Fiche de révision : Introduction au système nerveux et transmission nerveuse

📋 Plan du Cours

1. Organisation du système nerveux central et périphérique
2. Organisation fonctionnelle somatique et autonome
3. Anatomie des neurones soma dendrites axone
4. Corps de Nissl, mitochondries et cytosquelette
5. Gaine de myéline, nœuds de Ranvier et fibres
6. Potentiel de repos et pompe Na K ATPase
7. Potentiel d’action tout ou rien et phases
8. Propagation du potentiel d’action et période réfractaire
9. Synapses chimiques et libération des neurotransmetteurs
10. Récepteurs ionotropes et métabotropes
11. Neurocrines neurotransmetteurs neuromodulateurs neurohormones
12. Méninges, tissu glial et barrière hémato-encéphalique

📖 1. Organisation du système nerveux central et périphérique

🔑 Notions clés & Définitions

• Système nerveux central (SNC) : Le système nerveux central regroupe l’encéphale et la moelle épinière, qui intègrent et coordonnent l’information nerveuse.
• Système nerveux périphérique (SNP) : Le système nerveux périphérique regroupe les nerfs crâniens et rachidiens, qui relient le SNC aux organes et aux récepteurs.
• Système cérébrospinal ou somatique : Le système cérébrospinal ou somatique contrôle la relation au monde extérieur, notamment la conscience et la volonté.
• Système végétatif ou autonome : Le système végétatif ou autonome contrôle les fonctions vitales et nutritives, ainsi que des fonctions liées à l’endocrinologie.
• Neurone : Le neurone est l’unité structurale principale du tissu nerveux, spécialisée dans la réception, le traitement et la transmission de l’information.

📝 Points essentiels

• Le SNC comprend l’encéphale et la moelle épinière, tandis que le SNP comprend les nerfs crâniens et rachidiens.
• Sur le plan fonctionnel, le système cérébrospinal (somatique) gère la relation = conscience et volonté, alors que le système végétatif (autonome) gère les fonctions végétatives.
• Le système autonome se divise en système sympathique (orthosympathique) et système parasympathique.
• Tous les neurones partagent trois éléments : un soma (corps cellulaire), des dendrites (récepteurs) et un axone (émetteur).
• L’axone se termine par une arborisation dont chaque branche finit par un bouton synaptique assurant le contact avec une autre cellule.
• Le corps cellulaire contient notamment le réticulum endoplasmique rugueux (corps de NISSL), de nombreuses mitochondries et un cytosquelette riche en neurofibrilles pour le transport vésiculaire.

💡 Astuce mémo

SNC = Centre (encéphale + moelle) ; SNP = Périphérie (nerfs) ; Somatique = Conscience/Volonté ; Autonome = Vital/Nutritif.

📖 2. Organisation fonctionnelle somatique et autonome

🔑 Notions clés & Définitions

• Pompe Na/K ATPase : Pompe membranaire qui maintient les gradients ioniques en utilisant l’ATP pour faire sortir le Na+ et entrer le K+.
• Potentiel d’action : Signal électrique transitoire du neurone, enregistrable à l’aide d’électrodes, qui traduit la genèse et la propagation du message nerveux.
• Loi du tout ou rien : Principe selon lequel un potentiel d’action apparaît seulement si la stimulation atteint le seuil, avec une amplitude et une durée constantes.
• Période réfractaire absolue : Fenêtre après un potentiel d’action où les canaux Na+ ne peuvent pas être réactivés par une nouvelle stimulation.
• Période réfractaire relative : Fenêtre suivant la période absolue où une nouvelle stimulation plus intense est nécessaire pour déclencher un autre potentiel d’action.

📝 Points essentiels

• La pompe Na/K ATPase transporte 3 Na+ vers l’extérieur et 2 K+ vers l’intérieur en consommant de l’ATP.
• La pompe Na/K ATPase représente environ la moitié de l’énergie consommée par le cerveau, soit 20% du métabolisme total du corps.
• Le neurone possède l’excitabilité et la conductibilité, qui permettent la genèse et la propagation de l’influx nerveux sous forme de potentiel d’action.
• Le potentiel d’action suit la loi du tout ou rien : au-dessus du seuil, il a toujours la même amplitude et la même durée.
• Le seuil est d’environ +20 mV, correspondant au dépassement de -50 mV par rapport au potentiel de membrane.
• Le potentiel de membrane varie typiquement de -70 mV à +50 mV en trois phases : dépolarisation, repolarisation, puis hyperpolarisation plus négative que le repos.

