Cellules excitables : le neurone
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- André Durand
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1 Cellules excitables : le neurone
2 Fonctions et organisation générale du système nerveux Fonctionnement du système nerveux Le tissu nerveux Le neurone Les cellules gliales (névroglie) Propriétés électriques du neurone Potentiel de repos, potentiel d action Propagation du potentiel d action La transmission Synaptique
3 Fonction du système nerveux (1) Le système nerveux 5 fonctions : Activités mentales : (mémoire, pensée, apprentissage, émotion) Sensibilité : réception d information sensorielle par des structures nerveuses appelées récepteurs Intégration : traitement de l information afin de déterminer l action à entreprendre
4 Fonction du système nerveux (2) Commande motrice : produit des influx moteurs envoyés aux effecteurs (muscles, glandes) Homéostasie : contrôle l activité des autres systèmes de l organisme
5 Organisation structurale du système nerveux humain
6 Organisation système nerveux humain Système nerveux central = SNC Encéphale Cerveau Cervelet Tronc cérébral Moelle épinière - Pensée, mémoire, émotion, - Équilibre, tonus - Contrôle respiratoire et cardiovasculaire Système nerveux périphérique = SNP Vaste réseau de nerfs Récepteurs sensoriels ganglions Réception Conduction
7 Organisation Système système nerveux nerveux humain humain 43 paires de nerfs
8 Composants du système nerveux humain Encéphale protégé par la boîte crânienne Moelle épinière protégée par le rachis Nerfs = regroupement d axones Ganglions = amas de corps cellulaires en dehors du névraxe Récepteurs sensoriels = cellules spécialisées ou terminaisons nerveuses
9 Fonctionnement du système nerveux humain
10 Fonctionnement du système nerveux (1) Seules des informations de nature électrique peuvent être analysées par le SNC Transformation des stimulations en messages électriques par les récepteurs sensoriels = transduction du signal
11 Capteurs de l information
12 Fonctionnement du système nerveux (2) Transmission du message électrique des récepteurs aux centres nerveux (ME + encéphale) par la voie sensitive ou afférente Élaboration d une réponse par le SNC Transmission du message électrique du SNC vers les effecteurs par la voie motrice ou efférente Voies afférentes + voies efférentes = SNP
13 Système nerveux
14 Quelles sont les cellules du systèmes nerveux?
15 Les cellules du système nerveux Neurones 10 % des cellules du SN Cellules gliales 90 % Astrocytes (SNC) Oligodendrocytes (SNC) Microglies (SNC) Cellules de Schwann (SNP)
16 Les cellules gliales : cellules non excitables, plus petites qui entourent et protègent les neurones L ensemble des cellules gliales constitue la névroglie Exemple de cellules gliales : la cellule de schwann (SNP) l oligodendrocyte (SNC)
17 Cellules gliales = glie, névroglie Non excitables, Nutrition, soutien, protection SNC - Astrocytes (C. étoilée) - Oligodendrocyte - Microglie (macrophagocyte) métabolique Myéline Défense SNP - Cellules de Schwann Myéline
18 Astrocytes Cellules avec de nombreuses ramifications Nourrir et protéger les neurones
19 La gaine de myéline Membrane biologique qui s entoure autour de l axone cellules de schwann dans SNP Oligodendrocytes dans SNC Protection des neurones Augmente la propagation de l influx nerveux
20 Axone myélinisé du SNP Noyau de cellule de schwann Gaine de de myéline Nœud de Ranvier Axone La myéline isole les axones et augmente la vitesse de transmission de l influx nerveux
21
22 Gaine de myéline dans SNC L oligodendrocyte participe à la myélinisation de plusieurs segments de l axone (=internodes) sur plusieurs neurones Son corps cellulaire n est pas associé à la gaine de myéline
23 Sclérose en plaques Maladie auto-immune qui affecte le SNC Troubles mémoire et du comportement, affection vue et ouie
24 Le neurone
25 Le neurone Les neurones constituent l unité de structure et de fonction du SN Les neurones sont des cellules nerveuses excitables qui produisent et transmettent des signaux électriques appelés potentiel d action ou influx nerveux
26 4 caractéristiques fonctionnelles 1. Excitabilité : la membrane plasmique du neurone permet la genèse et la transmission du PA 2. Grande longévité 3. Le neurone est incapable de se diviser 4. Le neurone a un métabolisme très élevé : production et sécrétion d un neurotransmetteur et nécessite un apport continu et abondant en glucose et O2
