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25/02/2014
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Physiologie du systme nerveux
Pr Lela ERRGUIGLaboratoire de Physiologie FMPR
E-mail : [email protected]
1re Anne Pharmacie1
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PLAN
Chapitre 1 : Rappels anatomo-fonctionnels de lorganisation du
systme nerveux
Chapitre 2 : Principes de fonctionnement dune cellule nerveuse
Chapitre 3 : Principes de la communication nerveuse
Chapitre 4 : Physiologie des rcepteurs
Chapitre 5 : Moelle pinire Etude des rflexes
Chapitre 6 : Tronc crbral Etude de la formation rticule
Chapitre 7 : Systme nerveux autonome
Chapitre 8 : Systme nerveux Somatique 2
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PLAN
Chapitre 1 : Rappels anatomo-fonctionnels de lorganisation du
systme nerveux
Chapitre 2 : Principes de fonctionnement dune cellule nerveuse
Chapitre 3 : Principes de la communication nerveuse
Chapitre 4 : Physiologie des rcepteurs
Chapitre 5 : Moelle pinire Etude des rflexes
Chapitre 6 : Tronc crbral Etude de la formation rticule
Chapitre 7 : Systme nerveux autonome
Chapitre 8 : Systme nerveux Somatique 3
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1- Introduction
Le systme nerveux est le centre d'intgration et detraitement des donnes. C'est le sige des motions, dela pense, de la conscience et participe au maintien del'homostasie.
Il remplit trois fonctions lies :
* La rception,
* Le transport de l'information sensorielle,
* Lintgration et de la rponse ce stimulus.
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Systme Nerveux
Central SNC
Systme Nerveux
Priphrique (SNP)
Moelle pinire
Voies affrentesVoies effrentes
Systme nerveux
somatique
Systme nerveux
autonomeStimuliviscraux
Stimulisensoriels
Motoneurones SN (ortho)sympathique
SN para-sympathique
Muscles
squelettiques
Muscles lisses
Muscle cardiaque
Glandes
Organes effecteurs
Encphale
Fig.1 : Organisation du systme nerveux 5
6
2-1/ Organisation anatomique
2-1-1/ Systme nerveux somatique :
a/ Systme nerveux central ou nvraxe
2- Organisation du systme nerveux
6
Le systme nerveux central (SNC) est compos de
l'encphale = cerveau + cervelet + tronc crbral et
de moelle pinire.
Il intervient dans lanalyse des donnes sensitives et
dans l mission des influx nerveux .
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Tlencphale
Msencphale
Pont de Varole (protubrance)Bulbe rachidien
= Tronc crbralCervelet
Diencphale
Fig.2 : Organisation anatomique du systme nerveux central
Moelle pinire 7
88
b/ Systme nerveux priphrique
Le SNP est compos de nerfs crniens et de nerfsspinaux ou rachidiens
Il comprend fonctionnellement deux types de voies: des
voies sensitives (ou affrentes), transportant les influx
nerveux, et des voies motrices ou effrentes, transportant la
rponse du SNC
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2-1-2/ Systme nerveux autonome
a/ SN parasympathiqueb/ SN sympathique
Nerfs crniens
Nerfs rachidiens
SNP somatique
SNPS : TC et S2-S4
(cranio-sacre)
SNS : T1 - L2(thoraco-lombaire)
SNP + SN = Systme Nerveux Autonome
SNS : T1 - L2(thoraco-lombaire)
v v
10Fig.3 : Systme Nerveux Priphrique et Systme Nerveux Autonome
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Au point de vue physiologique, le systme nerveux se subdivise en:
1- Un systme nerveux sensitifConstitu de Rcepteurs qui captent les informations dorigine:
Extroceptive (milieu extrieur) , Introceptive (milieu intrieur) ou Proprioceptive (muscle, tendons)
2- Un systme nerveux intgratifConstitu du Systme Nerveux Central, = centre de dcision o arrive les informations et o sont labores les commandes.
2-2/ Organisation physiologique du systme nerveux
11
Figure.4
12
3- Un systme nerveux moteur
ayant une fonction motrice ,
compos de :
* SN Somatique connect aux
muscles stris squelettiques,
* SN autonome (Vgtatif)
connect aux muscles lisses et aux
glandes.
