Fiche de révision : Organisation et Fonction du Système Nerveux

📋 Plan du Cours

1. Organisation du système nerveux
2. Nerfs rachidiens et tissu nerveux
3. Structure du neurone
4. Potentiel de repos et potentiel d’action
5. Excitabilité du neurone et du nerf
6. Propagation de l’influx nerveux
7. Synapses et plaque motrice
8. Traumatismes du système nerveux
9. Alzheimer et imagerie médicale

📖 1. Organisation du système nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Système nerveux central : Le système nerveux central regroupe encéphale et moelle épinière et traite l’information nerveuse au sein de ces structures.
• Système nerveux périphérique : Le système nerveux périphérique réunit les nerfs reliant le système nerveux central aux autres parties du corps.
• Encéphale : L’encéphale correspond à la partie supérieure du système nerveux central, logée dans la boîte crânienne et comprenant cerveau, cervelet et tronc cérébral.
• Moelle épinière : La moelle épinière fait suite au bulbe rachidien et s’étend dans le canal rachidien avec une organisation interne propre.
• Méninges : Les méninges sont des enveloppes protectrices du système nerveux central, organisées en trois couches successives.

📝 Points essentiels

• Le système nerveux est anatomiquement divisé en système nerveux central et système nerveux périphérique.
• Le cortex cérébral contient surtout des corps cellulaires de neurones, tandis que la substance blanche contient surtout des axones.
• Le cerveau présente deux hémisphères, des circonvolutions séparées par des sillons, et des ventricules remplis de liquide céphalo-rachidien.
• La moelle épinière mesure environ 45 cm de long jusqu’à L1 et a un diamètre d’environ 2,5 cm.
• Les méninges sont organisées de l’extérieur vers l’intérieur en dure-mère, arachnoïde puis pie-mère.
• L’information circule entre SNC et corps via des nerfs sensitifs (périphérie vers SNC), moteurs (SNC vers périphérie) et mixtes (les deux).

💡 Astuce mémo

SNC = cerveau+moelle ; SNP = nerfs vers le corps ; Méninges de l’extérieur vers l’intérieur : D-A-P (dure-mère, arachnoïde, pie-mère).

📖 2. Nerfs rachidiens et tissu nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Nerfs rachidiens : Ensemble de nerfs périphériques reliant la moelle épinière aux régions du corps, organisés par paires et par niveaux vertébraux.
• Racine dorsale : Partie postérieure d’un nerf rachidien émergent de la moelle, associée à des fibres sensitives et à un ganglion spinal.
• Ganglion spinal : Structure située sur la racine dorsale, contenant les corps cellulaires de neurones sensitifs.
• Tissu nerveux : Ensemble de neurones, protégés et nourris par des cellules gliales, capables de former des nerfs.
• Cellules de Schwann : Cellules gliales du système nerveux périphérique impliquées dans la fabrication de la gaine de myéline.

📝 Points essentiels

• Il existe 31 paires de nerfs rachidiens qui émergent de la moelle épinière et sont repérées selon la région du rachis d’origine.
• Chaque nerf rachidien émerge par une racine antérieure (ventrale) et une racine postérieure (dorsale).
• Les racines postérieures portent un ganglion spinal renfermant les corps cellulaires de neurones sensitifs.
• Le nerf sciatique est formé des nerfs lombaires L4 et L5 et des nerfs sacrés S1, S2 et S3.
• Le nerf sciatique est le plus long et le plus volumineux avec une longueur de plus d’un mètre et un diamètre d’environ 15 mm.
• Un nerf est constitué de faisceaux de fibres nerveuses entourés par le périnèvre puis par l’épinèvre.

💡 Astuce mémo

Dorsale= ganglion sensitif ; Sciatique=L4-L5 + S1-S2-S3.

