Éléments du Système Nerveux

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1 Éléments du Système Nerveux 1 er volet cours Neurophysiologie Pauline Neveu, PhD 1 Plan «Éléments du Système Nerveux» 1-Apparition du système nerveux (SN) 2-Grandes fonctions du SN 3-Constituants du SN 2

2 1-Apparition du Système Nerveux Histoire de la Terre Ma: univers -4600Ma: Terre -3500Ma: Vie: Procaryotes -2800Ma: Oxygène -2100Ma: Pluricellulaires (Gabon) -1500Ma: Eucaryotes -600Ma: Pluricellulaires......mais, du nouveau! Ma=millions d'années 3 1-Apparition du Système Nerveux Apparition vie = complexification de la matière Unicellulaires: pas de SN -Membrane plasmique -Cytoplasme -Matériel génétique (ADN) -Ribosomes -Protéines Le SN apparaît chez des pluricellulaires -Constitués de plusieurs cellules -Spécialisation des cellules 4

3 1-Apparition du Système Nerveux Rôle du SN chez pluricellulaires? Coordination entre les cellules spécialisées en liaison avec le maintien de l homéostasie Le SN n est pas présent chez tous les pluricellulaires Végétaux: coordination cellulaire grâce à un système hormonal Quand SN et système hormonal coexistent connexions intimes 5 1-Apparition du Système Nerveux Différences? entre: Pluricellulaire sans SN Pluricellulaire avec SN Sur place: sol/air/soleil Nourriture À distance: recherche Passive: vent/eau/animaux Déplacement passif Reproduction Déplacement Active: recherche Déplacement actif SN capacité à agir «Un SN, ça sert à agir.» Sic Laborit 6

4 1-Apparition du Système Nerveux Le SN répond à une double nécessité: - Nécessité de coordination cellulaire - Nécessité d autonomie motrice 7 2-Grandes fonctions du Système Nerveux 2.1-Le cerveau vu par l humain - Temps préhistoriques - Egypte - Antiquité -Cerveau organe vital -Trépanations -SN comportements moteurs -Cœur siège conscience, mémoire, pensées -Hippocrate (-400ans): SN sensations, siège de l intelligence -Aristote (-350ans): -Galien (-180ans): SN refroidissement du sang échauffé par le cœur, siège de l intelligence SN mouvements, sensations, intelligence, cerveau hydraulique 8

5 2-Grandes fonctions du Système Nerveux 2.1-Le cerveau vu par l humain - Moyen âge (500/1500): RAS - Renaissance (1500/1600): études anatomiques -De Vinci -Vésale - Grand siècle (1600/1700): vue dualiste de Descartes -Corps -Esprit - Siècle des lumières (1700/1800): étude de la matière nerveuse 9 2-Grandes fonctions du Système Nerveux 2.1-Le cerveau vu par l humain - XIX e siècle: étude approfondie de l organisation et des fonctions du cerveau -Les nerfs ne sont plus envisagés comme des systèmes hydrauliques (théorie mécaniste) mais comme des câbles électriques -Idée d évolution du SN après les travaux de Darwin 10

6 2-Grandes fonctions du Système Nerveux 2.1-Le cerveau vu par l humain - XIX e siècle (suite) -Le neurone unité de base du fonctionnement cérébral -Théorie cellulaire, Schwann, Nouvelles techniques: durcissement, coupes, colorations Dessin de Ramon Y Cajal Coloration de Golgi 11 2-Grandes fonctions du Système Nerveux 2.1-Le cerveau vu par l humain - XIX e siècle (suite) -Localisation des fonctions cérébrales -Gall, 1809, Phrénologie: forme de la tête caractère -Broca, 1861, Neuropsychologie: lésions localisées localisation de fonctions cognitives -Wernicke, 1870/1880 processus distribué -Brodmann, aires cytoarchitectoniques 12

7 2-Grandes fonctions du Système Nerveux 2.1-Le cerveau vu par l humain - XX e et XXI e siècles: l ère des neurosciences Progrès phénoménaux dans tous les champs de la biologie Comprendre les comportements et les processus mentaux en terme d activité du cerveau Apporter des réponses à des questions fondamentales relatives à la conscience, la mémoire, le langage 13 2-Grandes fonctions du Système Nerveux 2.2-Les multiples fonctions du SN - un exemple: on vous appelle - schématiquement, les fonctions du SN sont: -Réception des stimulations Réception -Transport des informations -Intégration/élaboration d une réponse -Transport des informations -Exécution de la réponse Action 14

8 2-Grandes fonctions du Système Nerveux 2.2-Les multiples fonctions du SN Quelle partie du SN fait quoi? Distinguons deux SN: -SN Central -Encéphale -Moelle épinière -SN Périphérique -Nerfs -Ganglions -Récepteurs sensoriels 15 2-Grandes fonctions du Système Nerveux 2.2-Les multiples fonctions du SN -Réception des stimulations -Transport des informations récepteurs sensoriels fibres sensorielles/afférentes -Intégration/élaboration d une réponse SNC -Transport des informations fibres motrices/efférentes -Exécution de la réponse muscles 16

9 3.1-Notion de tissu Tissu = assemblage de cellules spécialisées + MEC (matrice extra-cellulaire) Quatre tissus animaux: - tissu épithélial - tissu conjonctif - tissu musculaire - tissu nerveux Différents niveaux d organisation structurale: - cellules tissus - tissus organes - organes appareils ou systèmes 17 3-Constituants du Système Nerveux 3.1-Notion de tissu Système nerveux composé par du tissu nerveux Le tissu nerveux comprend: - deux types cellulaires: - neurones - cellules gliales - une matrice extracellulaire: - polysaccharides - protéines fibreuses très nombreux sous-types cellulaires différents; neurones et plus de cellules gliales compartiment extracellulaire important: 20/30% volume tissulaire total capillaires sanguins s y trouvent 18