27 Structure du neurone
28
29 Le neurone Influx nerveux Noyau Corps cellulaire Unité de structure et de fonction su SN Dendrites Axone Myéline Boutons synaptiques Nœuds de Ranvier Terminaison axonale
30 Corps cellulaire ou pérycaryon Épine dendritique
31 Structure du neurone Des dendrites : Prolongement court et ramifié; réception de l influx nerveux et transmission vers le corps cellulaire Le neurone Un corps cellulaire : centre de biosynthèse du neurone contenant les organites ; aussi appelé péricaryon Un axone : produit et conduit les influx nerveux aux effecteurs ou vers d autres neurones
32 Neurones: 3 zone fonctionnelles Reçoit le stimulus Produit et transmet le PA Libère des neurotransmetteurs
33 Ultrastructure d un Neurone Corps de Nissl (REG): absents de l axone et de son cône d émergence Mitochondries : partout dans le neurone Noyau Golgi Cône d émergence de l axone
34 Corps cellulaire (1) Le corps cellulaire Centre de biosynthèse du neurone Les organites du neurones sont présents dans le corps cellulaire : - noyau - cytoplasme - nombreux ribosome - REG et Golgi très développés - nombreuses mitochondrie - un important cytosquelette
35 Corps cellulaire (2) Le corps Cytosquelette Forme de la cellule Transport de substance à l intérieur du neurone
36 Transport axonique
37 Où les corps cellulaires sont-ils situés dans le SN?
38 Dendrite Cône d implantation Cône d implantation Axone Arborisation terminale Corps cellulaire Noyau Gaine de myéline Nœud de Ranvier Boutons terminaux Corps cellulaire + dendrites Substance grise Substance blanche Axone + myéline Nerf
39 Cortex Encéphale
40 Structure moelle épinière Racine dorsale sensitive Ganglion rachidien Substance grise Nerf rachidien Racine ventrale motrice
41 Axone Le corps cellulaire Le plus long prolongement du CC Cône d implantation = base de l axone (forme triangulaire) Axoplasme = cytoplasme de l axone Axolemme = membrane plasmique de l axone
42 Classification des neurones
43 Classification des neurones Classification fonctionnelle - neurones moteurs - neurones sensitifs - neurone d association - neurones sécrétoires Classification morphologique - neurones multipolaires - neurones bipolaires - neurones unipolaires
44 Classification fonctionnelle
45 Dendrite Zone gachette Péricaryon Axone Multipolaire > 99% SNC motoneurone Bipolaire 1 axone 1 dendrite Rétine, cellule olfactive unipolaire 1 axone SNP Sensitifs
46 Classification morphologique Neurones multipolaires Nombreuses dendrites / 1 axone Neurones bipolaires 2 prolongement émergent du CC : 1dendrite / 1 axone Présents dans organes des sens Neurones unipolaires Un prolongement court émerge du CC Se divise en 2 prolongements : un vers le SNC, l autre vers la périphérie
47 Neurones multipolaires Interneurone ou neurone d association Neurone Neurone moteur moteur Voie efférente Muscle Influx nerveux
48 Neurones bipolaires Neurone bipolaire de la rétine
49 Neurones sensitifs unipolaires Neurone sensitif Voie afférente Peau Influx nerveux
50 Quand on se brule un doigt, quel type de neurone, sur le plan fonctionnel et structural est d abord activé? Neurone sensitif unipolaire Quel type est stimulé en dernier pour qu on éloigne son doigt de la source de chaleur? Neurone moteur multipolaire
51
52 Les nerfs
53 Structure d un nerf
54 Les nerfs Regroupement d axones parallèles Classification structurale Nerfs crâniens Nerfs spinaux Classification fonctionnelle Nerfs sensitifs Nerfs moteurs Nerfs mixtes
55 Propriétés électriques du neurone
56 Potentiel électrique de membrane
57 Potentiel de membrane du neurone Se mesure à l aide d un voltmètre 2 électrodes à l extérieur de l axone
58 Potentiel de membrane du neurone électrodes à l extérieur de l axone Microélectrode dans l axone
59 Potentiel de membrane du neurone Potentiel de membrane en absence d excitation = Potentiel de repos : - 70 mv
60 Potentiel de repos
61 Répartition des ions au repos Extérieur de la cellule Intérieur de la cellule
62 Répartition des ions au repos Extérieur de la cellule Intérieur de la cellule
63 Répartition des ions au repos Extérieur de la cellule polarisée Intérieur de la cellule
64 Potentiel de repos : - 70 mv Membrane polarisée
65 Potentiel de repos
