La communication nerveuse

Le cours

1. Introduction\n\nLe système nerveux permet la communication rapide dans l'organisme via des signaux électriques et chimiques. Cette leçon explore la nature et la transmission du message nerveux, de la perception d'un stimulus (piqûre) à la réponse motrice (lâcher l'outil).\n\n## 2. Nature du message nerveux : le potentiel d'action\n\nA. Potentiel de membrane (ou de repos)\nAu repos, le neurone maintient une différence de potentiel électrique de part et d'autre de sa membrane : l'intérieur est négatif (-70 mV) par rapport à l'extérieur. C'est le potentiel de repos.\n- Il est dû à la pompe Na+/K+ (ATPase) qui expulse 3 Na+ pour faire entrer 2 K+, créant un gradient ionique.\n- La membrane est plus perméable au K+ qu'au Na+ au repos.\n\nB. Potentiel d'action (PA)\nLorsqu'un stimulus dépasse un seuil (environ -55 mV), il déclenche un potentiel d'action, signal électrique qui se propage le long de l'axone.\n\nPhases du PA (en un point de la membrane) :\n1. Dépolarisation : Ouverture des canaux voltage-dépendants Na+, entrée massive de Na+ → inversion de la polarité (intérieur devient positif, +30 mV).\n2. Repolarisation : Fermeture des canaux Na+, ouverture des canaux K+, sortie de K+ → retour vers le potentiel de repos.\n3. Hyperpolarisation transitoire : Sortie excessive de K+ rend l'intérieur légèrement plus négatif que le repos, puis retour à -70 mV.\n\nPropriétés du PA : Loi du tout ou rien (amplitude constante), période réfractaire (impossible de déclencher un nouveau PA immédiatement).\n\nDescription du schéma 7 : Courbe du potentiel d'action\nGraphique avec en abscisse le temps (ms), en ordonnée le potentiel membranaire (mV). Représenter : (1) ligne de potentiel de repos à -70 mV, (2) un seuil à -55 mV, (3) une courbe montant brusquement jusqu'à +30 mV (dépolarisation), (4) redescente rapide (repolarisation), (5) léger creux en dessous de -70 mV (hyperpolarisation), puis retour à la ligne de base. Légender chaque phase.\n\n## 3. Structure du neurone\n\nLe neurone est la cellule unité du système nerveux.\n- Corps cellulaire (soma) : Contient le noyau et les organites.\n- Dendrites : Prolongements récepteurs des signaux entrants.\n- Axone : Prolongement unique conduisant le PA vers d'autres cellules. Peut être myélinisé (gainé de myéline formée par les cellules de Schwann (SNP) ou les oligodendrocytes (SNC)). La myéline accélère la conduction par saltatoire (de nœud de Ranvier en nœud).\n- Terminaisons axonales (boutons synaptiques) : Lieu de transmission du signal à la cellule suivante.\n\nDescription du schéma 8 : Structure d'un neurone moteur\nDessiner un neurone typique : (1) corps cellulaire avec noyau, (2) dendrites ramifiées, (3) axone unique partant du cône d'émergence, (4) gaine de myéline (en segments), (5) nœuds de Ranvier, (6) boutons synaptiques à l'extrémité. Indiquer la direction de conduction du PA (du corps cellulaire vers les boutons).\n\n## 4. Structure du nerf\n\nUn nerf est un faisceau de fibres nerveuses (axones) regroupées par du tissu conjonctif.\n- Épineurium : Enveloppe externe du nerf.\n- Périneurium : Entoure chaque fascicule (faisceau d'axones).\n- Endoneurium : Entoure chaque fibre nerveuse (axone + gaine de myéline).\n\nDescription du schéma 9 : Coupe transversale d'un nerf\nReprésenter un cercle (nerf) divisé en plusieurs fascicules. Chaque fascicule contient de nombreux petits cercles (axones en coupe). Entourer le nerf d'une ligne (épineurium), chaque fascicule d'une ligne (périneurium). Légender.\n\n## 5. La synapse : transmission du message\n\nLa synapse est la zone de communication entre deux neurones (ou entre un neurone et un muscle/glande).\n\nA. Structure de la synapse chimique\n1. Élément présynaptique (bouton du neurone émetteur) : Contient des vésicules synaptiques remplies de neurotransmetteur (ex : acétylcholine, dopamine).\n2. Fente synaptique (20-50 nm) : Espace extracellulaire.\n3. Élément postsynaptique (membrane du neurone ou muscle récepteur) : Possède des récepteurs spécifiques au neurotransmetteur.\n\nB. Mécanisme de transmission synaptique\n1. Arrivée du PA au bouton présynaptique.\n2. Ouverture des canaux Ca²⁺ voltage-dépendants, entrée de Ca²⁺.\n3. Exocytose des vésicules : Libération du neurotransmetteur dans la fente.\n4. Fixation du neurotransmetteur sur ses récepteurs postsynaptiques.\n5. Ouverture de canaux ioniques postsynaptiques (Na+, K+, Cl-).\n\nC. Types de synapses\n- Synapse excitatrice (EPSP) : Le neurotransmetteur (ex : glutamate) ouvre des canaux Na+ → dépolarisation locale (potentiel postsynaptique excitateur) qui peut, si la somme des EPSP atteint le seuil, déclencher un PA dans le neurone postsynaptique.\n- Synapse inhibitrice (IPSP) : Le neurotransmetteur (ex : GABA) ouvre des canaux K+ ou Cl- → hyperpolarisation locale (potentiel postsynaptique inhibiteur), rendant plus difficile l'atteinte du seuil.\n\nDescription du schéma 10 : Transmission synaptique excitatrice\nReprésenter : (1) un axone présynaptique avec vésicules, (2) la fente synaptique, (3) une dendrite postsynaptique. Montrer les étapes : PA arrivant, flèche Ca²⁺ entrant, vésicules fusionnant avec la membrane, neurotransmetteurs (points) se fixant sur des récepteurs (en forme de Y), ouverture de canaux Na+ postsynaptiques, entrée de Na+. Légender chaque élément.\n\n## 6. Intégration neuronale\n\nUn neurone reçoit des centaines de signaux synaptiques (excitateurs et inhibiteurs). Il effectue une sommation spatiale et temporelle de ces potentiels postsynaptiques. Un PA est émis au niveau du cône d'émergence de l'axone si la somme dépasse le seuil.\n\n## 7. Application à la situation de la piqûre (réflexe myotatique)\n\n1. Récepteurs (nocicepteurs de la peau) génèrent des PA.\n2. Neurones afférents (sensitifs) conduisent le signal vers la moelle épinière.\n3. Synapse dans la moelle avec un interneurone inhibiteur et un motoneurone.\n4. Le motoneurone envoie un PA aux muscles fléchisseurs de la main.\n5. Réponse : Contraction des fléchisseurs → lâcher de l'outil. C'est un arc réflexe rapide, involontaire.\n\n## 8. Perturbations et pathologies (liens avec la leçon suivante sur les drogues)\n\nCertaines substances (drogues, toxines, médicaments) modulent la transmission synaptique : agonistes (mimétiques) ou antagonistes (bloqueurs) des neurotransmetteurs. Exemple : le curare bloque les récepteurs à l'acétylcholine à la synapse neuro-musculaire → paralysie.