💡 Astuce mémo

Na/K = 3 sortants Na+ puis 2 entrants K+ (3→2) ; PA = Dépolarisation → Repolarisation → Hyperpolarisation.

📖 3. Anatomie des neurones soma dendrites axone

🔑 Notions clés & Définitions

• Soma : Le soma est le corps cellulaire du neurone où s’intègrent les signaux reçus et où se trouvent les fonctions métaboliques principales.
• Dendrites : Les dendrites sont des prolongements spécialisés dans la réception des signaux synaptiques en provenance d’autres neurones.
• Axone : L’axone est la prolongation qui conduit le potentiel d’action vers les terminaisons axonales pour déclencher la libération de neuromédiateurs.
• Zone de gâchette : La zone de gâchette est l’endroit du cône d’implantation où l’ouverture des canaux voltage-dépendants permet de lancer un potentiel d’action.

📝 Points essentiels

• Le potentiel d’action arrivant aux terminaisations axonales ouvre des canaux calciques voltage-dépendants du REL, ce qui déclenche la libération de neurotransmetteurs.
• La libération de $Ca^{2+}$ provoque la fusion des vésicules avec la membrane plasmique, libérant les neurotransmetteurs dans la fente synaptique.
• L’action des neurotransmetteurs est limitée par recapture (neurone pré-synaptique ou cellules gliales) ou par inactivation via hydrolyse/biotransformation.
• Deux récepteurs chimio-dépendants existent : le canal ionotrope (ouverture d’un canal à la fixation du NT) et le canal métabotrope (production d’un second messager).
• La protéine G participe à la transduction du signal en modulant un canal ionique ou en lançant une cascade intracellulaire de protéines.
• Au niveau post-synaptique, la réponse se résume à deux effets : dépolarisation (synapse excitatrice) ou hyperpolarisation (synapse inhibitrice).

💡 Astuce mémo

Soma reçoit → dendrites captent → axone envoie : la zone de gâchette décide (PA oui/non).

📖 4. Corps de Nissl, mitochondries et cytosquelette

🔑 Notions clés & Définitions

• Corps de Nissl : Les corps de Nissl sont des amas cytoplasmiques riches en ribosomes, associés à la synthèse des protéines dans le neurone.
• Mitochondries : Les mitochondries sont des organites qui produisent l’énergie cellulaire nécessaire au fonctionnement neuronal.
• Cytosquelette neuronal : Le cytosquelette neuronal est un réseau de filaments qui donne la forme à la cellule et organise le transport intracellulaire.
• Barrière hémato-encéphalique : La barrière hémato-encéphalique est une interface contrôlant les échanges entre le sang et le tissu nerveux, assurée notamment par les astrocytes.

📝 Points essentiels

• Les neuromodulateurs agissent lentement et peuvent toucher plusieurs neurones.
• Les neurohormones sont des neuromodulateurs libérés dans le sang, avec une cible dans l’axe hypothalamo-hypophysaire.
• Parmi les neurotransmetteurs inhibiteurs, le GABA et la glycine freinent l’activité synaptique.
• Une même molécule peut jouer des rôles différents selon la cible : neurotransmetteur, neuromodulateur ou neurohormone.
• Les astrocytes participent à la barrière hémato-encéphalique et contribuent au maintien du milieu extracellulaire.
• Le LCR baigne le SNC et agit comme coussin hydraulique tout en diminuant la masse de l’encéphale par flottaison.

💡 Astuce mémo

Nissl = ribosomes (fabrication), Mito = énergie, Cytosquelette = rails de transport.

📖 5. Gaine de myéline, nœuds de Ranvier et fibres

🔑 Notions clés & Définitions

• Gaine de myéline : Enveloppe lipidique autour de certains axones qui augmente la vitesse de conduction des messages nerveux.
• Nœuds de Ranvier : Intervalles réguliers entre segments de myéline où la conduction électrique se réactive le long de la fibre.
• Fibres nerveuses : Prolongements neuronaux spécialisés dans la transmission des informations vers d’autres neurones ou vers des effecteurs.
• Conduction saltatoire : Mode de propagation où l’influx électrique « saute » de nœud en nœud plutôt que de se propager de façon continue sur toute la longueur.