66 Potentiel de repos
67 Potentiel de repos
68 Potentiel de repos Les canaux à K + sont plus nombreux que ceux à Na +. Par suite, il y a plus de K + qui sort que de Na + qui entre L ATPase à Na + /K + maintient cette différence de potentielle de repos Ceci génère un potentiel de repos égal à -70mv
69 Potentiel de membrane du neurone Le potentiel de membrane du neurone peut varier Dépolarisation Hyperpolarisation
70 Propriétés électriques du neurone Dépolarisation = Diminution de la différence de potentiel électrique régnant entre l'extérieur d'une cellule et le milieu intracellulaire
71 Propriétés électriques du neurone Hyperpolarisation = Augmentation de la différence de potentiel électrique régnant entre l'extérieur d'une cellule et le milieu intracellulaire
72 Potentiel d action
73 Potentiel d action modification rapide et locale du potentiel de membrane Dépolarisation transitoire due à des mouvements d ions Na + et K + Potentiel d action : fonction de signalisation
74 Potentiel d action 2. Dépolarisation 1. Repos 3. repolarisation 4. Hyperpolarisation
75 Le PA est du à une variation de la perméabilité membranaire aux ions Na + et K +
76 Perméabilité ionique de la membrane au cours du PA
77 Perméabilité ionique de la membrane La perméabilité relative de la membrane aux ions dépend du nombre de canaux ioniques ouverts pour chaque ion Une augmentation de la perméabilité membranaire en Na + résulte d une augmentation du nombre de canaux NA + ouverts
78 dépolarisation Canaux ioniques Canaux voltagedépendants Pompe Na + /K Inversion de la polarité membranaire
79 dépolarisation C est l ouverture des canaux Na+ voltage dépendant qui est responsable de la phase de dépolarisation du PA Quand la dépolarisation atteint le seuil d excitation (-50 mv), le processus d ouverture de nouveaux canaux Na+ voltage dépendant s amplifie L entrée massive de Na+ inverse le potentiel jusqu à +30mv
80 Repolarisation Canaux ioniques Canaux voltagedépendants Pompe Na + /K +
81 Hyperpolarisation et retour à l état de repos
82 Initiation du PA au niveau du neurone PA généré au niveau de la zone gâchette si l intensité du potentiel gradué atteint le seuil d excitation (- 50 mv)
83 Conductibilité du neurone En absence de myéline
84 En présence de myéline Propagation saltatoire
85 Seuil d excitation La dépolarisation doit atteindre un certain seuil pour qu un axone génère un PA Loi du tout ou rien L axone génère ou pas un PA qui a toujours la même valeur
86 Potentiel gradué PA
87 Seuil et intensité d excitation
88 Synapse chimique
89 Synapse chimique = Zone de communication entre 2 neurones ou un neurone et une autre cellule (ex : musculaire, glande) Neurotransmetteur = molécule libérée par la terminaison d un neurone en réponse à l arrivée d un PA dans la fente synaptique
90 Synapse chimique Une synapse comporte 3 éléments : Élément pré-synaptique Fente synaptique (20 nm) Élément post-synaptique
91 Élément pré-synaptique Il contient des vésicules contenant un neurotransmetteur Il existe différents neurotransmetteurs - Acétylcholine (mémoire, apprentissage, activité musculaire, ) - Sérotonine dérivé du tryptophane (douleur, anxiété, ) - Glutamate (apprentissage?, mémoire?)
92 Libération du neurotransmetteur
93 Synapses excitatrices Canal ionique chimio-dépendent
94 Potentiel post-synaptique (PPS) 1. Ouverture de canaux à Na + PPSE Dépolarisation Ex : Glutamate, acéthylcholine Synapses excitatrices 2. Ouverture de canaux à K + ou Cl - Hyperpolarisation PPSI Ex : endorphine, sérotonine Synapses inhibitrices
95 Acéthylcholine -- dégradée Noradrénaline -- recyclée
96 LA MALADIE D ALZHEIMER se développe en raison d un accroissement pathologique de la mort des neurones cérébraux caractérisée histologiquement par des plaques séniles (ou plaques amyloïdes) Induit par accumulation autour des neurones d un peptide neurotoxique, mauvais clivage de la protéine APP (Amyloïd Protein Precursor) caractérisée cliniquement par le développement progressif d'une démence (troubles de la mémoire, du langage, des fonctions intellectuelles)
97 LA MALADIE D ALZHEIMER IRM cérébral
98 LA MALADIE DE PARKINSON affection neurologique dégénérative troubles moteurs et des tremblements au repos déficit en dopamine intervenant dans le contrôle des mouvements
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