Fiche de révision : Physiologie du tissu nerveux

📋 Plan du Cours

1. Propriétés et excitabilité du nerf
2. Phénomènes électriques nerveux
3. Mécanismes ioniques de l’influx
4. Conduction et codage nerveux
5. Transmission synaptique
6. Réflexe et arc réflexe
7. Réflexes innés et classification
8. Intégration et classification des réflexes
9. Réflexe myotatique et inverse
10. Conditionnement pavlovien et skinnerien
11. Caractéristiques et rôles des réflexes acquis
12. Commande cérébrale de la motricité

📖 1. Propriétés et excitabilité du nerf

🔑 Notions clés & Définitions

• Excitabilité : L’excitabilité est la capacité d’un nerf ou d’une fibre nerveuse à répondre à une stimulation en générant un message nerveux.
• Conductibilité : La conductibilité est la capacité d’un nerf ou d’une fibre nerveuse à propager le message nerveux.
• Période réfractaire : L’intervalle minimal séparant deux stimulations pendant lequel une seconde stimulation ne produit pas de réponse.
• Rhéobase : L’intensité minimale qu’il faut appliquer à un nerf ou à une fibre pendant une durée suffisante pour obtenir une réponse.
• Chronaxie : Le temps pendant lequel il faut appliquer une intensité égale au double de la rhéobase pour obtenir une réponse.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• Une stimulation électrique du nerf sciatique d’une grenouille décérébrée et démédullée provoque la contraction du muscle gastrocnémien, ce qui montre que le nerf est excitable et conducteur.

📌 Pour une fibre nerveuse, toute intensité atteignant ou dépassant le seuil déclenche une réponse d’amplitude maximale et constante selon la loi du tout ou rien.

🔄 Processus — Dans un nerf, l’augmentation de l’intensité recrute progressivement des fibres ayant des seuils d’excitabilité différents, jusqu’à atteindre une amplitude maximale correspondant à la somme de leurs réponses.

Compléments

⚡ Les excitants peuvent être chimiques, mécaniques, électriques ou thermiques.

🧮 Formule — La période réfractaire totale est égale à la somme de la période réfractaire absolue et de la période réfractaire relative : PRT = PRA + PRR.

📌 Un nerf est d’autant plus excitable que sa rhéobase est faible et que sa chronaxie est courte.

💡 Astuce mémo

Exciter puis conduire

📖 2. Phénomènes électriques nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de repos : Une différence de potentiel d’environ −70 mV entre l’extérieur positif et l’intérieur négatif d’un axone au repos.
• Potentiel d’action : La différence de potentiel induite par une stimulation efficace et enregistrée lors de la propagation de l’influx nerveux.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🔄 Processus — Lors d’un potentiel d’action, la dépolarisation correspond à l’inversion de polarité en une zone, puis la repolarisation ramène cette zone à son état initial.

Compléments

⚡ Avec deux électrodes réceptrices à la surface du nerf, l’enregistrement est diphasique, tandis qu’avec une électrode de référence fixe ou une fibre lésée entre les électrodes, il est monophasique.

⚡ Un potentiel d’action enregistré avec des électrodes proches est dissymétrique, alors qu’il est symétrique lorsque les électrodes sont suffisamment éloignées pour que la repolarisation en R1 soit achevée avant la dépolarisation en R2.

• L’oscilloscope cathodique transforme une différence de potentiel entre les électrodes réceptrices en une déviation verticale du spot lumineux.

💡 Astuce mémo

Repos, dépolarisation, repolarisation

📖 3. Mécanismes ioniques de l’influx

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• L’extérieur de l’axone est riche en Na+ et Cl− et pauvre en K+, tandis que l’axoplasme est riche en K+ et pauvre en Na+ et Cl−.

🔄 Processus — Au repos, les canaux de fuite permettent surtout la sortie de K+ et une entrée moindre de Na+, car la membrane neuronale est plus perméable au K+ qu’au Na+; cette dissymétrie accumule des charges positives à l’extérieur.

