LES ORGANES DES SENS. Anne Briançon Marjollet TIS 5, Octobre 2011

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1 LES ORGANES DES SENS Anne Briançon Marjollet TIS 5, Octobre 2011

2 Plan Gustation Olfaction Audition Equilibre Visioni

3 Plan Gustation Olfaction Audition Equilibre Vision

4 Les Sens Chimiques Gustation et olfaction: Sens chimiques Détection de molécules chimiques dans l environnement Comprend d autres sens plus ou moins conscients: substances chimiques irritantes sur la peau, chémorécepteurs carotidiens (O2 et CO2), chémorécepteurs sensibles à l aciditédans dans les muscles (sensation de brûlure), Mais sens différents car Récepteurs de structure et fonctionnement cto e tdifférents Voies sensorielles et intégration corticale distinctes Influence différente sur le comportement Sens en rapport avec nos besoins fondamentaux: faim, soif, émotion, désir sexuel,.

5 LA GUSTATION : la langue Muscles: Extrinsèques / Intrinsèques Muqueuse portant les papilles: Caliciformes (=circumvallées), Foliées, Filiformes, Fungiformes

6 LA GUSTATION : la langue Mise en évidence des papilles par des colorants:

7 LA GUSTATION : la langue En l absence de sensation olfactives, les saveurs se décomposent en quatre goûts fondamentaux: Salé Acide Amer Sucré Umami au Japon Les récepteurs gustatifs sensibles à chaque saveur fondamentale sont situés en plus grand nombre dansdes des régions différentes de la langue

8 LA GUSTATION : les bourgeons du gout Chaque papille présente de une à plusieurs centaines de bourgeons gustatifs. Dans chaque bourgeon se trouvent 50 à Dans chaque bourgeon se trouvent 50 à 150 cellules réceptrices de goût (cellules gustatives).

9 LA GUSTATION : la neurotransmission

10 LA GUSTATION : les voies sensorielles afférentes Via les nerfs crâniens Facial (VII) Glossopharyngien (IX) Vague (X) Relais dans le tronc cérébral Relais dans le thalamus Arrive au cortex gustatif primaire i

11 Rappel: les 12 nerfs crâniens SNC Mixte SNP autonome et somatique SNP somatique I: N. Olfactif II: N. Optique III: N. Oculomoteur IV: N. Trochléaire V: N. Trijumeau VI: N. Abducens VII: N. Facial VIII: N. Vestibulaire et auditif IX: N. Glossopharyngien X: N. Vague XI: N. Spinal accessoire XII: N. Hypoglosse

12 LA GUSTATION : implication des autres sens D autres sens sont impliqués dans la perception des goûts, permettant de diversifier lapalette degoûts perçus : L olfaction: le bouquet des vins, l'arôme du café, une substance avariée, Les sensations tactiles: til les saveurs farineuses, la différence de consistance it entre une glace au chocolat et un gâteau au chocolat,. L audition: les saveurs croustillantes et gazeuses Les sensations thermiques: glace vs gâteau au chocolat Le sens du goût s'affine avec l'habitude et avec l'âge Il s'affaiblit par l'abus de mets épicés, d'alcool et de tabac, dans certaines circonstances (médicaments, mycose de la bouche, rhume,etc...) Il augmente avec certaines substances telles le glutamate qui, ajouté à certains aliments abaisse le seuil d'excitabilité dexcitabilité des récepteurs gustatifs.

13 Plan Gustation Olfaction Audition Equilibre Visioni

14 L OLFACTION Se combine au goût pour reconnaître les aliments et accroître le plaisir de les déguster Avertit de dangers (substance avariée, odeur de fumée, ) Mode de communication: phéromones. Vrai surtout chez les animaux, mais aussi chez l humain On pourrait percevoir plusieurs centaines de milliers d odeurs Seulement 20% correspondent à des odeurs agréables L expérience renforce les capacités olfactives: ex parfumeurs ou fabricants de whisky qui peuvent différencier odeurs

15 L OLFACTION: Le nez L épithélium Lépithélium olfactif, fine couche de cellules recouverte de mucus, tapisse la partie supérieure de la cavité nasale Les axones de récepteurs passent à travers la plaque cribiforme de l os ethmoïde Ils forment le nerf olfactif, allant projeter dans le bulbe olfactif Du bulbe part le tractus olfactif, qui transmet les informations au cerveau

16 L OLFACTION: Le nez

17 L OLFACTION: L épithélium olfactif Les neurones olfactifs ne vivent que 2 mois environ: les cellules basales permettent leur renouvellement constant 30 millions de cellules olfactives ciliées dans l épithélium à l aide desquelles nous pouvons discerner ~ 1000 groupes différents de molécules odorantes Les cellules réceptrices sont assez peu sélectives pour leurs stimulus

