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PHYSIOLOGIE DE LA
CELLULE NERVEUSE
CREE PAR / Me Choudar.
Maitre de Conférence à l’ISV – Khroub –
Univ1 de Constantine
Spécialiste en Aviculture et Pathologie de la volaille
Tous contre le virus : portons nos masques
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1. structure de la cellule nerveuse
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1.1 Organisation
La cellule nerveuse ou neurone est une celluledifférenciée formée par une partie principale, lecorps cellulaire, duquel sont issus desprolongements. Les prolongements sont de deuxtypes : l’axone, unique et les dendrites. (figure1)
Le neurone compose avec les cellules gliales le tissunerveux.
- Les cellules gliales, neuf fois plus nombreuses queles neurones, assurent leur nutrition (tableau 1 et 2)en facilitant l’établissement de nouvellesconnexions. (Figure2)
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Figure 1 : Sheema général d’un neurone de vertébré. Il montre les
étendues relatives de chaque région. La longueur de l’axone peut varier
de façon importante d’un neurone à l’autre, pouvant pour certains
atteindre jusqu'à 1 m.
Dendrites
Axone unique
Corps
cellulaire
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Figure 2 : connexion des neurones avec les cellules gliales. (Précis de
physiologie. Doin, 1997)
Oligodendrocyte
Cellules gliales
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Tableau 1 : les cellules gliales du système nerveux central.
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Tableau 2 : les cellules gliales du système nerveux peripherique .
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-les axones se regroupent et forment un nerf.
-le nerf est entouré d’une membrane basale
typique riche en lamine. La lamine contient les
facteurs de croissance des neurones.
-Les nerfs sensitifs remontent des
informations des récepteurs sensoriels (situés
dans la peau, les muscles, les viscères) vers
l'encéphale.
-Les nerfs moteurs transmettent les messages
provenant du cerveau vers les organes
effecteurs.
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Gaine conjonctive ou lame
basale
Tissus
conjonctif
Tissus
conjonctif
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1.2 Ultrastructure de la cellule
nerveuse
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Cytoplasme très riche :
-Mitochondries abondantes
-vésicules(chargées
neuromédiateurs) ,
-organites très développées:
cytosquelette,
réticulum endoplasmique
rugueux (corps de Nissl)
appareil de golgi.
-
Figure3 : ultrastructure du péricaryon= corps cellulaire = péricaryon = Soma (diamètre
varie selon le type, de neurone de 5 à 120 μm) .
1.2.1 le corps cellulaire
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Le noyau est bloqué en interphase donc un
ADN inactif (les neurones ne se divisent pas
après la période embryonnaire). Il est le siège
d’une transcription d’ARN très active.
Le nucléole est le lieu de synthèse des
ribosomes, a une taille particulièrement
importante, liée à la forte activité de synthèse
protéique des neurones.
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1.2.2 Les dendrites
-prolongements courts, s'organisent en rameaux qui
s'amenuisent (deviennent fines ) au fur et à mesure
qu'elles s'éloignent du péricaryon.
-elle sont riches en microtubules, possèdent un
réticulum endoplasmique lisse, des mitochondries
allongées et des ribosomes libres .
-Les neurones sont classés en neurones unipolaires,
bipolaires ou multipolaires selon le nombre de
prolongements de leur corps cellulaire. (Figures 4 et 5)
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Figure 4 : neurones unipolaires et bipolaires . Les neurones unipolaires , (en
T) Soma dépourvu de dendrites. Les neurones bipolaires , Soma ne possède
qu'une seule dendrite opposée à l'axone.
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Figure 5 : les neurones multipolaires. Présentent de nombreuses dendrites très ramifiées
; la cellule de Purkinje du cortex cérébral ou de l’hippocampe, le motoneurone de la
région cérébrale et les neurones pyramidaux qui présentent une dendrite apicale (au
sommet du soma), opposée à l'axone, extrêmement ramifiée.