📝 Points essentiels

• La myéline segmente l’axone en portions isolées, ce qui favorise une propagation plus rapide du signal.
• Les nœuds de Ranvier sont les points de reprise de la conduction, indispensables au maintien du message le long de la fibre.
• La conduction saltatoire relie la vitesse de transmission à l’alternance myéline–nœuds.
• La présence de myéline et de nœuds rend la conduction plus efficace que la propagation continue sur un axone non myélinisé.
• Les fibres myélinisées sont typiquement associées à des temps de réponse plus courts, utiles pour des fonctions rapides.

💡 Astuce mémo

Myéline = « isolant », Ranvier = « relais » : le signal avance en sauts.

📖 6. Potentiel de repos et pompe Na K ATPase

📖 7. Potentiel d’action tout ou rien et phases

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel d’action : Le potentiel d’action est une décharge électrique brève qui se propage le long d’une fibre nerveuse.
• Tout ou rien : Le principe tout ou rien décrit le fait qu’un neurone déclenche un potentiel d’action seulement si un seuil est atteint, sinon il n’y a pas de réponse.
• Phase de dépolarisation : La dépolarisation correspond à la montée rapide de la différence de potentiel membranaire lors du déclenchement du potentiel d’action.
• Phase de repolarisation : La repolarisation est la phase de retour vers un potentiel plus négatif après la dépolarisation.
• Période réfractaire : La période réfractaire est l’intervalle pendant lequel le neurone répond peu ou pas à un nouveau stimulus.

📝 Points essentiels

• Le principe tout ou rien signifie qu’au-dessous du seuil, il n’y a pas de potentiel d’action, et qu’au-dessus du seuil la réponse est déclenchée de façon stéréotypée.
• La dépolarisation correspond à la phase où la membrane devient moins négative, ce qui initie la propagation du signal.
• La repolarisation ramène la membrane vers un potentiel plus négatif, préparant la fin du signal.
• La période réfractaire limite la fréquence des potentiels d’action et empêche un nouveau déclenchement immédiat.
• La propagation du potentiel d’action dépend de la succession des phases (dépolarisation puis repolarisation) le long de la membrane.

💡 Astuce mémo

Tout ou rien : seuil atteint = “ça part”, seuil non atteint = “ça ne part pas” ; dépolarisation = montée, repolarisation = retour, réfractaire = “pas de redémarrage tout de suite”.

📖 8. Propagation du potentiel d’action et période réfractaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Système sympathique (orthosympathique) : Le système sympathique est une branche du SNA dont les voies efférentes naissent entre T1 et L2 et agissent via deux neurones successifs.
• Système parasympathique : Le système parasympathique est une branche du SNA dont les voies efférentes naissent du tronc cérébral et aussi entre S2 et S4, avec une transmission uniquement cholinergique.
• Antagonisme sympathique/parasympathique : L’antagonisme sympathique/parasympathique décrit l’opposition fonctionnelle des deux systèmes du SNA sur les mêmes organes.
• Période de repos et digestion : La période de repos et de digestion correspond au moment où l’activité parasympathique prédomine dans l’organisme.
• Combat et fuite : La réaction de combat et fuite correspond à l’activation sympathique avec sécrétions catécholaminergiques et préparation à l’effort.

📝 Points essentiels

• Les voies efférentes sympathiques proviennent de la ME entre T1 et L2 et forment une chaîne ganglionnaire parallèle à l’axe vertébral.
• Chaque voie sympathique comporte 2 neurones : un neurone à acétylcholine puis un neurone à noradrénaline.
• Le neurone noradrénalinergique agit avec des protéines G B.
• Les voies efférentes parasympathiques proviennent du tronc cérébral et aussi de la ME entre S2 et S4.
• Une grande partie des fibres parasympathiques rejoint le nerf X (vague) pour innerver cœur, poumons et tube digestif.
• Les voies parasympathiques sont uniquement cholinergiques (uniquement des neurones à acétylcholine).

💡 Astuce mémo

Sympathique = T1–L2 + 2 neurones (ACh puis noradrénaline) ; Parasympathique = X + S2–S4 + 1 neurone (ACh seul).

📖 9. Synapses chimiques et libération des neurotransmetteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Tonus musculaire : Le tonus musculaire est une activité musculaire de fond qui maintient la posture et varie avec l’état de vigilance.
• Raideur articulaire : La raideur articulaire correspond à la variation du tonus pour un même angle articulaire, rendant l’articulation plus ou moins souple.
• Atonie musculaire du sommeil paradoxal : L’atonie du sommeil paradoxal est la disparition du tonus musculaire pendant cette phase du sommeil.
• Décérébration : La décérébration est une section du tronc cérébral qui entraîne un hypertonus.
• Voies motrices descendantes : Les voies motrices descendantes sont des voies qui relient l’encéphale à la périphérie pour commander le mouvement.