18 L OLFACTION: La transduction du signal Contrairement au goût: un seul type de voie de transduction Passe P par RCPG Rôle essentiel de l AMPc

19 L OLFACTION: Les voies centrales Neurones olfactifs de second ordre organisés en glomérules (cellules mitrales) Chaque glomérule reçoit les informations provenant de cellules exprimant le même sous type de récepteur olfactif Directement vers le système limbique et le cortex: pas de relais li thalamique

20 Plan Gustation Olfaction Audition Equilibre Visioni

21 LE SON Le son est une variation de la pression de l air engendrée par les vibrations des objets, comme les cordes vocales ou la membrane d un haut parleur Cette variation déclenche un mouvement de molécules d air appelé ondes sonores La fréquence est le nombre d ondes sonores par seconde. Elle détermine la hauteur du son. Plus une corde vocale vibre rapidement,,plus la voix est haute. L oreille humaine réagit aux sons de 15 à hertz (langage : de 500 à 3000 hertz) L amplitude correspond à la hauteur de l onde. Elle détermine l intensité des sons, laquelle se mesure en décibels

22 LE SON Exposition répétée et/ou prolongée au delà de 90dB: possibilité de dommages définitifs Au delà de 120dB: danger immédiat

23 L AUDITION: L oreille Oreille externe: Pavillon : aide à la conduction du son Conduit auditif externe (3cm): poils, glandes sébacées et cérumineuses Tympan: membrane qui limite l oreille externe / moyenne Oreille moyenne: les osselets La trompe d Eustache Relie l oreille au pharynx Oreille interne: Oreille interne: Canaux semi circulaires et vestibule: équilibre Cochlée: audition

24 L AUDITION: L oreille moyenne Osselets = les + petits os du corps Marteau: en lien avec le tympan Enclume Etrier: au contact de la fenêtre ovale = trou des os du crâne, recouvert d une membrane, derrière lequel se trouve la cochlée

25 L AUDITION: L oreille interne Egalement appelée labyrinthe Labyrinthe osseux dans l os temporal Comprenant 3 cavités: Canaux semi circulaires et vestibule: équilibre Cochlée: audition Remplie de liquide

26 L AUDITION: La cochlée RV CC RT MB Tube osseux creux, contenant un triple canal enroulé en colimaçon (2 tours ½): Rampe vestibulaire Canal cochléaire (contient les récepteurs de l audition) Rampe tympanique Rempli de liquide: endolymphe dans le canal cochléaire périlymphe dans les rampes vestibulaire et tympanique

27 L AUDITION: Trajet des ondes sonores Semicircular canal Stapes tympan Oval window osselets Incus Malleus Auditory nerve Membrane de la fenêtre ovale Liquide de la cochlée Round window Cochlea Membrane basilaire Sound Ear drum (tympanic membrane) Ear canal Eustachian tube Réponse des neurones sensoriels

28 L AUDITION: L organe de Corti Vue de la membrane tectoriale de dessus Zoom sur une cellule ciliée externe Membranes basilaire (plancher) et tectoriale (toit) Cellules sensitives ciliées internes et externes: responsables de la conversion de l énergie lénergie mécanique en influxnerveux: nerveux: ce sont des mécanorécepteurs Les cellules ciliées font des synapses avec les neurones des ganglions spiraux, dont les axones forment le nerf auditif.

29 L AUDITION: Fonctionnement des mécanorécepteurs

30 L AUDITION: Voies centrales Nerf vestibulo cochléaire (Nerf crânien VIII) Tronc cérébral : noyau cochléaire, mésencéphale (Colliculus inférieur) Thalamus (CGM) Cortex auditif

31 Rappel: les 12 nerfs crâniens SNC Mixte SNP autonome et somatique SNP somatique I: N. Olfactif II: N. Optique III: N. Oculomoteur IV: N. Trochléaire V: N. Trijumeau VI: N. Abducens VII: N. Facial VIII: N. Vestibulaire et auditif IX: N. Glossopharyngien X: N. Vague XI: N. Spinal accessoire XII: N. Hypoglosse

32 L AUDITION: Intégration et organisation tonotopique La fréquence de vibration de la membrane basilaire est spécifique de la distance parcourue par les ondes (de la base à l apex) Les projections sur le noyau cochléaire puis le cortex auditif respectent cette organisation tonotopique

