à l’oscilloscope lorsque les électrodes sont à la surface sans excitation et que le spot marque 0 mV.
• Potentiel de membrane (PM) : Le potentiel de membrane (PM) est le signal enregistré quand R1 est à la surface et que R2 est enfoncée dans la structure sans excitation.
• Potentiel d’action (PA) diphasique : Le potentiel d’action diphasique est la courbe obtenue quand deux électrodes sont à la surface puis que la structure est excitée.
• Potentiel d’action (PA) monophasique : Le potentiel d’action monophasique est la courbe obtenue selon la configuration des électrodes, et peut apparaître avec hyperpolarisation ou sans hyperpolarisation.

📝 Points essentiels

• Pour enregistrer le potentiel de référence, R1 et R2 restent à la surface sans excitation et le spot marque 0 mV.
• Pour enregistrer le PM, R1 est à la surface et la microélectrode R2 est enfoncée sans excitation, et le spot dévie à -70 mV.
• Pour un PA diphasique, R1 et R2 sont à la surface puis on excite, et la courbe commence à 0 mV et présente deux phases.
• Pour un PA monophasique avec hyperpolarisation, R1 est à la surface et R2 est enfoncée avant excitation, donnant une courbe à une phase.
• Pour un PA monophasique sans hyperpolarisation, on garde seulement R1 à la surface lors de l’excitation, ou on peut avoir ce cas avec R1 et R2 à la surface si la structure est lésée au niveau de R2.

📖 3. Propriétés du tissu nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Excitabilité : L’excitabilité est la propriété d’une structure nerveuse à répondre à une stimulation efficace.
• Conductibilité : La conductibilité est la propriété d’une structure nerveuse à propager l’influx nerveux le long de son trajet.
• Rhéobase ou intensité seuil : La rhéobase est l’intensité minimale, sous laquelle la structure ne répond pas quelle que soit la durée d’excitation.
• Temps utile : Le temps utile est la durée minimale nécessaire d’application d’une intensité rhéobasique pour provoquer une réponse.
• Chronaxie : La chronaxie est le temps correspondant à l’intensité double de la rhéobase.

📝 Points essentiels

• Toute structure nerveuse possède deux propriétés : excitabilité et conductibilité.
• Loi du tout ou rien : la fibre répond avec une amplitude maximale dès que le seuil est atteint, tandis que le nerf entier obéit à une sommation avec augmentation progressive de l’amplitude quand l’intensité croît.
• Période réfractaire : pendant cette durée la structure ne répond pas à une 2 nde excitation, avec pour le nerf entier une période absolue sans réponse puis une période relative à réponses d’amplitude croissante.
• Pour la conductibilité : la propagation se fait avec une vitesse donnée par $V=\frac{\Delta d}{\Delta t}$ et un sens univoque dans l’organisme, tandis que la fibre isolée propage dans les deux sens.
• Conduction saltatoire : les fibres myéliniques propagent par sauts entre nœuds de Ranvier, alors que la conduction continue concerne les fibres amyéliniques via courants locaux de proche en proche.

📖 4. Synapse : structure et types

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse : La synapse est une zone de contact qui assure la transmission de l’influx d’un neurone vers une cellule excitable.
• Élément présynaptique : L’élément présynaptique correspond au bouton terminal qui participe à la libération du message chimique.
• Élément postsynaptique : L’élément postsynaptique est la partie receveuse, dont la nature peut varier selon la cible.
• Fente synaptique : La fente synaptique est l’espace séparant la membrane présynaptique de l’élément postsynaptique.
• Synapse axo-dendritique : La synapse axo-dendritique est un type de synapse neuro-neuronique où l’axone d’un neurone contacte une dendrite d’un autre.

📝 Points essentiels

• Une synapse comporte toujours un élément présynaptique (bouton terminal), un élément postsynaptique (dendrite, axone, péricaryon, glande, muscle…) et une fente synaptique.
• La fente synaptique mesure environ 2 nm.
• Contact neuromusculaire : la plaque motrice correspond à une synapse entre un neurone et une fibre musculaire.
• Synapses neuro-neuroniques : on distingue axo-axonique, axo-dendritique et axo-somatique.
• Les synapses neuro-neuroniques relient deux neurones, tandis que la synapse neuromusculaire relie un neurone à une cellule musculaire.

📖 5. Transmission synaptique

🔑 Notions clés & Définitions

• Transmission synaptique : La transmission synaptique est la suite d’étapes qui transforme l’arrivée de l’influx dans le bouton présynaptique en effet sur la membrane postsynaptique.
• Exocytose : L’exocytose est le mécanisme de libération des neurotransmetteurs dans la fente synaptique à partir du bouton présynaptique.
• Récepteurs postsynaptiques à Na+ : Les récepteurs postsynaptiques à Na+ sont les cibles membranaires qui, après fixation du neurotransmetteur, déclenchent une entrée d’ions Na+.
• Dépolarisation postsynaptique : La dépolarisation postsynaptique est la variation de potentiel qui résulte de l’entrée d’ions Na+ dans la cellule postsynaptique.
• Recapture du neurotransmetteur : La recapture est le retour du neurotransmetteur vers le bouton synaptique, où il est réabsorbé après l’action sur les récepteurs.

