Régulation et système nerveux chez les animaux

1. Régulation et système nerveux chez les animaux Caractériser la structure et le rôle des cellules nerveuses Pp. 1117 - 1122

2. Vue d’ensemble de la structure cellulaire du système nerveux Le système nerveux a trois principales fonctions

3. Le système nerveux a trois principales fonctions • Les trois fonctions du système nerveux • Réception d’informations sensorielles • Récepteurs sensoriels (processus externes et internes) • Informations sensorielles • Intégration • Interprétation des informations sensorielles • Détermination des réactions appropriées • Dans le système nerveux central (SNC = encéphale et moelle épinière) • Émission de commandes motrices • Influx nerveux du SNC vers cellules effectrices (glandes ou muscles) • Influx voyage par les nerfs (système nerveux périphérique = SNP)

4. Vue d’ensemble de la structure cellulaire du système nerveux Des réseaux complexes de neurones constituent un système nerveux

5. Des réseaux complexes de neurones constituent un système nerveux • Deux types de cellules composent le SN • Gliocytes (cellules gliales) • Divers rôles dont le soutien et la protection des neurones • Neurones • Unité structurale et fonctionnelle dy système nerveux

6. Des réseaux complexes de neurones constituent un système nerveux • Structure du neurone • Corps du neurone • Contient le noyau et les autres organites • Cône d’implantation • Rôle clé dans la transmission et l’intégration des messages nerveux • Deux types de prolongements • Dendrites • Courtes et ramifiées • Reçoivent des informations de l’environnement et du milieu interne et des messages transmis par d’autres cellules nerveuses • Transmettent l’information au corps du neurone

7. Des réseaux complexes de neurones constituent un système nerveux

8. Des réseaux complexes de neurones constituent un système nerveux • Structure du neurone (suite) • Deux types de prolongements (suite) • Axone • Plus long que les dendrites (peut mesurer plus d’un mètre) • Transmet aux autres cellules les messages émis par le corps du neurone • Gaine de myéline (voir gliocytes) • Corpuscule nerveux terminal • Libération de neurotransmetteurs afin transmettre le message aux autres cellules • Synapse (jonction entre un corpuscule nerveux terminal et une cellule cible) • Cellules présynaptiques et postsynaptiques • Pour un même neurone, il peut y en avoir des centaines ou des milliers

9. Des réseaux complexes de neurones constituent un système nerveux

10. Des réseaux complexes de neurones constituent un système nerveux • Arc réflexe: le circuit le plus simple • Arc réflexe • Neurone sensitif • Reçoit les informations d’un neurone sensoriel • Transmet l’information à un centre d’intégration d’où part le neurone moteur • Neurone moteur • Transmet le message à une cellule effectrice (musculaire ou glande) • Interneurone • Interviennent entre les récepteurs sensoriels et les cellules effectrices pour organiser ou intégrer les comportements les plus adaptés

11. Des réseaux complexes de neurones constituent un système nerveux

12. Des réseaux complexes de neurones constituent un système nerveux • Gliocytes (cellules gliales ou de soutien) • Essentiels à l’intégrité structurale du système nerveux et au fonctionnement normal des neurones • 10 à 50 gliocytes par neurone • Elles ont des fonctions complexes • Astrocytes assurent un soutien structural et métabolique • Constituent (en formant des jonctions serrées) la barrière hémato-encéphalique • Oligodendrocytes (SNC) et neurolemmocytes (cellules de Schwann SNP) forment la gaine isolante de l’axone: la gaine de myéline • Non conductrice et isole électriquement les axones

13. Des réseaux complexes de neurones constituent un système nerveux

14. Régulation et système nerveux chez les animaux Expliquer la transmission de l’influx nerveux le long d’un neurone Pp. 1122 - 1128

15. La nature des messages nerveux Chaque cellule génère une tension transmembranaire: le potentiel de membrane

16. Chaque cellule génère une tension transmembranaire: le potentiel de membrane • Le potentiel de membrane • Toutes les cellules présentent une différence de charge électrique entre les deux faces de leur membrane = potentiel de membrane • Il y a plus d’anions à l’intérieur qu’à l’extérieur • -50 à -100 mV (millivolts) pour les cellules animales • Potentiel de repos d’un neurone = -70 mV

17. Chaque cellule génère une tension transmembranaire: le potentiel de membrane • Maintien du potentiel de membrane par la cellule • La membrane a une perméabilité sélective • Nécessité de protéines de transport ou de canaux ioniques pour que les ions traversent • Les canaux sont sélectifs et leur nombre détermine la perméabilité • + perméable au K qu’au Na Comment ces concentrations peuvent-elles être maintenues?

18. Chaque cellule génère une tension transmembranaire: le potentiel de membrane • Maintien du potentiel de membrane par la cellule (suite). • La pompe Na-K permet de maintenir certains gradients ioniques de part et d’autre de la membrane. • Elle engendre ainsi un potentiel de membrane stable

19. Les variations du potentiel de membrane d’un neurone donnent naissance aux influx nerveux • Seules les neurones et les cellules musculaires sont des cellules excitables (variation dans potentiel de membrane) • Potentiel de repos • Canaux ioniques à ouverture contrôlée • Chimiodépendants: s’ouvrent ou se ferment en réaction à un stimulus chimique • Tensiodépendants: s’ouvrent ou se ferment en réaction à une variation de potentiel électrique • Spécifiques • Chaque type joue un rôle important dans la production et la transmission des impulsions