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PLAN
Chapitre 1 : Rappels anatomo-fonctionnels de lorganisation du systme
nerveux
Chapitre 2 : Principes de fonctionnement dune cellule nerveuse
Chapitre 3 : Principes de la communication nerveuse
Chapitre 4 : Physiologie des rcepteurs
Chapitre 5 : Moelle pinire Etude des rflexes
Chapitre 6 : Tronc crbral Etude de la formation rticule
Chapitre 7 : Systme nerveux autonome
Chapitre 8 : Systme nerveux Somatique 13
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1- Les cellules du systme nerveux
Le systme nerveux est compos de 2 types de cellules:
* les neurones
* et cellules gliales (glie, ou nvroglie)
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Le neurone est lunit fonctionnelle du SNC (100 milliards deneurones dans le cerveau).
Les neurones lss ne sont pas renouvels Il est trs spcialis pour recevoir, intgrer et transmettre
linformation. Les neurones sont agencs en rseaux etcomportent:
1-1/ Neurones
- Les dendrites: qui reoiventles signaux dentre et les transmettentvers la rgion dintgration du neurone.Ils augmentent la surface des neuroneset leur permettent de communiquer avecbeaucoup dautres.
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Figure 5: structure du neurone
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* Le corps cellulaire (soma): est le centre de contrledu neurone
* Les axones: transportent les signaux destins auxcibles.
Le cne axonique ou segment initial ou collet = point dedpart de laxone.
Dans les neurones moteurs et interneurones, le cneaxonique = la zone gchette
Dans les neurones sensoriels, la zone gchette estadjacente au rcepteur 17
1818
Neurone
sensoriel
rcepteur
Zone
Gchette
ou cne
axonique
Neurone
moteur
Zone
gchette
Figure.6 : cne axonique des neurones moteurs et sensitifs
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1-2/ Les cellules gliales : cellules de soutien du systme nerveux
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CELLULES GLIALES DU SYSTME NERVEUX CENTRAL
Forme la gaine de myline
Soutien SNC, barrire HE, prlvent K+ et neurotransmetteurs
Dfense du SNC Barrire entre compartiments, source de cellules souches neuronales
CELLULES GLIALES DU SYSTME NENRVEUX PERIPHERIQUE
Gaine de myline, scrtion de facteurs neurotropes
Cellules de soutien
20
2- Classification des neurones
2-1-1/ Neurone Pseudo unipolaire:A un court prolongement qui se subdivise en deux :
un dendrite et un axone
2-1/ Classification selon le corps cellulaire
Figure.7 :
axonedendrite
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2-1-2/ Neurone multipolaire:nombreuses dendrites, un seul axone : neurones pyramidaux (cortex
crbral)
2-1-3/ Neurone bipolaire: une dendrite et un axone, ex: interneurones
axonedendrites
axonedendrite
Figure 8
Figure 9 21
Neurone moteur
multipolaire
Neurone moteur
bipolaire
22
2-2/ Classification selon laxone2-2-1/ Axones myliniss:
22
- Dans ces axones, de longs segments emballes de plusieurs
couches de membrane (gaine de myline) alternent avec des petits
segments de membrane sans myline les nuds de Ranvier -
- Les axones myliniss possdent un gros calibre, donc conduisent
plus rapidement linflux nerveux.
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Figure 10
myline
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-La gaine de myline forme une paroi rsistance leve qui empche le passage
de linflux. Linflux nerveux ne peut passer que dun nud de Ranvier lautre :
conduction de type saltatoire (par saut).
Figure 11: conduction saltatoire.24
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Dans les nerfs priphriques
La myline est forme par lenroulement de la membrane des cellules de
Schwann autour de laxone.
Figure 8 25
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Dans le SNC
La myline est forme partir des
oligodendrocytes.
Figure 12: myline des cellules du SNC
-Pathologie:Sclrose en plaque: maladie auto-immune au cours de laquelle des fibresnerveuses perdent leur myline. Cela entrane un ralentissement de latransmission de linflux nerveux dans les fibres atteintes. 26
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2-2-2/ Axones non myliniss:Diamtre < 1,5 mVitesse de conduction lente se faisant de proche en prochepar courants locaux
Sens du courant
Figure 13: conduction de proche en proche 27
2828
Tableau 2 : diffrences morphologiques et fonctionnelles
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2-3/ Classification des neurones selon leur fonction
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2-3-1/ Les neurones sensitifsDirectement relis aux organes des sens et sont responsablesde faire transiter l'information sensorielle et sensitiveascendante vers le cerveau.