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1.2.3 L’axoplasme= cytoplasme de l’axone
Il est très fluide ce qui facilite les mouvements à l’intérieur de la cellule,
il existe 3 types de transports : (Figure 6)
- transport antérograde rapide (100 à 400 mm/j): Les vésicules chargées
de neuromédiateurs sont transportées du corps cellulaire tout le long
de l’axone et finissent par excréter leur contenu dans les synapses. il
apporte également , les protéines nécessaires au renouvellement de la
membrane plasmique et des membranes internes de l'axone.
- transport antérograde lent (0,1 à 2mm/j) : permet le renouvellement du
cytosquelette de l'axone (microtubules, neurofilaments, microfilaments)
ainsi que les enzymes du métabolisme intermédiaire et celui de la
glycolyse. Dans les axones en élongation (en développement ou en
régénération) ce transport lent apporte l'axoplasme nécessaire à la
croissance de l'axone.
transport rétrograde : Les débris des mitochondries vieillies peuvent
être transportés en sens inverse vers le corps cellulaire.
Voir figure 6 sur le poly
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Figure 6: Les différents transports au niveau de l’axone. A - transport axonal
antérograde rapide (mouvement antérograde de vésicules) et du transport axonal
rétrograde (mouvement rétrograde de corps plurivésiculaires). Ces 2 transports ont
pour support les microtubules. B - transport de mitochondries
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Les axones myélinisés
Certains neurones peuvent être
entourés dans la plus grande partie de
leur axone par la gaine de myéline, a
l’exception d’une zone située près du
corps cellulaire (segment initial) ainsi
qu’au niveau de certaines zones
d’environs 1 μm de long (les nœuds de
Ranvier). (Figure 7) .
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Figure 7 : Structure d’un neurone myélinisé.
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- La myéline est une glycolipoprotéine, ou les lipides
constituent les trois quarts du poids sec. C’est une
substance blanche nacrée disposée sous forme de
lamelles concentriques à partir de l’axone. (Figure 8)
Les neurones ne peuvent pas produire de la myéline,
elle est secrétée a deux niveaux distincts :
-Au niveau SNC, par les oligodendrocytes
-Au niveau du système nerveux périphérique par les
cellules de Schwann.
Les cellules de Schwann produisent Les
glycoprotéines de la myéline, les lipides et certaines
protéines sont formés à partir du corps cellulaire du
neurone.
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Figure 9 : disposition
de la gaine de
myéline autour de
l’axone
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On trouve les neurones myélinisés au
niveau du système nerveux central et
des centres nerveux, dans lesquels ils
déterminent des zones blanches. Les
corps cellulaires apparaissent comme
des noyaux gris.
Les neurones non myélinisés sont
présents dans le système nerveux
sympathique et parasympathique.
A savoir ! Rappel
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Collège Lionel-Groulx
Les différentes parties du système
nerveux
• Système nerveux central (SNC)
•Encéphale
•Moelle épinière
• Système nerveux périphérique (SNP)
•Division sensitive (afférente): nerfs
sensitifs
•Division motrice (efférente)
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Collège Lionel-Groulx
Les divisions du SNP efférent
Système nerveux
Périphérique efférent
Système nerveux
somatique
(volontaire)
Système nerveux
autonome
Système nerveux
sympathique
Système nerveux
parasympathique
Mouvements : nerfs moteurs
- vaisseaux et
viscères
-sécrétions
exocrines
(endocrines)
-cœur,
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LA
TRANSMISSION NERVEUSE
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3 structures primordiales
dans la transmission
nerveuse :
1- les synapses
2- les neurotransmetteurs
3- les canaux
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2.2 Les synapses
2.2.1 Organisation
Q/quel est le rôle des synapses dans la
physiologie des cellules nerveuses ?