📝 Points essentiels

• La transmission synaptique suit des étapes : arrivée de l’influx au bouton, entrée de Ca2+, libération des neurotransmetteurs par exocytose dans la fente, puis fixation sur les récepteurs postsynaptiques.
• L’ouverture des canaux à Na+ après fixation entraîne l’entrée de Na+ et provoque une dépolarisation de la membrane postsynaptique.
• L’arrêt du signal passe par l’hydrolyse du neuromédiateur dans le milieu synaptique puis la recapture/réabsorption par le bouton synaptique.
• La séquence inclut un retour à l’état initial assuré par les mécanismes de dégradation et de réabsorption du médiateur.
• Le rôle de la fixation médiateur-récepteur est de déclencher l’entrée d’ions Na+ côté postsynaptique.

📖 6. Synapses excitatrices et inhibitrices

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse excitatrice : La synapse excitatrice est une synapse dont l’effet postsynaptique favorise la transmission du message par dépolarisation.
• Acétylcholine (ACH) : L’acétylcholine est le neurotransmetteur associé aux synapses excitatrices mentionnées dans le cours.
• Potentiel postsynaptique excitateur (PPSE) : Le PPSE est le potentiel postsynaptique obtenu quand les neurotransmetteurs ouvrent des canaux à Na+ et provoquent une dépolarisation locale.
• Synapse inhibitrice : La synapse inhibitrice est une synapse dont l’effet postsynaptique empêche la transmission du message par hyperpolarisation.
• GABA : Le GABA est le neurotransmetteur associé aux synapses inhibitrices mentionnées dans le cours.

📝 Points essentiels

• Synapse excitatrice : l’acétylcholine ouvre les canaux à Na+ et provoque une dépolarisation qui produit un PPSE.
• Conséquence d’une synapse excitatrice : elle entraîne la transmission du message nerveux.
• Synapse inhibitrice : le GABA provoque une hyperpolarisation en induisant une sortie massive de K+ ou une entrée massive de Cl-.
• Conséquence d’une synapse inhibitrice : elle empêche la transmission du message nerveux, avec absence de PA au niveau de cette membrane.
• L’acétylcholinestérase est une enzyme de la fente synaptique qui hydrolyse l’acétylcholine en acétate et choline pour permettre la séparation médiateur-récepteur.

📊 Tableaux de synthèse

Enregistrements des potentiels (configuration des électrodes)

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre le PM et le PA : le PM est une différence de potentiel de repos, tandis que le PA correspond à une inversion temporaire lors d’une excitation efficace.
2. Croire que le PA diphasique se définit par une absence de stimulation : il apparaît quand on excite alors que R1 et R2 sont à la surface.
3. Mélanger excitatrice et inhibitrice : excitatrice dépolarise via Na+, inhibitrice hyperpolarise via K+ et/ou Cl-.
4. Inverser les neurotransmetteurs : ACH est associée aux synapses excitatrices, alors que GABA est associé aux synapses inhibitrices.
5. Oublier la fente synaptique : sa taille est donnée comme environ 2 nm, et elle sépare présynapse et postsynapse.
6. Penser que la période réfractaire autorise une 2 nde réponse : elle interdit la réponse pendant toute sa durée, puis redevient possible avec l’évolution absolue vers relative chez le nerf entier.

✅ Checklist Examen

1. Décrire les structures du nerf et les enveloppes conjonctives associées.
2. Citer les 3 parties du neurone et le rôle général de chacune (dendrites, axone, arborisation terminale).
3. Donner la signification du potentiel zéro et le résultat attendu à l’oscilloscope (0 mV).
4. Expliquer comment enregistrer le PM et rappeler sa valeur observée (-70 mV) dans la configuration donnée.
5. Expliquer comment enregistrer le PA diphasique (électrodes à la surface puis excitation) et caractériser la courbe (diphasique, départ à 0 mV).
6. Expliquer les conditions d’obtention d’un PA monophasique avec hyperpolarisation et celles d’un PA monophasique sans hyperpolarisation.
7. Définir le PM comme une différence de potentiel entre intérieur et surface, et relier le PA à une inversion temporaire de polarité membranaire.
8. Donner l’interprétation ionique du PM : inégale répartition Na+ et K+ et maintien par la pompe Na+/K+.
9. Lister les phases du PA monophasique dans l’ordre : latence, dépolarisation Na+, repolarisation K+, hyperpolarisation (K+ exagéré ou entrée Cl-), puis restauration via pompe Na+/K+ (3Na+ sort, 2K+ entre).
10. Citer les deux propriétés du tissu nerveux (excitabilité et conductibilité) et relier excitabilité à rhéobase, temps utile et chronaxie.
11. Définir rhéobase, préciser les intensités infraliminaire/supraliminaire, définir temps utile et chronaxie.
12. Expliquer la différence : fibre suit le tout ou rien, nerf entier suit la sommation avec augmentation d’amplitude quand l’intensité croît.
13. Définir la période réfractaire et préciser les notions absolue (PRA) et relative (PRR) pour le nerf entier.
14. Donner la relation de vitesse de conduction $V=\frac{\Delta d}{\Delta t}$ et rappeler le sens univoque dans l’organisme vs propagation bilatérale dans la fibre isolée.