2-3-2/ Les motoneurones
Neurones moteurs chargs de conduire les ordres
provenant du SNC, les informations descendantes
(effrentes) , en direction des effecteurs.
2-3-3/ Les interneurones
Neurones qui ne sont ni sensoriels ni moteurs mais qui font
la jonction entre ces deux types de neurones. Ils
permettent de moduler linformation.
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Substance
blancheSubstance
grise
Corne antrieure
Corne postrieure
CT de la moelle pinire
Influx nerveux affrent ou sensitifNeurone affrent ou sensitif
Influx nerveux effrent ou moteurNeurone effrent ou moteur
gg. rachidienpostrieur
Nerf mixteinterneuronedu
rcepteur
Corne antrieure
Figure 14 : Neurones selon leur fonction
vers
Leffecteur
32
PLANChapitre 1 : Rappels anatomo-fonctionnels de lorganisation du systme
nerveux
Chapitre 2 : Principes de fonctionnement dune cellule nerveuse
1- les cellules du systme nerveux2- classification des neurones3- proprits lectriques de la fibre nerveuse4- classification des fibres nerveuses
Chapitre 3 : Principes de la communication nerveuse
Chapitre 4 : Physiologie des rcepteurs
Chapitre 5 : Systme nerveux Somatique
Chapitre 6 : Tronc crbral Etude de la formation rticule
Chapitre 7 : Moelle pinire Etude des rflexes
Chapitre 8 : Systme nerveux autonome32
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3- Proprits lectriques de la fibre nerveuse
La membrane plasmique est faite dune bicouche de phospholipides entre lesquels se
trouvent des protines membranaires fonctions spcialises: enzymes, pompe
ionique, rcepteur ou canal ionique. Elle spare les milieux intra et extracellulaires.
Figure 15: structure de la mb plasmique
34
3-1-1/ Mise en vidence:
Au repos,
Dans laxone gant de calmar, et selon lemplacement des micro-lectrodes, la
mesure de la ddp donne les rsultats suivants:
En A la ddp entre 2 points extracellulaires A et B = 0.
En B la ddp entre 2 points lun extra et lautre intracellulaire donne une ddp = - 80
mV. Lintrieur de la cellule est ngatif par rapport lextrieur, cette ddp =potentiel membranaire de repos
3-1/ Polarit:
Elle correspond lexistence, au repos, dune diffrence de potentiel (ddp) entre
le milieu intra et extracellulaire : lintrieur tant charg ngativement,
lextrieur positivement, la cellule est dite polarise
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+ + + +
- - - - - - - - - - - - - -
LIC
LEC axone
- 80
0
mV
PR
Figure 16 : mise en vidence de la polarisation membranaire
LEC: liquide extracellulaire
LIC: liquide intracellulaire
PR: Potentiel de Repos
voltmtreA B
A
B
36
3-1-2/ Origine de la ddp de repos:
Prsence dans le milieu intracellulaire dions non diffusibles, les anions protiques,
chargs ngativement et de grand PM, qui vont agir sur la rpartition des ions
diffusibles de part et dautre de la membrane plasmique.
Explication:
Soit 2 solutions:
* C1, C2 lectriquement neutres,
* C1 plus concentr que C2. (C1>C2)
* Suivant le gradient de concentration, les cations vont passer de C1 vers C2 (du
milieu le plus cc vers moins cc).
* Le compartiment 1 devient charg ngativement
* Le compartiment 2 positivement,
* Il stablit alors une diffrence de potentiel et un gradient lectrique.
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C1 (LIC) C2 (LEC)
A +-
+
+
-
-
-
A
A
A A -
gradient de concentration
gradient lectrique
+
Solutions lectriquement neutresC1 > C 2
C1 charg ( - ) C2 charg ( + ) 37
+
A : anions : protines non diffusibles
38
Les cations du C2, attirs par la
charge ngative du C1 vont leur
tour migrer du C2 vers C1. Ceci va
se poursuivre jusqu un point
dquilibre entre le gradient
chimique de concentration et le
gradient lectrique.
