Psychologie Générale Jean Paschoud BASES BIOLOGIQUES DU COMPORTEMENT Sommaire Communication hormonale Communication neuronale Neurones Synapse Neurotransmetteurs Modificateurs de la transmission Organisation des neurones Pour en savoir plus Février 2010 Le fonctionnement normal de l organisme nécessite des échanges d informations internes ou avec l environnement extérieur (émission, réception, traitement). Deux systèmes de communication coexistent : la communication hormonale et la communication neuronale. Communication hormonale La communication hormonale repose sur le système endocrinien. Les différentes glandes endocrines qui le constituent déversent dans le sang les messagers hormonaux qu elles synthétisent et qui vont ensuite agir directement sur certaines cellules cibles. Les hormones agissent sur la régulation des structures, du métabolisme ou du comportement. A l état normal, elles assurent l autorégulation de l organisme. La communication par voie hormonale est plus lente que par voie nerveuse. Mais son effet est de plus longue durée. Le Tableau 1 donne une liste des principales glandes endocrines et de leurs sites d action. Communication neuronale Neurone L unité fondamentale de la communication neuronale est le neurone (Voir Tableau 2). Cette cellule transforme une stimulation (chimique, physique, électrique, ) en un signal bioélectrique qui va se propager de proche en proche dans la cellule, notamment le long de l axone (potentiel d action ou influx nerveux). Ce potentiel d action traduit une différence de charges électriques entre l intérieur et l extérieur de la cellule. Il résulte d échanges de ions chargés positivement (Na, K et Ca) et de ions chargés négativement (Cl). Ces ions sont pompés activement de l intérieur du neurone vers l extérieur avant d être réabsorbés, rétablissant ainsi l équilibre initial. L axone est généralement entouré d une gaine de myéline qui l isole des neurones voisins. Cette gaine de myéline est en fait le résultat de l accumulation de couches successives de membrane produite par une cellule de soutien (cellule gliale de Schwann) qui s enroule autour de l axone. La gaine de myéline est interrompue aux nœuds de Ranvier. Dans le cas de la sclérose en plaque, par exemple, c est cette gaine qui est progressivement détruite ce qui provoque le dysfonctionnement de la transmission de l influx nerveux. La vitesse de propagation du signal électrique est normalement de 2-3 m/s pour les fibres amyéliniques (10 Km/h). Elle peut atteindre 120 m/s dans les gaines myélinisées (400 Km/h). Dans ce cas, le signal électrique saute d un nœud de Ranvier à l autre. Synapse Le message électrique se transmet d un neurone à l autre au niveau des synapses (Voir Tableau 3). Le potentiel d action provoque des modifications de la membrane cellulaire et la libération d un messager chimique dans la fente synaptique. Celui-ci stimule la membrane du neurone postsynaptique ce qui engendre un potentiel d action qui va se propager dans le 2 ème neurone. On rencontre également des synapses entre neurones et muscles ou entre neurones et glandes endo.- et exocrines. Neurotransmetteurs Plus de 120 substances chimiques fonctionnent comme neurotransmetteurs. Elles sont responsables de la transmission synaptique dans des régions spécifiques de l organisme. Le tableau 4 donne la liste de ces neurotransmetteurs.