R/
Permettent la transmission l’influx nerveux par
l’intermediaire de connexions entre les
différents types de neurones (synapse neuro-
neuronale ) ou entre les neurones et des
cellules effectrices (neuro-effectrices )
(figure 12)
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Figure 12 : Présentation schématique de quelques neurones et leurs
cellules effectrices.
Synapses
Neuro-
effectrices
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2.2.2 Ultrastructure
.
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Il existe deux catégories de synapses :
les synapses électriques qui sont des
jonctions communicantes de type GAP. Elles
sont retrouvées chez les invertébrés et les
vertébrés inférieurs.
Les synapses chimiques présentent deux
formes différentes ; la synapse en bouton
située à l'extrémité de la fibre nerveuse, et la
Synapse en passant, répartie régulièrement le
long de l'axone.
Les synapses chimiques sont répondus chez
les mammifères et exclusifs chez Lhomme .
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Synapse électrique Synapse chimique
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La synapse se compose de 3 éléments
Élément presynaptique (presynapse) peut être :
- une terminaison de l’axone (bouton synaptique)
- ou dendrite
Fente synaptique :
Espace entre deux membranes plasmiques, de
nature apparentée au tissu conjonctif et dépourvue de lame
basale
Élément post synaptique:
Il peut s'agir:
- d‟un prolongement dendritique d‟une autre cellule (synapse
axodendritique)
- ou le corps cellulaire d‟un autre neurone (synapse axo-
somatique). (Figure 14 sur le poly )
Les dendrites peuvent également former entre elles des synapses,
appelés synapses réciproques. (Figure 15 sur le poly )
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2.3 Les canaux
Le rôle important des canaux est la création del'influx nerveux, puis sa propagation assurant ainsil'activité électrique du cerveau et des nerfspériphériques, ce qui permet l'élaboration desfonctions cérébrales les plus complexes :
L'activité électrique des cellules nerveuses estprovoquée par le passage de flux ioniques àtravers les membranes plasmiques, créant unezone de dépolarisation membranaire localisée,orientée, mobile dite influx nerveux. Lepassage de ce flux ionique est assuré par desprotéines intégrales « les canaux »
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2.3.2 Les différents types de canaux
ioniques
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2.3.2.1 canaux voltage-dépendants
Situés , à la surface de la quasi-totalité des neurones : canal
Na+, canal K+ , canal Ca++
Dans les neurones non myélinisés, les canaux de Na+ sont plus
nombreux que ceux de K+, et leur distribution est uniforme sur
toute la surface de l‟axone. Le nombre de canaux Na+ varie
entre 100 et 200 canaux / mm2.
Dans les neurones myélinisés, l‟existence de gaine de myéline
change la disposition des canaux. On ne trouve les canaux Na+
qu‟au niveau du segment initial du neurone, ainsi que les
• noeuds de Ranvier ou leur densité est élevée 10. 000 / mm2
soit 100 fois plus que les neurones non myélinisés. Les canaux
K+ se répartissent au niveau de la gaine de myéline
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1domaine =
6 segments
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2.3.2 .2 les récepteurs canaux
spécifiques , dépendants de la fixation d’un
neuromediateur specifique au recepreur .
exp : le récepteurs nicotinique de l'acétyle choline.
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• Au niveau des muscles squelettiques, le récepteur est un canal ionique sensible à l'ACh, perméable au Na+, entrainant une dépolarisation des fibres musculaires. (figure18 sur le poly )
• Au niveau du muscle cardiaque, c’est un récepteur muscarinique, (récepteur activé par la muscarine, une molécule produite par un champignon):
Ce récepteur est un GPCR, active Gαi qui inhibe l‟Adenylatecyclase entrainant une diminution du second messager l‟AMPc. Il permettant ainsi, l'ouverture d'un canal potassique, l'effet biologique est hyperpolarisation des fibres du muscle cardiaque entrainant un ralentissement du rythme des contractions des cellules cardiaques. (figure 19 sur le poly )
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3.2 Transmission de l’influx nerveux au
niveau des neurones 3.2.1 Modalité de transmission
Q1/ pourquoi dit-on que le neurone est une centrale informative ?
