Le système nerveux

1. Le système nerveux Collège Lionel-Groulx

2. Plan du cours • Les différentes divisions du système nerveux • Les neurones et les cellules gliales • Transport transmembranaire chez les cellules • Changements de potentiel de membrane • Déplacement de l’influx le long de l’axone • Transmission de l’influx d’une cellule à une autre • Intégration nerveuse Collège Lionel-Groulx

3. Les différentes parties du système nerveux • Système nerveux • Système nerveux central (SNC) • Encéphale • Moelle épinière • Système nerveux périphérique (SNP) • Division sensitive (afférente) • Division motrice (efférente) Collège Lionel-Groulx

4. Organisation du système nerveux Collège Lionel-Groulx

5. Les divisions du SNP efférent Collège Lionel-Groulx

6. Voyage de l’information nerveuse Collège Lionel-Groulx

7. Exemple 1: Régulation de la respiration • Déséquilibre: [CO2] (affecte le pH) • Détection par des chimiorécepteurs • Influx nerveux envoyé au SNC via le SNP division sensorielle (afférente) • Analyse et prise de décision par les centres de régulation de la respiration du SNC (bulbe rachidien) • Influx nerveux envoyé au diaphragmes et muscles intercostaux via le SNP division motrice (efférente) • Changement de la freq. resp., retour à la normale du CO2 et du pH - Système cardiovasculaire -

8. Exemple 2: Arc réflexe Collège Lionel-Groulx

9. Structure fine du système nerveux • Réseau de centaine de millions de cellules appelées « neurones » • Ces cellules sont responsables de transmettre les influx nerveux • Elles sont accompagnées de cellules « gliales » • Celles-ci soutiennent les cellules nerveuses, mais on a trouvé récemment que leur rôle était beaucoup plus complexe Collège Lionel-Groulx

10. Les neurones et leurs parties Collège Lionel-Groulx

11. Les cellules gliales • Aussi appelées gliocytes • 10 à 50 gliocytes par neurone • Il existe plusieurs types de gliocytes: • Astrocytes: soutien dans le SNC, barrière hémato-encéphalique • Oligodendrocytes: gaine de myéline dans le SNC • Neurolemmocytes (cellules de Schwann): gaine de myéline dans le SNP Collège Lionel-Groulx

12. Les cellules gliales • On a récemment découvert que des cellules gliales pouvaient communiquer avec les neurones et participer à la transmission et la modulation de signaux nerveux Collège Lionel-Groulx

13. La gaine de myéline Collège Lionel-Groulx

14. Transport transmembranaire • La membrane plasmique est sélectivement perméable • Elle peut choisir ce qui entre et sort grâce à des protéines de transport appelées pompes ou canaux • Le mode de transport dépend de deux facteurs: • La nature du soluté à transporter • Le gradient électrochimique de part et d’autre de la membrane Collège Lionel-Groulx

15. Transport membranaire • Passage facile … • Molécules hydrophobes : • Lipides, hydrocarbures, acides gras • Vitamines • Gaz : • CO2, O2 • Petites molécules (eau) • Passage difficile ou imperméable : • Molécules hydrophiles : • Molécules polaires • Grosses molécules (glucides, acides aminés) • Ions, molécules chargées Collège Lionel-Groulx

16. Types de transport transmembranaire • Dans le sens du gradient: • Diffusion simple (molécules neutres) • Diffusion facilitée (molécules chargées ou polaires) • Contre le gradient • Transport actif (toute molécule, nécessite de l’énergie) • Macromolécules (actif) • Endocytose (la cellule « avale ») • Exocytose (la cellule « crache ») Collège Lionel-Groulx

17. Types de transport transmembranaire Collège Lionel-Groulx

18. Endocytose (pino) et exoytose L’exocytose est exactement l’inverse… Collège Lionel-Groulx

19. Potentiel de membrane • Les cellules possèdent des pompes électrogènes (pompes à H+, Na+/K+, etc.) • Celles-ci génèrent un potentiel de membrane négatif (d’où le nom électrogène) • Ce potentiel est appelé potentiel de repos pour les cellules nerveuses • Les neurones ont la capacité de changer rapidement ce potentiel de membrane Collège Lionel-Groulx