PSYCHOLOGIE Modificateurs de la transmission Plusieurs médicaments et drogues agissent sur les synapses en modifiant la transmission du message par inhibition ou stimulation du processus. C est le cas notamment de certains désherbants, des produits dopants (amphétamines, ), des drogues (cocaïne, marijuana, haschich. LSD, nicotine, ) et des médicaments (anesthésiants, tranquillisants, antidépresseurs, ). Organisation des neurones Les neurones s articulent entre eux, assurant le transfert et le traitement de l information. L arc réflexe (Tableau 5) est un circuit élémentaire qui conduit l information sensorielle de la périphérie vers la moelle épinière. De là, avec ou sans synapses intermédiaires, un neurone moteur va transmettre un influx à un muscle provoquant ainsi sa contraction. C est le cas, par exemple, du réflexe rotulien et des réflexes de retrait en réponse à la douleur. Parallèlement, les faisceaux sensitifs ascendants transmettent l information au cerveau. Les faisceaux moteurs descendants transmettent les ordres du cerveau vers la périphérie. Les circuits neuronaux présentent des structures complexes qui modulent la transmission (Tableau 6) Plusieurs neurones (jusqu à une centaine) peuvent converger vers un neurone postsynaptique. Ceci assure une sommation spatiale des informations et provoque un seul potentiel d action. La divergence provoque la distribution d un seul potentiel vers de nombreux neurones post-synaptiques (jusqu à 25 000). Dans la facilitation, plusieurs neurones sont nécessaires pour provoquer la réponse de un ou plusieurs neurones. Dans les circuits en boucle, le neurone présynaptique reçoit en retour son propre message ce qui en amplifie l effet. Enfin, il est possible de retarder le message en activant deux chaînes parallèles de neurones Pour en savoir plus COCUDE M. L homme biologique PUF 1993 www. lecerveau.mcgill.ca 2
Tableau 1 Principales glandes endocrines Sécrétion Champ d action Releasing factors Contrôle de l hypophyse Hypophyse Somatostatine Thréostimuline Corticostimuline Gonadotrophines Prolactine Mélanostimuline Vasopressine Ocytocine Croissance Thyroïde Glandes surrénales Glandes génitales Glandes mammaires Pigmentation de la peau Rétention d eau Utérus, mamelons Epiphyse Mélatonine Pigmentation de la peau, Thyroïde Hypothyroïdisme : retard du développement physique et psychique Hyperthyroïdisme : Goître Régulation par adjonction de iode. Triodo-thyronine Thyroxine Calcitonine appareil génital Métabolisme cellulaire Croissance Métabolisme du calcium Parathyroïdes Parathormone Métabolisme du calcium Surrénales Adrénaline Noradrénaline Minéralcorticoïdes (aldostérone, ) Glucocorticoïdes (hydrcortisone ou cortisol, corticostérone,cortisone) Système cardiaque Situations d urgence Système rénal Système immunitaire, métabolisme Pancréas Gonades Testicules Ovaires Insuline glucagon Androstérone Testostérone Folliculine Métabolisme du glucose Caractères sexuels secondaires Organes génitaux masculins Caractères sexuels secondaires, cycle menstruel Foie, Intestin, poumons, prostate Progestérone Prostaglandines Effet local Tableau 2 Structure d un neurone 1 Neurone 2 Corps cellulaire 3 Noyau 4 Dendrites 5 Axone 6 Gaine de myéline 7 Gaine de Schwann 8 Nœud de Ranvier 3
Tableau 3 Structure d une synapse 1 Synapse 2 Neurone pré-synaptique 3 Vésicule synaptique 4 Neurotransmetteur 5 Neurone post-synaptique 6 Potentiel d action 7 Fente synaptique Tableau 4 Principaux neurotransmetteurs Acétylcholine Noradrénaline Dopamine Adrénaline Sérotonine GABA (acide Gamma-aminobutyrique) Glycine Acide glutamique (Glutamate) Endorphines Jonction neuromusculaire Système parasympathique Système sympathique Cortex Formation réticulée Système limbique Cortex Noyau gris centraux Système limbique Cervelet Cervelet 4
Tableau 5 Circuits neuronaux élémentaires 1 Substance blanche de la moelle épinière 2 Faisceaux sensitifs (ascendants) 3 Faisceaux moteurs (descendants) 4 Substance grise de la moelle épinière 5 Canal de l épendyme 6 Nerf spinal 7 Ganglion spinal 8 Racine dorsale (sensitive) 9 Racine ventrale (motrice) 10 Synapse Tableau 6 Modulation des réponses Convergence Divergence Facilitation En boucle Retard de conduction 5