10 3.2-Le neurone Trois régions dans un neurone: - corps cellulaire = péricaryon = soma - axone = cylindraxe = fibre nerveuse - dendrites som a dendrites axone 19 3-Constituants du Système Nerveux 3.2-Le neurone Corps cellulaire contient: - noyau de la cellule neurone - machinerie cellulaire classique: - ribosomes - réticulum endoplasmique - appareil de Golgi - mitochondries - cytosquelette: - microtubules flux - filaments intermédiaires résistance - microfilaments structures membranaires 20

11 3.2-Le neurone Corps cellulaire centre trophique section survit dégénère 21 3-Constituants du Système Nerveux 3.2-Le neurone L axone présente différentes parties: - naît au niveau du cône axonique ou cône d émergence; le segment initial est son début - unique à son origine - peut émettre des collatérales - peut être très long - diamètre constant - se termine au niveau de la terminaison axonique ou arborisation terminale: - nombreuses ramifications - boutons synaptiques 22

12 3.2-Le neurone L axone: - assure la conduction de l influx nerveux - est le lieu de différents flux (//survie) rails = microtubules - transports antérogrades: soma arborisation - rapide éléments nécessaires au fonctionnement de l axone - lent renouvellement axone - transport rétrograde: arborisation soma recyclage déchets communication 23 3-Constituants du Système Nerveux 3.2-Le neurone Les dendrites: - principal lieu de la réception de l influx nerveux - courtes - ramifiées - nombreuses augmentent la surface de la cellule augmentent le nombre de contacts récepteurs potentiels - peuvent posséder des épines dendritiques 24

13 3.2-Le neurone Classement des neurones: - forme/nombre prolongements: - multipolaires - bipolaires - monopolaires - pseudo-unipolaires - taille du soma - allure des dendrites - longueur de l axone - neurotransmetteur utilisé 25 3-Constituants du Système Nerveux 3.2-Le neurone Classement des neurones (suite): - selon la fonction: Extrémité = récepteur sensoriel - neurones sensoriels - interneurones Extrémité en contact avec un muscle - motoneurones 26

14 3.2-Le neurone Evolution des neurones pendant la vie: - le nombre de neurones diminue - de nouveaux neurones peuvent apparaître: néoneurogenèse - hippocampe - bulbe olfactif Le tissu nerveux peut se réorganiser plasticité Les neurones ont une consommation énergétique très élevée: - oxygène - glucose 27 3-Constituants du Système Nerveux 3.3-Les cellules gliales Caractéristiques: - plus nombreuses que les neurones (glue des neurones) - diverses formes, expansions cytoplasmiques - peuvent se diviser - pas de conduction de l information nerveuse, mais modulation: - isolation des fibres nerveuses - modulation des propriétés de l environnement extracellulaire - influence sur les connexions entre neurones 28

15 3.3-Les cellules gliales Caractéristiques (suite): - nombreux rôles vis à vis des neurones: - nourricier - soutien - isolation électrique des neurones - isolation de la circulation sanguine - guidage des prolongements neuronaux - entretien - modulation de l environnement des neurones - modulation de l information nerveuse 29 3-Constituants du Système Nerveux 3.3-Les cellules gliales Différents types de cellules gliales: - Cellules gliales du SNP: - cellules de Schwann - Cellules gliales du SNC: - cellules épendymaires - oligodendrocytes - astrocytes - microgliocytes 30

16 3.3-Les cellules gliales Les cellules de Schwann, cellules gliales du SNP - soutien: axone + succession cellules Schwann = fibre nerveuse - fibres nerveuses amyéliniques - fibres nerveuses myélinisées - rôle indirect dans la conduction de l information nerveuse - gaine de myéline - module la libération des neurotransmetteurs - nourricier - restauration fonctionnelle Remarque : existence de cellules gliales satellites dans le SNP, au niveau des ganglions nerveux 31 3-Constituants du Système Nerveux 3.3-Les cellules gliales Les cellules épendymaires ou épendymocytes, cellules gliales du SNC: - tapissent les parois de la lumière du tube nerveux - ciliées participent à la circulation du liquide céphalo-rachidien (LCR) - microvillosités rôle dans les échanges LCR/SNC - contribuent au renouvellement de la névroglie et à la néoneurogenèse 32

17 3.3-Les cellules gliales Les oligodendrocytes, cellules gliales du SNC: - modelage - soutien: - fibres amyéliniques - fibres myélinisées - rôle indirect dans la conduction de l information nerveuse via la gaine de myéline 33 3-Constituants du Système Nerveux 3.3-Les cellules gliales Les astrocytes, cellules gliales du SNC: -nombreux prolongements réseau : -soutien, grille tridimensionnelle -nourricier, stock de glycogène -modelage, guident les axones vers leurs cibles -régulation de la composition du milieu extracellulaire -prolongements entourant les synapses -prolongements en contact les vaisseaux sanguins : -régulation vasculaire -protection, forment la barrière hémato-encéphalique -revêtement de la surface externe du SNC pia limitans 34

18 3.3-Les cellules gliales Les microgliocytes, cellules gliales du SNC: - petite taille - appartiennent au système immunitaire, une fois activées: - transformation en macrophage, déplacement et phagocytose - sécrétions de molécules à rôle immunitaire - rôle de cellule présentatrice d antigène 35 3-Constituants du SNC: vue 3D 36