🧮 Formule — À chaque cycle, la pompe Na+-K+ ATPase expulse 3 ions Na+ et fait entrer 2 ions K+ grâce à un transport actif nécessitant de l’énergie.

🔄 Processus — La dépolarisation résulte de l’ouverture des canaux Na+ voltage-dépendants et de l’entrée brusque et massive de Na+ dans l’axoplasme.

🔄 Processus — La repolarisation résulte de l’ouverture progressive des canaux K+ et de la sortie de K+, tandis que les canaux Na+ se ferment.

Compléments

🔄 Processus — Une sortie excessive de K+ provoque une hyperpolarisation, puis la pompe Na+-K+ rétablit les différences de concentrations initiales.

💡 Astuce mémo

Na+ entre, K+ sort

📖 4. Conduction et codage nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Codage en fréquence : Représente l’intensité d’une stimulation par la fréquence des potentiels d’action, dont l’amplitude reste constante.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🧮 Formule — Selon la méthode d’Helmholtz, la vitesse de conduction se calcule par V = (d2 − d1)/(t2 − t1), où d2 − d1 est la différence de distance et t2 − t1 la différence de temps d’arrivée.

⚡ Dans une fibre amyélinisée, la conduction est continue et progresse de proche en proche par courants locaux, tandis que dans une fibre myélinisée, elle est saltatoire entre les nœuds de Ranvier.

📌 La vitesse de conduction augmente avec le diamètre de la fibre, l’élévation de la température et la présence de myéline.

Compléments

• Selon la loi du Q10 présentée dans le cours, une augmentation de température de 10 °C multiplie par 3 la vitesse d’une réaction.

💡 Astuce mémo

Myéline = sauts rapides

📖 5. Transmission synaptique

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse neuro-neuronique : Comprend un élément présynaptique, une fente synaptique et un élément postsynaptique portant des récepteurs spécifiques et des canaux ioniques.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• Les vésicules synaptiques contenant le neurotransmetteur sont localisées dans le bouton présynaptique, tandis que les récepteurs spécifiques sont situés sur la membrane postsynaptique.

🔄 Processus — L’arrivée de l’influx dans le bouton présynaptique ouvre les canaux Ca2+; l’entrée de Ca2+ déclenche l’exocytose des vésicules et la libération du neuromédiateur dans la fente synaptique.

🔄 Processus — Le neuromédiateur se fixe aux récepteurs postsynaptiques, ouvre des canaux Na+-K+ chimiodépendants et provoque une dépolarisation suivie d’une repolarisation donnant un potentiel postsynaptique.

⚡ La sommation temporelle additionne des PPSE rapprochés provenant d’un même bouton, tandis que la sommation spatiale additionne des PPSE provenant de plusieurs synapses.

⚡ Une synapse excitatrice produit un PPSE, alors qu’une synapse inhibitrice produit un PPSI par entrée de Cl− ou sortie de K+ et donc hyperpolarisation.

Compléments

⚡ Une synapse chimique utilise un médiateur et présente un délai synaptique, tandis qu’une synapse électrique transmet directement entre des éléments accolés sans fente ni délai.

• Le curare occupe les récepteurs de l’acétylcholine et bloque la transmission, les opiacées bloquent les messages douloureux, la cocaïne empêche la dégradation de la dopamine et l’absence de Ca2+ empêche la transmission synaptique.

💡 Astuce mémo

Ca2+ déclenche l’exocytose

📖 6. Réflexe et arc réflexe

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexe : Un comportement involontaire, rapide et inconscient déclenché par une excitation.
• Arc réflexe : L’arc réflexe est le trajet parcouru par l’influx nerveux depuis le récepteur jusqu’à l’effecteur en passant par le centre nerveux.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 Selon la loi de Pflüger, une réponse involontaire à une excitation localisée est d’autant plus étendue que l’intensité de la stimulation est élevée.