33 L AUDITION: Intégration Localisation du son: délai interaural

34 L AUDITION: Surdités Rarement dues à des lésions du cortex auditif: fonction auditive normale mais difficultés à localiser le son Surdité de conduction: lésions des osselets, excès de cérumen, tympan percé, otites Membrane tympanique normale Membrane tympanique percée Otite moyenne

35 L AUDITION: Surdités Surdité nerveuse: perte des neurones du nerf auditif (ex: méningite) altération lé i des cellules l ciliées de la cochlée (quinine, i antibiotiques, i sons trop forts) Normale Lésions duesaubruit

36 Plan Gustation Olfaction Audition Equilibre Visioni

37 L EQUILIBRE: le système vestibulaire Le système vestibulaire Informe l organisme de la position et des déplacements de la tête Fonctionnement inconscient Dysfonctionnement: vertiges, nausées, pertesd équilibres équilibres, mouvements des yeux incontrôlables

38 L EQUILIBRE: le système vestibulaire Semicircular canals 3Canaux semi circulaires 2 vésicules: saccule et utricule =organes à otolithes Utricle Saccule Organes à otolithes

39 L EQUILIBRE: le système vestibulaire Les canaux semi circulaires sont sensibles aux rotations de la tête: équilibre dynamique Les 3 canaux sont à peu près orthogonaux les uns aux autres Les organes à otolithes sont sensibles à la force de gravité, à l accélération linéaire (inclinaisons et translations de la tête): équilibre statique

40 L EQUILIBRE: le système vestibulaire Ce sont des organes remplis de liquide, dans lesquels on retrouve des cellules ciliées ayant un rôle de mécanorécepteur, localisées dans: La macula dans saccule et utricule (épithélium sensoriel) La crista dans les ampoules des canaux semi circulaires

41 L EQUILIBRE: les organes à otolithes Macula : épithélium sensoriel comprenant Des cellules ciliées: stéréocils et kinocil Recouvertes d une couche gélatineuse otolithes: cristaux de CaCO 3, 1 5µm

42 L EQUILIBRE: les organes à otolithes Les otolithes sont plus denses que l endolymphe qui les entoure Inclinaison de la tête > force exercée sur les otolithes > mouvements des cils Le sens d inclinaison est détecté: dépolarisation ou hyperpolarisation, selon si stéréocils vont vers le kinocil ou l inverse

43 L EQUILIBRE: les organes à otolithes Les maculas sont perpendiculaires l une à l autre: saccule: verticale uticule: horizontale Permet de couvrir toutes les directions

44 L EQUILIBRE: les canaux semi-circulaires Organe sensoriel= la crista: Dans une protubérance des canaux semi circulaires= l ampoule Cellules ciliées = mécanorécepteurs Enchâssée dans une capsule gélatineuse = la cupule

45 L EQUILIBRE: les canaux semi-circulaires Rotation de la tête: l inertie de l endolymphe provoque une inclinaison de la cupule Les 3 canaux sont orthogonaux: cela permet de couvrir toutes les directions de l espace

46 L EQUILIBRE: voies centrales Nerf vestibulo cochléaire (nerf VIII) Tronc cérébral (noyau vestibulaire) Cervelet Moelle épinière: maintien posture Motoneurones M t (mouvement yeux, muscles cou, ) Thalamus Cortex Réflexe vestibulo oculaire : Maintien du regard, indépendamment des mouvements du corps (ex: danse, route défoncée) é Cela permet une image nette sur la rétine

47 L EQUILIBRE: pathologies Lésions vestibulaires: difficultés à maintenir le regard lors de mouvements aussi faibles que les pulsations carotidiennes Le syndrome de Ménière: troubles de l audition (acouphènes, baisse de l audition) et de l équilibre (vertiges) avec excès d endolymphe d dans le vestibule Le maldestransports: Résulte d une contradiction apparente, auniveaudu cerveau, entre les informations reçues par les yeux, l oreille interne et les propriocepteurs musculaires

48 Plan Gustation Olfaction Audition Equilibre Visioni

49 LA VISION: l œil et la lumière Onde électromagnétique: amplitude et fréquence La couleur dépend de la longueur d onde nm nm nm L œil va donc capter les ondes et les discriminer selon leur longueur d onde 70% des récepteurs sensoriels sont retrouvés dans l œil 40% du cortex cérébral est dédié au traitement de l information visuelle

50 LA VISION: l œil pupille Humeur aqueuse L enveloppe Lenveloppe de l œil lœil est formé de 3 enveloppes concentriques: La tunique fibreuse, externe, composée de la cornée (à l avant) et la sclère (à l arrière) La tunique moyenne, composée de la choroïde odeàà l arrière le corps ciliaire à l avant l iris percé en son centre par la pupille (rôle de diaphragme) La tunique interne sensorielle, qui correspond à la rétine =tache aveugle Cavité antérieure = humeur aqueuse Cavité postérieure = corps vitré