C1 (LIC) C2 (LEC)
A +-
+
+
-
-
-
A
A
A A -
gradient de concentration
gradient lectrique
+
Solutions lectriquement neutresC1 > C 2
C1 charg ( - ) C2 charg ( + )
+
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Le potentiel de membrane pour lequel les 2 flux sont quivalents
mais de sens oppos est appel potentiel dquilibre pour un ion
donn, not E(ion)
Pour chaque ion, on peut calculer ce potentiel dquilibre grce
lquation Nernst:
E(ion) = RT/NF logCextracel/Cintracel = 60 log Ce/Ci R = constante des gaz parfaits
T = T absolue
N = valence de lion
F = Faraday Ainsi:ENa
+ = + 60 log Ce/Ci = + 60 log 140/14 = + 60
mV
EK+ = - 94 mV
ECl- = - 70 mV
40
3-1-3/ Mcanisme ionique lorigine du potentiel de repos
ions Cc intracelairemeq/l
Cc extracelaire meq/l
K+ 140** 5
Na+ 14 140**
Cl- 14 147
Ca++ 10-4 1
Dans toutes les cellules, la rpartition des ions de part et dautres de la
membrane est ingale
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Au repos
Le mouvement des ions se fait travers les canaux de fuite:* Les ions Na+ ont tendance entrer dans la cellule, attirs par
le gradient lectrique et chimique* Les ions K+ ont tendance quitter la cellule cause de leur
gradient chimique, mais sera rintroduit ds la cellule grce songradient lectrique jusqu un quilibreLa Pompe Na+/K+ ATPase dpendante :rtablit la rpartition initiale des ions en chassant le Na+ verslextrieur et en ramenant le K+ lintrieur de la celluleElle fonctionne grce lnergie libre par lhydrolyse de lATP. Le froid, lanoxie et certains poisons (2, 4 dinitrophnol) bloquent la pompe ionique, la cellule perd sa polarit et cest la mort cellulaire
42
K+ K+
K+ K+
cytoplasme liquide extracellulairemembraneplasmique
Na+ Na+
Na+Na+
Pompe
Na+ K+
Flux passifs
Flux actifs
Figure 17: Flux des ions Na+ et K+ travers la membrane
Plasmique dun neurone au repos
Canal de fuite
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4343Figure 18 : La Pompe Na+/K+ ATPase dpendante
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Lexcitabilit est la capacit de la cellule ragir un stimulus:
lectrique,
chimique ou
mcanique
par une inversion brutale, rapide et transitoire de la rpartition des
charges lectriques de part et dautre de la membrane : cest le
potentiel daction (PA) ou influx nerveux
3-2/ Excitabilit
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3-2-1/ Conditions defficacit dun stimulusNotion de Seuil dexcitation et de
Potentiels infraliminaires aigus
Potentiel daction
Intensit suffisante ou efficace atteint le seuil dexcitation -55 mV
Intensit insuffisante < seuil dexcitation
Potentiels infraliminaires aigus
PA
46Figure 19 : Schma du potentiel daction
Seuil critique
3-2-2/ Le potentiel daction
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3-2-2-1/ Description du PA
* La dpolarisation:Phase ascendante apparaissant partir dun seuil critique de - 50 mV. Brusque
(dure: 1 ms) et ample avec inversion de polarit de - 50 + 40 mV
* La repolarisation:Phase descendante du PA, rapide 1 2 ms, le potentiel de membrane revient
son niveau initial.
47
48
* Post potentiels tardifs, (-) et (+)
A la fin de la phase descendante,
* Lhyperpolarisation tardive:
A la fin de la phase descendante, le potentiel de membrane atteint une
valeur plus ngative que celle du PR.
* Retour au PR:
Phase relativement lente (quelques ms)
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Figure 20 : Le stimulus S1< S2 I2, > I3
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Le PA se propage comme une onde dans toute la cellule excitable du collet jusquaux terminaisons axonales Un PA se propage en gardant la mme amplitude quelle que soit la distance du trajet : amplitude sans dcrment
* Le PA est propageable:
52
- Pour un nerf (constitu de plusieurs fibres nerveuses) : Si lintensit de
stimulation augmente, lamplitude de la rponse augmente aussi car il y a
un recrutement progressif des fibres
Lamplitude maximale de la rponse correspond au recrutement de toutes
les fibres nerveuses
Application : pour ltude des conductions nerveuses en
lectromyographie, on stimule les nerfs en utilisant des intensits supra
maximales pour recruter toutes les fibres du nerf tudi52
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Lintensit du stimulus est code par la frquence des PA: un stimulus intense ne cause pas un plus grand potentiel daction, mais il augmente le nombre = la frquence de PA /unit de temps: un stimulus fort fait ragir plus de neurones quun stimulus faible
53
54
*la dpolarisation:est due l'ouverture de canaux Na+ voltage dpendants, ce qui entrane une
entre brutale de Na+ : lintrieur de la cellule devient positif et lextrieur
ngatif .