🔄 Processus — Un arc réflexe comprend un récepteur sensoriel, une voie sensitive centripète, un centre nerveux, une voie motrice centrifuge et un effecteur musculaire ou glandulaire.

⚡ La racine postérieure du nerf rachidien conduit les influx sensitifs vers la moelle, tandis que la racine antérieure conduit les influx moteurs vers les muscles; le nerf rachidien est donc mixte.

Compléments

• Avec l’augmentation de l’intensité de l’acide chez la grenouille spinale, la flexion passe successivement d’une réponse localisée à une réponse unilatérale, symétrique, irradiée puis généralisée.

⚡ Un arc réflexe est monosynaptique lorsque le neurone sensitif fait directement synapse avec le motoneurone et polysynaptique lorsqu’il comporte un ou plusieurs interneurones.

• Les corps cellulaires des neurones sensitifs se trouvent dans le ganglion spinal, tandis que ceux des neurones moteurs se trouvent dans la substance grise de la moelle épinière.

💡 Astuce mémo

Récepteur → centre → effecteur

📖 7. Réflexes innés et classification

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexe myotatique : La contraction involontaire d’un muscle soumis à son propre étirement.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 Les réflexes innés sont héréditaires, présents dès la naissance, absolus, spécifiques et stéréotypés.

⚡ Les réflexes extéroceptifs possèdent des récepteurs périphériques et sont polysynaptiques, les réflexes viscéroceptifs possèdent des récepteurs à la surface des viscères et sont polysynaptiques, tandis que les réflexes proprioceptifs possèdent des récepteurs dans l’effecteur et sont monosynaptiques.

🔄 Processus — Lors de la coordination des muscles antagonistes, la moelle épinière excite les muscles extenseurs et inhibe simultanément les muscles fléchisseurs.

Compléments

• Les récepteurs du réflexe myotatique sont des fuseaux neuromusculaires disposés parallèlement aux fibres musculaires.

⚡ Les réflexes médullaires ont pour centre nerveux la moelle épinière, tandis que les réflexes cérébelleux ont pour centre nerveux le cervelet.

💡 Astuce mémo

Innés, spécifiques, adaptés

📖 8. Intégration et classification des réflexes

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexe : Une réponse spécifique et biologiquement significative à une excitation spécifique, destinée à préserver l’équilibre entre l’organisme et le milieu extérieur.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🔄 Processus — La moelle épinière joue un rôle intégrateur en contrôlant simultanément ou successivement plusieurs réflexes et en coordonnant notamment les muscles antagonistes.

🔄 Processus — Lors de la coordination de muscles antagonistes, la moelle épinière élabore un message moteur excitateur pour le muscle extenseur et un message moteur inhibiteur pour le muscle fléchisseur, qui se relâche.

⚡ Les réflexes extéroceptifs possèdent des récepteurs périphériques situés dans les organes des sens et sont polysynaptiques, tandis que les réflexes intéroceptifs possèdent des récepteurs internes.

💡 Astuce mémo

Moelle : excite l’un, inhibe l’antagoniste

📖 9. Réflexe myotatique et inverse

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexe myotatique inverse : Le relâchement d’un muscle lorsqu’il est fortement étiré.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🔄 Processus — Les fuseaux neuromusculaires, disposés parallèlement aux fibres musculaires, détectent l’étirement et génèrent un influx nerveux sensitif conduit vers le centre nerveux, qui déclenche la contraction du muscle étiré.

Compléments

• La percussion du tendon rotulien ou achilléen provoque la contraction brutale du muscle correspondant, entraînant respectivement l’extension de la jambe ou du pied.

• Le muscle possède deux types de récepteurs : les fuseaux neuromusculaires situés dans la masse musculaire et les organes tendineux de Golgi localisés dans les tendons.

🔄 Processus — Lorsqu’un muscle antagoniste est fortement étiré et se relâche, le muscle opposé se contracte.