📖 3. Structure du neurone

🔑 Notions clés & Définitions

• Neurone : Le neurone est une cellule amitotique composée d’un corps cellulaire, d’un axone et d’une arborisation terminale pour recevoir, conduire et transmettre un message nerveux.
• Corps cellulaire : Le corps cellulaire est la partie contenant le noyau et les organites, reliée à des dendrites qui assurent la réception des messages nerveux.
• Axone : L’axone est un prolongement unique qui conduit le message nerveux depuis le corps cellulaire vers l’extérieur de la cellule.
• Nœud de Ranvier : Le nœud de Ranvier est un segment d’axone nu apparaissant entre deux parties de gaine de myéline.

📝 Points essentiels

• Le neurone ne se divise pas (amitotique) et possède 3 parties : corps cellulaire, axone et arborisation terminale.
• Le corps cellulaire contient le noyau, les corps de Nissl liés au RER et porte des dendrites pour recevoir des messages nerveux venant d’autres neurones.
• L’axone est unique, de diamètre constant, peut atteindre jusqu’à 1 m de longueur et porte la conduction du message nerveux.
• La gaine de myéline est formée par des cellules gliales (oligodendrocytes dans le SNC, cellules de Schwann dans le SNP) et reste discontinue avec des nœuds de Ranvier.
• Un nerf correspond à des fibres nerveuses regroupées en faisceaux, chaque faisceau étant entouré d’un périnèvre et l’ensemble étant enveloppé par l’épinèvre.
• Les fibres myélinisées forment la substance blanche au niveau des centres nerveux.

💡 Astuce mémo

Dendrites = Entrée, Axone = Transport, Boutons terminaux = Sortie. Ranvier = “trous” entre myéline.

📖 4. Potentiel de repos et potentiel d’action

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de repos : Le potentiel de repos est une ddp mesurée au repos entre le milieu extracellulaire et le cytoplasme de la fibre nerveuse, due à une membrane polarisée.
• Membrane polarisée : Une membrane polarisée désigne un état où l’intérieur cellulaire et l’extérieur gardent une différence de charge mesurable.
• Potentiel d’action : Le potentiel d’action est une variation brutale et rapide du potentiel de repos, déclenchée par une stimulation efficace et capable de se propager.
• Canaux voltage-dépendants : Les canaux voltage-dépendants sont des canaux ioniques qui s’ouvrent ou se ferment selon la tension électrique locale.
• Seuil d’excitation rhéobase : Le seuil d’excitation (rhéobase) est la ddp minimale à atteindre pour déclencher l’ouverture des canaux Na+ voltage-dépendants et produire un potentiel d’action.

📝 Points essentiels

• Au repos, la ddp entre l’extérieur et le cytoplasme d’un axone vaut environ -70 mV, l’extérieur étant plus positif que l’intérieur.
• Le potentiel de repos résulte d’une sortie majoritaire de K+ via des canaux de fuite, créant un déficit de charges positives dans le cytoplasme.
• La répartition Na+/K+ est maintenue car la pompe Na+/K+ ATP dépendante réintroduit K+ dans le cytoplasme et expulse Na+ vers l’extérieur.
• Le potentiel d’action correspond à une onde de dépolarisation liée à l’ouverture des canaux Na+ voltage-dépendants, puis à la repolarisation et à l’hyperpolarisation.
• Le PA se décompose en 3 phases : dépolarisation jusqu’à +30 mV, repolarisation vers -70 mV, puis hyperpolarisation en dessous de -70 mV avant retour au potentiel de repos.
• Une stimulation infraliminaire ne déclenche aucun PA, alors qu’une stimulation liminaire ou supraliminaire déclenche un PA dont l’amplitude reste constante et maximale par la loi du tout ou rien.

💡 Astuce mémo

Détendre puis revenir : PA = Dépolarisation (+30) → Repolarisation (-70) → Hyperpolarisation (<-70).

📖 5. Excitabilité du neurone et du nerf

🔑 Notions clés & Définitions

• Seuil d’excitation : Le seuil d’excitation est la plus petite dépolarisation locale qui permet l’ouverture des canaux Na+ voltage-dépendants et déclenche un potentiel d’action.
• Loi du tout ou rien : La loi du « tout ou rien » décrit qu’un neurone répond par un potentiel d’action d’amplitude maximale et constante dès que le seuil est atteint.
• Loi de recrutement des fibres : La loi de recrutement des fibres indique qu’un nerf augmente sa réponse avec l’intensité en recrutant progressivement davantage d’axones.
• Codage en fréquence : Le codage en fréquence signifie que l’intensité d’un stimulus est traduite par le nombre de potentiels d’action par unité de temps.