20. Dépolarisations et hyperpolarisation • Les cellules sont polarisées (négativement) lorsqu’au repos • Lorsque le potentiel de membrane change pour se rapprocher de zéro: dépolarisation • Lorsque le potentiel de membrane change pour s’éloigner de zéro: hyperpolarisation Collège Lionel-Groulx

21. Concentrations ioniques autour de la cellule Qu’arrive-t-il si on ouvre un: • Canal à sodium? • Canal à potassium? • Canal à chlore? Collège Lionel-Groulx

22. Changements de potentiel • C’est la concentration de certains ions qui va varier grâce à l’ouverture de certains canaux ioniques • Dépolarisation: entrée d’ions positifs (Na+) • Hyperpolarisation: sortie d’ions positifs (K+) ou entrée d’ions négatifs (Cl-) Collège Lionel-Groulx

23. Dépolarisation graduelle et influx nerveux • Les changements de potentiels peuvent être gradués (petits, moyens, grands…) • Si la dépolarisation atteint le seuil d’excitation: c’est le potentiel d’action ou influx nerveux • L’influx nerveux n’est pas gradué: il est du type « tout ou rien » Collège Lionel-Groulx

24. Graphiquement… Collège Lionel-Groulx

25. Le secret des neurones: les canaux à ouverture contrôlée • Les neurones changent leur potentiel de membrane par diffusion facilitée • Les neurones ont des canaux dont l’ouverture est contrôlée • Il y a deux sortes de canaux à ouverture contrôlée • Canaux tensiodépendants: potentiel électrique • Canaux chimiodépendants: présence d’un ligand Collège Lionel-Groulx

26. Collège Lionel-Groulx

27. Propagation de l’influx le long de l’axone • L’axone est dépolarisé région par région • L’influx voyage de façon unidirectionnelle • À votre avis, pourquoi la transmission de l’influx est-elle unidirectionnelle? Collège Lionel-Groulx

28. Propagation de l’influx le long de l’axone • L’axone est dépolarisé région par région • L’influx voyage de façon unidirectionnelle grâce à la période réfractaire • Deux facteurs font varier la vitesse de la transmission de l’influx: • Diamètre du neurone • Gaine de myéline: conduction saltatoire Collège Lionel-Groulx

29. Propagation de l’influx Collège Lionel-Groulx

30. Conduction saltatoire: 150 m/s Collège Lionel-Groulx

31. Transmission de l’influx nerveux d’une cellule à une autre • Deux types de transmission: • Électrique • Chimique • La transmission se fait au niveau du synapse: jonction entre deux cellules nerveuses adjacentes Collège Lionel-Groulx

32. Transmission synaptique électrique: très rapide Collège Lionel-Groulx

33. La transmission synaptique chimique • Plus lente mais moins « contraignante » que la transmission électrique • Se fait grâce à des canaux ioniques à ouverture contrôlée: les canaux chimiodépendants • Nécessite l’utilisation de messagers chimiques semblables aux hormones: les neurotransmetteurs Collège Lionel-Groulx

34. Synapse chimique Collège Lionel-Groulx

35. L’effet de différentes drogues sur la transmission synaptique www.aqua-bio.net Collège Lionel-Groulx

36. Intégration nerveuse • Un seul neurone peut avoir des milliers de synapses • La fonction de chaque synapse peut varier: • Synapses excitatrices • Synapses inhibitrices Collège Lionel-Groulx

37. Intégration nerveuse Collège Lionel-Groulx

38. Intégration nerveuse • Chaque neurotransmetteur peut induire un PPSE ou un PPSI • La réponse postsynaptique dépend du type de canal ionique ouvert par le neurotransmetteur • Un seul PPSE ne suffit habituellement pas à déclencher un potentiel d’action • La sommation de divers PPS permet d’atteindre ou non le seuil d’excitation Collège Lionel-Groulx

39. Les types de sommation • Sommation temporelle • Un même neurone provoque plusieurs PPSE successifs permettant d’atteindre le seuil • Sommation spatiale • Différents neurones provoquent simultanément plusieurs PPSE permettant d’atteindre le seuil Collège Lionel-Groulx

40. Les types de sommation Collège Lionel-Groulx