📝 Points essentiels

• Le tonus est quasi-permanent mais il varie selon la vigilance et disparaît pendant l’atonie du sommeil paradoxal.
• Pour maintenir une même posture, l’activation des deux muscles antagonistes doit produire des forces égales et opposées.
• À angle articulaire identique, un tonus plus élevé correspond à une articulation plus raide et moins facilement modifiable.
• Le tonus est sous le contrôle de la moelle épinière (ME) et dépend aussi de la régulation avec le tronc cérébral.
• Une lésion médullaire provoque un animal atone, tandis qu’une décérébration (section du tronc cérébral) provoque un hypertonus.
• La préparation posturale peut être anticipée avant le mouvement (à priori) pour contrer la déstabilisation attendue, comme pour ouvrir une porte contre son poids.

💡 Astuce mémo

Antagonistes = ÉGALITÉ-OPPOSITION : même angle, forces contraires ; vigilance = tonus qui s’ajuste ; sommeil paradoxal = OFF.

📖 10. Récepteurs ionotropes et métabotropes

🔑 Notions clés & Définitions

• Voies descendantes : Les voies descendantes sont des voies nerveuses qui relient l’encéphale à la périphérie pour piloter l’activité motrice.
• Voie pyramidale : La voie pyramidale est la voie motrice principale issue du cortex moteur primaire et impliquée dans le contrôle direct des motoneurones.
• Voie cortico-bulbaire : La voie cortico-bulbaire est la voie descendante dont les noyaux cibles sont situés dans le bulbe rachidien.
• Voie cortico-spinale : La voie cortico-spinale est la voie descendante dont les noyaux cibles sont situés dans la moelle épinière.
• Voies extrapyramidales : Les voies extrapyramidales regroupent plusieurs voies descendantes issues du tronc cérébral, impliquées dans la posture et la motricité involontaire.

📝 Points essentiels

• Les voies descendantes peuvent être monosynaptiques (directes sur les motoneurones) ou polysynaptiques (avec plusieurs relais).
• La voie pyramidale descend du cortex moteur primaire via les cordons latéraux de la moelle et correspond aussi à la voie motrice principale.
• Les neurones pyramidaux font synapse directement sur les motoneurones de la corne ventrale (moelle) ou des noyaux moteurs (bulbe).
• Dans la voie pyramidale, 80% décussent au niveau du bulbe rachidien (faisceau pyramidal croisé ou latéral) et 20% restent du côté d’origine (faisceau pyramidal direct ou ventral).
• Le faisceau pyramidal croisé commande surtout la musculature distale (avant-bras, mains, jambes, pieds) tandis que le faisceau direct commande surtout la musculature axiale et proximale (épaules/bras, hanches/cuisses).
• Les voies extrapyramidales ne constituent pas une entité unique mais une réunion de voies avec de nombreux relais, ce qui les rend relativement lentes par rapport à la voie pyramidale.

💡 Astuce mémo

Pyramide = 80/20 et croisement bulbaire : croisé→distal, direct→proximal/axial.

📖 11. Neurocrines neurotransmetteurs neuromodulateurs neurohormones

🔑 Notions clés & Définitions

• Voie du lemnisque médian : Voie sensorielle qui transmet surtout la proprioception et les sensations tactiles fines vers les centres supérieurs.
• Voie spino-thalamique extra-lemniscale : Voie sensorielle qui transmet douleur, température et sensations cutanées grossières vers le tronc cérébral puis le thalamus.
• Proprioception : Perception consciente ou non de la position des différentes parties du corps, liée à la kinesthésie et à la sensibilité profonde.
• Fuseau neuromusculaire : Récepteur musculaire sensible à l’étirement qui informe la moelle des variations de longueur du muscle.
• Sensibilité épicritique : Sensibilité discriminante à conduction rapide, associée aux informations fines transmises par la voie du lemnisque médian.

📝 Points essentiels

• Les voies de la sensibilité somatique comportent toujours 3 neurones : 1er récepteur→moelle ou tronc cérébral, 2e moelle/tronc→thalamus, 3e thalamus→aire somesthésique primaire.
• La voie du lemnisque médian emprunte les faisceaux gracile et cunéiforme de la moelle épinière.
• La décussation des neurones de 2e ordre du lemnisque médian se fait au niveau du bulbe rachidien pour rejoindre le tractus en forme de ruban.
• Le lemnisque médian transmet la proprioception, la plupart des sensations tactiles fines et la stéréognosie.
• La voie spino-thalamique extra-lemniscale transmet douleur (algésie) et température, ainsi que pression cutanée, toucher grossier et démangeaisons.
• La sensibilité protopathique associée à la voie spino-thalamique a une conduction lente et correspond à des stimuli « anormaux » liés au danger.