📝 Points essentiels

• Toute stimulation efficace doit produire une dépolarisation locale dépassant le seuil d’excitation pour déclencher un potentiel d’action.
• Une stimulation infraliminaire ne provoque aucun potentiel d’action, car elle n’atteint pas le seuil d’excitation.
• Pour un neurone, une stimulation liminaire ou supraliminaire déclenche un potentiel d’action d’amplitude constante et maximale, quelle que soit l’intensité.
• Pour un nerf, au-dessus du seuil l’amplitude de la réponse augmente car davantage de fibres sont recrutées, puis elle atteint un maximum quand toutes le sont.
• Le codage de l’intensité se fait par un train de potentiels d’action : plus le stimulus est fort, plus la fréquence des potentiels d’action augmente.

💡 Astuce mémo

Neurone : seuil = « tout » ; Nerf : au-dessus du seuil, fibres ajoutées → « plus il y en a, plus ça monte ».

📖 6. Propagation de l’influx nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Courants locaux longitudinaux : Les courants locaux longitudinaux sont des déplacements ioniques locaux qui, autour de l’entrée de Na+, déclenchent des dépolarisations capables d’ouvrir les canaux Na+ voisins.
• Conduction saltatoire : La conduction saltatoire est une propagation du potentiel d’action par sauts de nœud de Ranvier, rendue possible par l’isolation de la myéline et l’absence de myéline aux nœuds.
• Codage fréquentiel : Le codage fréquentiel est un codage où l’information d’intensité se traduit par la fréquence des potentiels d’action dans un train de PA.

📝 Points essentiels

• Le potentiel d’action naît quand l’entrée de Na+ provoque, via les courants locaux longitudinaux, une dépolarisation de proche en proche qui ouvre des canaux Na+ à proximité pour propager le PA.
• La propagation se fait en sens unique in vivo, du corps cellulaire vers l’arborisation terminale de l’axone, tandis qu’in vitro elle peut se propager des deux côtés du point stimulé.
• Avec la myéline, les canaux Na+ ne s’ouvrent qu’aux nœuds de Ranvier et la vitesse peut atteindre 100 m·s-1, alors qu’en cas de perte de myéline la propagation est ralentie.
• Pour les fibres non myélinisées, la propagation se fait de proche en proche et la vitesse est d’environ 1 m·s-1.
• La vitesse de propagation augmente avec le diamètre de l’axone et diminue avec le froid, d’où l’usage de poches de glace sur des zones douloureuses.
• Pour une stimulation plus intense, le neurone envoie un train de potentiels d’action et l’information est portée par la fréquence: plus la stimulation est forte, plus le nombre de PA par unité de temps augmente.

📖 7. Synapses et plaque motrice

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse neuro-neuronale : La synapse neuro-neuronale est une jonction spécialisée qui permet à un neurone de transmettre un signal à une autre cellule excitable.
• Fente synaptique : La fente synaptique est l’espace entre les membranes pré- et postsynaptiques, rempli de liquide interstitiel et d’environ 20 à 30 nm.
• Plaque motrice : La plaque motrice est la jonction neuromusculaire reliant un motoneurone à la cellule musculaire cible.
• Acétylcholine : L’acétylcholine est un neurotransmetteur libéré dans la fente synaptique qui active des récepteurs postsynaptiques de type chimio-dépendant.
• Acétylcholine estérase : L’acétylcholine estérase est une enzyme de la fente synaptique qui dégrade l’acétylcholine après la stimulation.