*la repolarisation:due linactivation graduelle des canaux Na+
puis avec un certain dlai, ouverture des canaux K+ voltage dpendants .
3-2-2-3/ Mcanismes ioniques lorigine du PA
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*le retour au PR:
Processus est actif, d la pompe Na+/K+ ATPase dpendante qui expulse les
ions Na+ et entre les K+
(2 K+ contre 3 Na+) jusqu ce que la rpartition initiale des ions soit atteinte.
*l'hyperpolarisation:Inactivation lente des canaux K+ : le K+ continue sortir, lintrieur devient encore plus ngatif que lextrieur, les canaux Na+ tant ferms.
56
3-2-3/ Notion de conductance ionique
Courbe de conductances (g) sodiques et potassique au cours du PA
La conductance (g) est ltude de la cintique des flux ioniques par rapport la
permabilit mb. La conductance de sodium augmente durant la phase de
dpolarisation, celle du potassium au cours de la repolarisation
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* la priode rfractaire absolue:
Correspond la phase de dpolarisation brusque avec inversion de
polarit et repolarisation rapide. Cette phase ne peut tre modifie
par aucune autre stimulation.
* la priode rfractaire relative:
Phase de repolarisation lente au cours de laquelle la membrane
retrouve une partie de son excitabilit.
* le post potentiel ngatif:
Priode supra normale au cours de laquelle lexcitabilit est > la
normale.
* le post potentiel positifPriode subnormale au cours de laquelle la membrane est
hyperpolarise et o lexcitabilit est < la normale.57
58
- 80
0
+ 40Priode rfractaire absolue
Priode rfractaire relativePost potentiel ngatif
Post potentiel positif
Lexcitabilit
3-2-4/ Excitabilit cellulaire et priodes rfractaires:
Variations de lexcitabilit neuronale au cours des priodes rfractaires
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Intrts de la priode rfractaire
- Elle assure la propagation sens unique du PA donc pendant et
aprs le PA, une zone ne peut tre restimule. La propagation du
PA ne peut se faire que dans le sens antrograde le long de
laxone.
- Elle limite la frquence de dcharge du neurone: P.R. longue
=> la frquence des P.A. est basse
60
4- Classification des fibres nerveusesClassification des fibres nerveuses
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PLAN
Chapitre 1 : Rappels anatomo-fonctionnels de lorganisation du systme
nerveux
Chapitre 2 : Principes de fonctionnement dune cellule nerveuse
Chapitre 3 : Principes de la communication nerveuse : la synapse
Chapitre 4 : Physiologie des rcepteurs
Chapitre 5 : Systme nerveux Somatique
Chapitre 6 : Tronc crbral Etude de la formation rticule
Chapitre 7 : Moelle pinire Etude des rflexes
Chapitre 8 : Systme nerveux autonome 62
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La synapse:
Connexion fonctionnelle entre 2 cellules dont une au moins est une
cellule nerveuse.
Lieu dintgration, de filtration et de transmission de linformation
1- Dfinition
lment post synaptique lment pr synaptique
La synapse peut treNeuro-neuronale: neurone- neuroneNeuro-sensorielle : neurone- cellule rceptrice Neuro-musculaire : neurone - cellule effectrice
Applications cliniques : un dysfonctionnement synaptique :
* peut entrainer certaines maladies crbrales, mentales et neuromusculaires ( ex : myasthnie)
* peut tre la cible de nombreuses substances thrapeutiques (les antipileptiques)
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Selon les critres morphologiques et fonctionnels
synapse lectrique synapse chimiquesynapse mixte
2- Les diffrents types de synapses
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2-1/ Les synapses lectriques
Ou jonctions communicantes ou gap junctions
Les membranes plasmiques des 2 cellules sont accoles et
communiquent via les connexons
* La transmission des signaux lectriques est directe, bidirectionnelle
* La propagation des PA entre neurones est rapide
* Permettent la synchronisation de la contraction de certaines cellules
musculaires (cur, fibres musculaires lisses).