💡 Astuce mémo

Lemnisque médian = « fin + position » (rapide) ; spino-thalamique = « douleur + température » (lente).

📖 12. Méninges, tissu glial et barrière hémato-encéphalique

📊 Tableaux de synthèse

SNC vs SNP (structure et fonction)

Sympathique vs Parasympathique (SNA)

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre SNC et SNP : le SNC = encéphale + moelle, le SNP = nerfs crâniens + rachidiens, et pas l’inverse.
2. Mélanger somatique et végétatif : somatique = conscience/volonté, végétatif/autonome = fonctions vitales/nutritives/endocriniennes.
3. Croire que la myéline rend la conduction continue : en réalité, la conduction est saltatoire entre nœuds de Ranvier.
4. Inverser les ions du potentiel d’action : dépolarisation = entrée Na+, repolarisation/hyperpolarisation = sortie K+.
5. Oublier que le PA suit le tout ou rien : sous le seuil il n’y a pas de PA, au-dessus il a amplitude/durée constantes.
6. Confondre période réfractaire absolue et relative : absolue = canaux Na+ insensibles, relative = stimulation plus intense nécessaire.
7. Se tromper sur les synapses inhibitrices : elles hyperpolarisent via entrée de Cl− ou sortie de K+, pas via “toujours Na+”.

✅ Checklist Examen

1. Distinguer SNC (encéphale + moelle) et SNP (nerfs crâniens + rachidiens) et associer correctement somatique = conscience/volonté vs végétatif = fonctions vitales/nutritives/endocriniennes.
2. Citer les 3 éléments communs à tous les neurones (soma, dendrites, axone) et décrire le bouton synaptique comme renflement terminal assurant le contact.
3. Expliquer le potentiel de repos : valeur -70 mV, rôle des gradients ioniques et nécessité de la pompe Na/K ATPase pour maintenir les concentrations.
4. Donner le bilan ionique de la pompe Na/K ATPase (3 Na+ sortants, 2 K+ entrants) et l’ordre de grandeur énergétique (moitié de l’énergie du cerveau, 20% du métabolisme total).
5. Décrire le potentiel d’action : loi du tout ou rien, seuil ~ +20 mV (dépassement de -50 mV), et les 3 phases (dépolarisation, repolarisation, hyperpolarisation).
6. Relier mécaniquement les phases du PA à l’ouverture séquentielle des canaux voltage-dépendants Na+ puis K+ et à la chronologie (Na+ < 1 ms, puis K+).
7. Expliquer la propagation et la période réfractaire : PA ouvre des canaux Na+ voisins, période réfractaire absolue puis relative, et rôle de l’hyperpolarisation.
8. Décrire la synapse chimique : fente synaptique, vésicules, entrée de Ca2+ via canaux calciques du REL, fusion vésiculaire, fixation NT sur récepteurs (ionotrope vs métabotrope).
9. Comparer excitation vs inhibition post-synaptique : PPSE via entrée Na+ (dépolarisation) et PPSI via entrée Cl− ou sortie K+ (hyperpolarisation).
10. Expliquer l’intégration synaptique : sommation temporelle et spatiale, et nécessité d’ouverture de canaux voltage-dépendants au niveau de la zone de gâchette pour déclencher un PA.
11. Maîtriser l’organisation du nerf : faisceaux d’axones séparés par endonèvre, isolement par tissu conjonctif, périnèvre externe, et recrutement des fibres selon l’intensité.
12. Connaître les méninges et le LCR : dure-mère/arachnoïde/pie-mère, rôle du LCR (nutrition, protection, flottaison), circulation (espace sous-arachnoïdien, ventricules 4, canal médullaire).
13. Savoir l’organisation de l’encéphale et les fonctions clés : 3 parties (cerveau, cervelet, tronc cérébral), lobes du cortex, rôle du thalamus/hypothalamus/épiphyse, et fonctions du cervelet et du tronc cérébral (dont SRA
14. Maîtriser la moelle épinière : longueur/terminaison (L1/L2, queue de cheval), 31 paires de nerfs rachidiens, substance grise en H (cornes dorsales/ventrales) et substance blanche en cordons (postérieur/antérieur/latéral)