📝 Points essentiels

• Une synapse comprend un élément présynaptique (bouton terminal et vésicules), un élément postsynaptique (récepteurs protéiques) et une fente synaptique d’environ 20 à 30 nm.
• Dans la plaque motrice, l’arrivée du PA ouvre des canaux calciques voltage-dépendants, entraînant l’exocytose de l’acétylcholine dans la fente synaptique.
• L’acétylcholine se fixe sur des récepteurs postsynaptiques qui ouvrent des canaux Na+ chimio-dépendants, provoquant une entrée massive de Na+ et la création d’un PA musculaire.
• L’acétylcholine est ensuite éliminée par l’acétylcholine estérase, et ses produits sont capturés puis recyclés par le motoneurone.

💡 Astuce mémo

PA → Ca2+ → Acétylcholine → Na+ → PA musculaire → estérase (dégradation)

📖 8. Traumatismes du système nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Traumatisme : Un traumatisme est une blessure physique causée par un choc extérieur contre l’organisme.
• Traumatisme crânien : Un traumatisme crânien est une lésion liée à une blessure de la tête pouvant entraîner plusieurs troubles cérébraux.
• Traumatisme médullaire : Un traumatisme médullaire est une blessure du rachis qui peut abîmer ou sectionner la moelle épinière.
• Tétraplégie : La tétraplégie est une paralysie touchant les 4 membres et le tronc à la suite d’une lésion médullaire haute au niveau cervical.

📝 Points essentiels

• Les traumatismes peuvent venir du travail, de la maison, des loisirs ou des accidents de circulation, et s’ils touchent les centres nerveux ils peuvent entraîner perte de connaissance, paralysie ou mort.
• Un traumatisme crânien peut provoquer perte de conscience, coma, perte de fonctions précises (langage ou mémoire), crise convulsive si le cortex est atteint, ou hémiplégie avec paralysie du côté opposé du corps.
• Dans une section de la moelle épinière, plus la lésion est haute plus les conséquences sont graves, car des fonctions vitales et motrices sont atteintes en amont.
• Une lésion au niveau des vertèbres cervicales C1-C2 provoque le décès immédiat par atteinte des fonctions de régulation cardiaques et respiratoires.
• Une lésion entre C4 et C7 entraîne une tétraplégie, tandis qu’une lésion entre C7 et L1 entraîne une paraplégie touchant les membres inférieurs et parfois une partie du tronc.
• Une lésion en dessous de L2 peut causer des douleurs sur le trajet des nerfs rachidiens (névralgie) ainsi que des troubles de l’érection et de l’incontinence.

💡 Astuce mémo

Plus la moelle est coupée haut (C1-C2), plus c’est grave : vital d’abord, puis 4 membres (C4-C7), puis jambes (C7-L1).

📖 9. Alzheimer et imagerie médicale

🔑 Notions clés & Définitions

• Maladie d’Alzheimer : La maladie d’Alzheimer est un syndrome de détérioration progressive du fonctionnement intellectuel et comportemental, avec évolution irréversible.
• Plaques séniles : Les plaques séniles sont des dépôts formés par l’accumulation d’un peptide (b-amyloïde) au niveau des neurones.
• Protéine Tau : La protéine Tau pathologique dégrade les microtubules des neurones, entraînant leur dégénérescence puis leur mort.

📝 Points essentiels

• Les lésions d’Alzheimer touchent notamment le cortex et l’hippocampe avec atrophie du cortex et de l’hippocampe ainsi qu’une dilatation des ventricules cérébraux.
• Les plaques séniles résultent d’une accumulation de peptide b-amyloïde, tandis que Tau entraîne une dégradation des microtubules menant à la mort neuronale.
• En France, la maladie touche environ 850 000 personnes, et 70 % d’entre elles ont plus de 85 ans.
• Le diagnostic est difficile et s’appuie sur un test psychométrique rapide, alors que la certitude nécessite autopsie et examen du cerveau.
• Le traitement de l’Alzheimer est symptomatique et vise à augmenter le taux d’acétylcholine.
• L’IRM, utilisée en complément du scanner, apporte des informations anatomiques et fonctionnelles de grande résolution pour de nombreuses pathologies du système nerveux, y compris celles étudiées par imagerie cérébrale.

💡 Astuce mémo

b-amyloïde fait les plaques séniles ; Tau casse les microtubules : plaques + mort neuronale.