* En revanche, type rare dans le corps humain.
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Le connexon 1re membrane
2me membrane
fig 1: Schma dune synapse lectrique
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La synapse chimique comprend 3 parties :1- Un lment pr-synaptique: qui amne linflux nerveux. Il se
caractrise par la prsence de vsicules synaptiques,organites de stockage du neurotransmetteur, et denombreuses mitochondries,
2- Une fente synaptique: espace entre la membrane pr- et post-synaptique
3- Un lment post-synaptique: qui reoit linflux nerveux et possde les rcepteurs spcifiques du neurotransmetteur.
2-2/ Les synapses chimiques:
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Structure de la synapse chimique
3- La synapse chimique
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3-1/ Mcanisme de la transmission synaptiqueArrive du PA (lment prsynaptique)[1]
entre de calcium [Ca2+][2]
Exocytose
fusion d'une vsicule avec la membrane plasmique
[3]
Fixation du mdiateur chimique sur rcepteur post synaptique
libration du neurotransmetteur dans la fente
Entre de Na+ (mb post synaptique), sortie de K+
[4]
[5]
Naissance dun Potentiel Post Synaptique PPSRecapture des molcules de neurotransmetteurs restantes par lamembrane prsynaptique
[6]
72
PA
...
NTNa+
Na+
Elment pr synaptique
Elment post synaptiqueRcepteur
Canal Na+
Ca++
PPSE
PA
Fonctionnement dune synapse chimique
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3-2/ Synapses excitatrice et inhibitrice:
La transmission synaptique est polarise : elle se fait de llment pr-
synaptique vers llment post-synaptique, cest une transmission
unidirectionnelle.
La synapse peut tre :
* soit excitatrice produisant un potentiel post-synaptique
excitateur (PPSE)
* soit inhibitrice lorigine dun potentiel post synaptique
inhibiteur (PPSI)
74
PPSE
2-4-1/ La synapse excitatrice
Le neurotransmetteur libr provoque du ct post-synaptique une augmentation
de la permabilit au Na+, qui dpolarise la membrane et engendre un potentiel
post-synaptique excitateur PPSE. Linformation passe dun neurone un autre
Ach Ach
RcepteurNa+
K+Ach Ach
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2-4-2/ La synapse inhibitrice:
Le neurotransmetteur, essentiellement le GABA, provoque du ct post
synaptique une augmentation de permabilit aux ions chlore (Cl-) ce qui
entrane une hyperpolarisation et un potentiel post synaptique inhibiteur (PPSI):
il y a donc une inhibition de la transmission de linflux.
PPSI
CL-hyperpolarisation
76
3-3/ Notion de sommation:3-3-1/ Sommation temporelle:
Un stimulus dintensit < au seuil ou infraliminaire peut provoquerune rponse sil intervient immdiatement aprs un autre stimulus
infraliminaire: on parle alors de sommation temporelle.
PA
seuil critiquetps ms
mV
0 20 40 60
I < au seuil
Fig 4: sommation temporelle
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3-3-2/ Sommation spatiale:Deux stimulus infraliminaires a et b appliqus proximit lun de lautre et en mme
temps peuvent provoquer un PA: on parle alors de sommation spatiale.
a
b
a b a+b
mV
Seuil critique
PA
Fig 5: sommation spatiale
78
4- Les modifications possibles de la transmission synaptique
La stimulation de 2 contingents prsynaptiques convergents produit
une rponse globale post synaptique > somme algbrique de chaque
stimulation isole: il y a recrutement de la frange sous liminaire
commune chaque contingent pr synaptique
4-1 La facilitation:
Conclusion: Dans la facilitation, des neurones peuvent tre stimuls directement et
plusieurs autres neurones peuvent rpondre, par diffusion de l'influx .
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Frange sous liminaire de A et BPPSE puis PA 12
Zone de dcharge A: PA 3
Zone de dcharge B: PA 3
Facilitation spatiale
A
B
Les modifications possibles de la transmission synaptiques
80
4-2 Locclusion:La stimulation maximale simultane de 2 voies pr synaptiques convergentes produit
une rponse globale post synaptique < somme algbrique de chaque stimulation
isole car les neurones de la frange sous liminaire commune entrent en priode
rfractaire.