💡 Astuce mémo

Étirement → contraction ; excès → relâchement

📖 10. Conditionnement pavlovien et skinnerien

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexe conditionnel : Une réponse acquise par association et apprentissage, nécessitant l’intervention du cerveau et l’établissement d’une nouvelle liaison nerveuse fonctionnelle.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🔄 Processus — Dans l’expérience de Pavlov, l’association répétée d’un son de métronome avec la présentation de viande transforme le son, initialement stimulus neutre, en stimulus efficace déclenchant la salivation sans viande.

⚡ Le réflexe pavlovien, ou répondant, est une réponse à des stimuli de l’environnement, tandis que le réflexe skinnerien, ou opérant, résulte d’une action de l’animal sur son milieu.

🔄 Processus — Dans l’expérience de Skinner, le rat appuie d’abord accidentellement sur un levier, puis répète cette action de plus en plus souvent parce qu’elle est suivie de l’obtention de nourriture.

Compléments

📌 Une récompense constitue un renforcement positif, tandis qu’une punition constitue un renforcement négatif.

• Le conditionnement de Pavlov exige que le chien soit éveillé et attentif, car le sommeil ou la distraction retardent ou empêchent l’établissement du réflexe conditionnel.

💡 Astuce mémo

Pavlov répond ; Skinner agit

📖 11. Caractéristiques et rôles des réflexes acquis

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

⚡ Les réflexes conditionnels sont acquis par l’expérience personnelle, individuels parce que leur acquisition varie selon les individus, et temporaires parce qu’ils s’atténuent puis disparaissent sans renforcement.

🔄 Processus — Si le son du métronome est présenté plusieurs fois sans viande, la salivation diminue progressivement et le réflexe conditionnel finit par disparaître.

• Les réflexes conditionnels permettent de développer des capacités adaptatives et des automatismes, notamment les habitudes, le dressage animal, la conduite, le vélo, la gymnastique, la parole, l’écriture, la lecture et les comportements sociaux.

Compléments

📌 L’établissement d’un réflexe conditionnel exige de définir et d’isoler précisément le stimulus, car un son différent de celui utilisé pendant le conditionnement peut diminuer ou empêcher la salivation.

💡 Astuce mémo

Acquis, individuel, temporaire

📖 12. Commande cérébrale de la motricité

🔑 Notions clés & Définitions

• Comportement volontaire : Une activité spontanée, imprévisible, qui ne constitue pas la réponse à une excitation et que l’individu peut commencer, poursuivre ou interrompre librement.
• Aires motrices : Des territoires spécialisés du cortex cérébral qui commandent la motricité des différentes parties du corps.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

🔄 Processus — Après ablation des deux hémisphères cérébraux, un chien ou un pigeon perd toute activité spontanée, mais peut encore marcher s’il est poussé, avaler si un aliment est introduit dans sa bouche ou voler s’il est lancé en l’air.

• L’ablation du cortex de l’hémisphère gauche chez un singe entraîne une paralysie du côté droit, et l’ablation d’un hémisphère chez l’homme entraîne une paralysie totale du côté opposé.

Compléments

🔄 Processus — L’excitation d’un territoire précis de l’aire motrice déclenche le mouvement d’une partie précise du corps.

💡 Astuce mémo

Chaque hémisphère commande le côté opposé

📊 Tableaux de synthèse

Types de conduction nerveuse

Types de synapses

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. L’excitabilité ne désigne pas la propagation du message, qui relève de la conductibilité.
2. Le potentiel de repos ne correspond pas à l’absence de charges, mais à une différence de potentiel entre les deux faces de la membrane.
3. La concentration élevée de K+ caractérise l’intérieur, alors que celle de Na+ caractérise l’extérieur.
4. La conduction saltatoire ne se fait pas sous la gaine de myéline, qui est isolante.
5. Les vésicules et les récepteurs ne se trouvent pas sur la même membrane.
6. Un réflexe est involontaire, contrairement à un comportement volontaire.
7. Un réflexe inné n’est pas acquis par conditionnement.