📊 Tableaux de synthèse

Scanner (TDM/TDM) vs IRM

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre substance grise et substance blanche dans le cerveau vs la moelle : dans la moelle, la grise est interne et la blanche externe.
2. Dire que le PA suit la loi du tout ou rien pour un nerf : c’est le nerf qui obéit à la loi de recrutement des fibres (réponse augmentant puis plafonnant).
3. Croire que les stimulations liminaires et supraliminaires changent l’amplitude du PA du neurone : elle reste constante et maximale.
4. Oublier que, dans vivo, la propagation de l’influx se fait dans un seul sens (du corps cellulaire vers l’arborisation terminale), alors qu’in vitro elle peut aller des deux côtés.
5. Confondre les racines : la racine dorsale (postérieure) porte le ganglion spinal et correspond aux fibres sensitives, tandis que la racine ventrale est antérieure (motrice).
6. Confondre les méninges de l’extérieur vers l’intérieur : dure-mère puis arachnoïde puis pie-mère.
7. Mélanger synapse et plaque motrice : la plaque motrice est une synapse neuromusculaire (motoneurone ↔ cellule musculaire) avec acétylcholine et acétylcholine estérase.

✅ Checklist Examen

1. Définir l’organisation du système nerveux : SNC (encéphale + moelle) vs SNP (nerfs).
2. Localiser les 3 parties de l’encéphale (cerveau, cervelet, tronc cérébral) et donner leur rôle essentiel.
3. Décrire la moelle épinière : longueur (~45 cm jusqu’à L1), diamètre (~2,5 cm), organisation substance grise interne vs substance blanche externe, et canal de l’épendyme (LCR).
4. Classer les méninges de l’extérieur vers l’intérieur (dure-mère, arachnoïde, pie-mère) et préciser le caractère vascularisé de la pie-mère.
5. Expliquer les types de nerfs selon le sens de circulation (sensitif, moteur, mixte) et distinguer nerfs crâniens (12 paires) vs rachidiens (31 paires).
6. Décrire les racines d’un nerf rachidien (racine antérieure/ventrale vs racine postérieure/dorsale) et le ganglion spinal sur la racine dorsale.
7. Caractériser la structure du neurone : amitotique, 3 parties (corps cellulaire avec dendrites, axone unique, arborisation terminale/boutons terminaux).
8. Décrire la gaine de myéline et les nœuds de Ranvier, en associant oligodendrocytes (SNC) et cellules de Schwann (SNP).
9. Donner les valeurs et mécanismes essentiels du potentiel de repos (~-70 mV, K+ majoritaire via canaux de fuite, maintien par pompe Na+/K+ ATP dépendante).
10. Décomposer le potentiel d’action en 3 phases (dépolarisation jusqu’à +30 mV, repolarisation vers -70 mV, hyperpolarisation sous -70 mV) et relier à l’ouverture/fermeture des canaux Na+ et K+ voltage-dépendants.
11. Expliquer l’excitabilité : seuil d’excitation (rhéobase), loi du tout ou rien pour le neurone, loi de recrutement pour le nerf, et codage en fréquence du train de PA.
12. Expliquer la propagation : courants locaux longitudinaux, sens in vivo (corps cellulaire → arborisation terminale), conduction saltatoire (myéline, nœuds de Ranvier, vitesse jusqu’à 100 m·s-1) vs fibres non myélinisées (~1 m·s-1), effet du diamètre et du froid.
13. Décrire une synapse neuro-neuronale (éléments présynaptique, postsynaptique, fente synaptique ~20-30 nm) puis détailler la transmission à la plaque motrice (PA → canaux Ca2+ → exocytose acétylcholine → récepteurs Na+ chimio-dépendants → PA musculaire → acétylcholine estérase, recyclage).
14. Résumer les traumatismes : causes possibles, conséquences si centres nerveux touchés, spécificités crâniennes (perte de conscience/coma/crise/waswo) et médullaires selon le niveau (C1-C2 décès immédiat, C4-C7 tétraplégie, C7-L1 paraplégie, sous L2 douleurs névralgie + troubles érection/incontinence).