20. Les variations du potentiel de membrane d’un neurone donnent naissance aux influx nerveux • Potentiels gradués: hyperpolarisation et dépolarisation • Hyperpolarisation • Augmente la tension • Par exemple par la sortie de K du cytosol • Dépolarisation • Diminution de la tension • Par exemple par l’ouverture des canaux à Na pour qu’il entre dans la cellule • Potentiels gradués • Ils sont gradués car leur amplitude dépend de l’intensité du stimulus • Plus le stimulus est grand, plus grand sera le changement de potentiel de la membrane

21. Les variations du potentiel de membrane d’un neurone donnent naissance aux influx nerveux • Potentiels d’action: dépolarisation du type tout ou rien • Seuil d’excitation • Valeur de tension de membrane à laquelle se déclenche le potentiel d’action • Seulement possible dans l’axone • Généralement déclenché par une dépolarisation graduée dans une dendrite ou le corps du neurone • Est supérieur de 15 à 20 mV au potentiel de repos (-50 à -55 mV) pour l’axone

22. Les variations du potentiel de membrane d’un neurone donnent naissance aux influx nerveux • Potentiels d’action: dépolarisation du type tout ou rien • Le potentiel d’action de l’axone est l’influx nerveux • Évènement non gradué du type tout ou rien • L’amplitude du potentiel d’action est indépendant de l’intensité du stimulus dépolarisant de départ • Une fois déclenché le potentiel d’action, le potentiel de membrane passe par une série prédéterminée de changements (figure) • Le potentiel d’action apparaît parce que la membrane comprend des canaux tensiodépendants.

24. Les variations du potentiel de membrane d’un neurone donnent naissance aux influx nerveux • Potentiels d’action: dépolarisation du type tout ou rien • Le potentiel d’action de l’axone est l’influx nerveux (suite) • Évènement non gradué du type tout ou rien (suite) • Le potentiel d’action apparaît parce que la membrane comprend des canaux tensiodépendants (2 types). • Période réfractaire durant laquelle la vanne d’inactivation et d’activation du Na sont fermées qui ne permet pas de potentiel d’action • Si les potentiels d’action sont des phénomènes tout ou rien et ne dépend pas de l’intensité du stimulus, comment peut-on distinguer les stimulus forts des stimulus faibles?

25. Les variations du potentiel de membrane d’un neurone donnent naissance aux influx nerveux • Potentiels d’action: dépolarisation du type tout ou rien • Le potentiel d’action de l’axone est l’influx nerveux (suite) • Évènement non gradué du type tout ou rien (suite) • Si un stimulus est intense il produit des potentiels d’action de manière répétitive. Plus un stimulus est intense, plus l’intervalle entre les potentiels d’action diminue jusqu’à ce qu’il atteigne la limite fixée par la période réfractaire

26. Les influx nerveux se propagent le long de l’axone • Le potentiel d’action initial ne voyage pas • Les ions Na qui pénètrent dans la cellule créent un courant électrique qui dépolarise la région voisine • Cette région voisine se dépolarise jusqu’à atteindre le potentiel d’action et ainsi de suite… • Il n’y a pas de potentiel d’action vers l’arrière car durant la période réfractaire, aucun potentiel d’action n’est possible

27. Les influx nerveux se propagent le long de l’axone • Facteurs influençant la vitesse de propagation • Diamètre de l’axone • Conduction saltatoire

28. Régulation et système nerveux chez les animaux Expliquer la transmission synaptique Pp. 1122 - 1128

29. La nature des messages nerveux La communication intercellulaire chimique ou électrique s’établit dans les synapses

30. La communication intercellulaire chimique ou électrique s’établit dans les synapses • Synapses électriques • Permettent de passer directement de la cellule présynaptique à la cellule postsynaptique • Jonctions ouvertes (canaux intercellulaires • Synchronisent l’activité des neurones qui doivent assurer des mouvements rapides • Moins courantes que les synapses chimiques

31. La communication intercellulaire chimique ou électrique s’établit dans les synapses • Synapses chimiques • Comprend un espace étroit la fente synaptique qui sépare la cellule présynaptique de la cellule post synaptique • Les cellules ne sont donc pas couplées électriquement • Le potentiel d,action qui arrive aux corpuscules nerveux sont convertis en information chimique

32. La communication intercellulaire chimique ou électrique s’établit dans les synapses • Synapses chimiques • Composantes • Vésicules synaptiques • Neurotransmetteur (Un neurone sécrète habituellement un seul neurotransmetteur mais peut en recevoir plusieurs • Membrane présynaptique (sécrète neurotransmetteur) • Sa dépolarisation fait pénétrer des ions Ca • Ce phénomène amène les vésicules à fusionner avec la membrane et à déverser par exocytose le neurotransmetteur dans la fente synaptique • Des milliers de vésicules peuvent réagir simultanément

33. La communication intercellulaire chimique ou électrique s’établit dans les synapses • Synapses chimiques • Composantes (suite) • Membrane postsynaptique • Spécialisée dans la réception de médiateurs chimiques • Les récepteurs sont des protéines • Les récepteurs sont associés à des canaux ioniques sélectifs • Un récepteur donné est adapté à un certain type de neurotransmetteur • Lorsque le récepteur est lié à un neurotransmetteur, la vanne du canal chimiodépendant s’ouvre et laisse passer certains ions • Le mouvement d’ions causé par la liaison modifie le potentiel de la membrane de la cellule postsynaptique en la dépolarisant ou l’hyperpolarisant. • Le neurotransmetteur est ensuite rapidement supprimé: dégradé ou capté par les cellules nerveuses voisines • L’influx ne voyage que dans un seul sens également…