51 LA VISION: le réflexe pupillaire Lumière Obscurité (myosis) (mydriase) Variation en fonction de l humeur et de l état d excitation également: Les pupilles surdilatées paraissent + attirantes

52 LA VISION: la rétine lumière Cellules bipolaires Épithélium pigmentaire i : riche en mélanine, minimise i i la réflexion de la lumière à l intérieur i de l oeil

53 LA VISION: les photorécepteurs: cônes et les bâtonnets Cellules bipolaires: axone + dendrite Dendrite: segment interne + segment externe renfermant les disques membraneux contenant la rhodopsine. Bâtonnets : vision de nuit Cônes : vision des détails et des couleurs

54 LA VISION: adaptations Adaptation à l obscurité : augmentation de la sensibilité des bâtonnets au cours du passage de la clarté à l obscurité Les bâtonnets prennent la relève des cônes (la sensibilité maximale est atteinte après une demi heure) Adaptation à la lumière : diminution de la sensibilité des bâtonnets au cours du passage de l obscurité à la clarté Les cônes se mettent au travail : ce phénomène dure environ sept minutes

55 LA VISION: phototransduction dans les bâtonnets A l obscurité: inactivité i itéde la rhodopsine maintien d une concentration de GMPc élevée Na+ entre dans la cellule, potentiel de membrane autour de 30mV. Rhodopsine Rhodopsine active A la lumière: la rhodopsine est «décolorée» diminution du GMPc fermeture des canaux Na + hyperpolarisation diminution de la libération de neurotransmetteur.

56 LA VISION: vision des couleurs Ilexiste des cônes spécifiques des couleurs primaires vert/bleu/rouge L activation Lactivation simultanée destrois types de cônes conduit à la vision de la lumière banche La nuit, les cônes sont inactifs et les bâtonnets actifs, mais les bâtonnets ne présentent qu un seul type de photopigment > difficulté à voir les couleurs

57 LA VISION: vision des couleurs Anomalies de certains cônes => daltonisme

58 LA VISION: notion de champ récepteur Transmission de l information dans la rétine: Voie directe photorécepteur Voie indirecte photorécepteur Cellule horizontale (inhibitrice) Cellule bipolaire (ganglionnaire)

59 LA VISION: vision des contrastes Rôle des cellules bipolaires La notion de champ récepteur centre périphérie souligne les contrastes entre zones éclairées et obscures

60 LA VISION: voies centrales Photorécepteurs Nerf optique Chiasma optique Tractus optique Thalamus (CGL) Cortex visuel : lobe occipital Cortex visuel primaire

61 LA VISION: formation de l image par l oeil Cornée Cristallin Fovéa (densité maximale de cônes) Tache aveugle (absence de photorécepteurs) rs) Fovea: la lumière frappe directement la couche de photorécepteurs Réfraction par la cornée: permet de faire converger les rayons vers la fovéa En général: 42 dioptries soit convergence à 1/42m= 2,4cm derrière la cornée = distance cornée rétine Réflexe pupillaire: augmente la profondeur de champ > rend nets les objets éloignés

62 LA VISION: formation de l image par l oeil Accommodation par le cristallin: pour les objets proches, elle compense le fait que les rayons entrants ne soient pas parallèles mais divergents: réfraction + forte (env. 12 dioptries de plus) Atténuation avec l âge: presbytie

63 LA VISION: pathologies Myopie Hypermétropie Astigmatisme : Défaut de la courbure de la cornée (ou du cristallin) qui dénature la vision Astigmatisme : Défaut de la courbure de la cornée (ou du cristallin) qui dénature la vision. L'astigmate voit de façon médiocre de près comme de loin, il confond souvent des lettres proches comme le H et M : vision déformée des objets.

64 LA VISION: pathologies Dégénerescence maculaire liée à l âge (DMLA) Fond d œilnormal dœil Forme sèche (80% cas) Forme humide Macula: tache jaunâtre Absence relative de vaisseaux sanguins Permet la vision centrale DMLA: disparition progressive des cellules de l épithélium pigmentaire Baisse de l acuité visuelle centrale

65 LA VISION: pathologies Simulation de DMLA

66 LA VISION: pathologies Rétinopathie diabétique Fragilisation des vaisseaux: hémorragies et cécité

67 LA VISION: illusions d optique Ce sont des interprétations fausses (par le cerveau) de sensationsréellement perçues ( hallucinations visuelles)

68 LA VISION: illusions d optique

69 LA VISION: illusions d optique Gris de A et de B sont identiques!