R/Le neurone gère la décision de déclencher ou non le potentiel
d’action qui va courir le long de l’axone : (figure 22 du cour )
1-au niveau des dendrites : les excitations sont transformées en courants
de dépolarisations, Les potentiels post synaptiques se propagent le long
des dendrites jusqu’au pérycaryon (Soma = corps cellulaire)
2-A la jonction du pérycaryon et de l’axone = segment initial = cône
d’initiation : a ce niveau , il y a génération et sommation des potentiels
d’action (région riche en canaux sodiques ) , la somation doit donner un
valeur qui approche la valeur seuil = le seuil de déclenchement.
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Soma =
corps
cellulaire
Somation des
potentiels
Voir figure 22 sur le poly
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•3.2.2 Effet de la myélinisation de
l’axone sur la propagation de
l’influx
•A lire sur le poly , et retenir l’effet
de la présence de la myéline sur la
vitesse et le mode de propagation
de l’influx nerveux .
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• 3.3.1 Ouverture des canaux calciques
Les canaux calcium transforment le signalélectrique en signal chimique:
l’influx nerveux atteint la région présynaptique, les canaux de calcium voltages –dépendantssitués sur la MP (région du bouton terminal)s’ouvrent, les ions calcium pénètrentbrusquement provoquant la stimulation dusystème contractile (cytosquelette ) etl’expulsion du contenu des vésicules dans lafente synaptique.
3.3 Transmission de l’influx nerveux au
niveau des synapses
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• 3.3.2 Remplissage des vésicules synaptiques
• Les vésicules synaptiques proviennent del’appareil de Golgi, elles sont chargés deneurotransmetteurs.
• Au niveau de leur membrane , se trouve uneprotéine, La synaptophysine qui s’assembleen hexamères et forme un pore-canal, cedernier permet leur remplissage (pompage)des vésicules par ces neurotransmetteurs.
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3.3.3 Exocytose du neuromédiateur
• Pour que l’exocytose se réalise , il y a intervention de 3
types de protéines , chacune intervient d’une façon
spécifique :
- La synapsine
- Les complexes SNAPs/SNARs
- La synaptotagmine
a lire sur le poly , retenir le rôle spécifique de chaque
type de protéine , ainsi que sa localisation .
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Figure 24 : les protéines impliquées dans le processus d’exocytose au
niveau des synapses .
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3.4 Transmission du signal dans la
région post synaptique
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• 3.4.1 Le délai synaptique
• C’est le temps de transmission au
niveau de la synapse, dépend du temps
que met le neurotransmetteur à
traverser la fente synaptique, à son
"recyclage" et à la conversion du signal
chimique en signal électrique par les
récepteurs post-synaptiques.
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3.4.2 Spécificité de la transmission neuronale post synaptique
Au niveau de la synapse , chaque bouton post-synaptique possède un seul type de récepteur canal (ionotrope ou bien métabotrope) par conséquent, il est seulement inhibiteur ou excitateur :
• Leur ouverture permet à l'ion spécifique de rentrerdans le bouton post-synaptique ou bien d'en sortir,ces déplacements d'ions engendrent des différenceslocales de potentiels électrochimiques quiprovoquent soit une dépolarisation (synapseexcitatrice ) soit une hyperpolarisation (synapseinhibitrice ) de la membrane post-synaptique. (figure25 et 26 )
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Figure 25 : Synapse excitatrice à
Sérotonine .dépolarisation, entrée du
calcium entrainant l’exocytose du
neurotransmetteur.
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Figure 26 : Synapse inhibitrice à GABA. Ouverture des canaux chlore et
hyperpolarisation, réponse lente et inhibée du neurone post synaptique.
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Retenir la différence
entre chaque synapse
(sur le poly )