Locclusion diminue quand le temps entre 2 stimulations augmente
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Zone de dcharge A: PA 9
Zone de dcharge B: PA 9
Occlusionspatiale 12 PA
A
B
Zone de dcharge commune
4-3 Linhibition synaptique :Dans les synapses axo-axoniques, la terminaison axonique de A entre en synapse avec celle de BLe NT libr par A se fixe sur les rcepteurs de B modifie la quantit de NT libr par B en rponse aux PAAinsi, le neurone A na aucun effet direct sur C, mais il modifie notablement la capacit de B influencer C.
Neurone BNeurone A
Neurone C
-
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5- Etude de quelques synapses :5-1/ Synapse du SNC:
Synapse complexe, environ 1014 synapses
sur 1 neurone post synaptique convergent 1000 axones pr-
synaptiques (1/1000).
Rsultat:Sommation algbrique des PPS (Pot. Post Synaptique)Si le seuil critique est atteint, il y aura PA.
Intgration des signaux par le neurone post synaptique
Fig 6: La convergence
84
5-2/ Synapse du SNA: le ganglion sympathique
Ganglion sympathique
neurone pr ganglionnaire
neurone
post ganglionnaire
Ganglion sympathique latrovertbral
5-2-1/ Description de la synapse:
ME
Une cellule post-gg. reoit des messages de plusieurs cellules prgg. Le mdiateur chimique = lactylcholine
Le phnomne de convergence
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5-2-2/ Caractristiques de cette synapse:
Action en pr ganglionnaire
Rsultat en post ganglionnaire
Stimulation d1 seule fibre Pas de PA mais seul 1 PPSE
Convergence, possibilit de facilitation ou docclusion
spatialeStimulation de plusieurs fibres
86
Plaque motrice : Synapse simple Llment prsynaptique = motoneurone alpha
Llment post synaptique= fibre musculaire strie
Le mdiateur chimique = lactylcholine
zone de contact entre fibre nerveuse et fibre musculaire, riche en
noyaux, mitochondries et de nombreux plis = appareil sous neural.
Chez les Mammifres, il y a 1 seule plaque motrice/fibre musculaire
5-3-1/ Description:5-3/ La jonction neuro-musculaire
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mitochondrie
Cellule de Schwann
axoplasme
axolemme
myline
Vsicules synaptiques
sarcolemme
sarcoplasme
noyau
Myosine (sombre) Actine (claire)
myofibrilles
Appareil sous-neural
Fig 7: La jonction neuromusculaire
88Fig 9: Schma des units motrices
*Lunit motriceEnsemble des fibres musculaires innerves par la mme fibre nerveuse motrice.
-
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PLAN
Chapitre 1 : Rappels anatomo-fonctionnels de lorganisation du systme
nerveux
Chapitre 2 : Principes de fonctionnement dune cellule nerveuse
Chapitre 3 : Principes de la communication nerveuse
Chapitre 4 : Physiologie des rcepteurs et de la douleur
Chapitre 5 : Systme nerveux Somatique
Chapitre 6 : Tronc crbral Etude de la formation rticule
Chapitre 7 : Moelle pinire Etude des rflexes
Chapitre 8 : Systme nerveux autonome 89
90
1-IntroductionLes informations affrentes qui arrivent au SNC peuvent tre conscientes(sensorielles) ou inconscientes mais ncessaires pour le maintien delhomostasie (ex: PSA, PaO2 et CO2, viscres).Linformation sensorielle : sensation somatique et sens spciauxUn rcepteur = capteur sensoriel = organite qui capte les messages
Stimulus
Milieu extrieur
Milieu intrieur
Rcepteur Dtection, slectiontransduction : conversion des stimuli en signaux lectriques ou PA
Influx nerveux ou PAUn stimulus correspond diffrentes formes dnergie ou modalits, ex :lumire, chaleur, son, pression ou des proprits chimiques.
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2- Classification des rcepteurs
Type de rcepteur Exemple de stimuli
Les mcanorcepteurs Pression (Barorcepteurs), tirement cellulaire, vibrations, acclration, son
Les thermorcepteurs Degrs diffrents de chaleur (dans la peau, lhypothalamus )
Les chmorcepteurs O2, pH, molcules organiques ex: glucose.
Les osmorcepteurs Osmolarit du milieu intrieur
Les photorcepteurs Photons de la lumire , ce sont les cnes et lesbtonnets de la rtine
Les nocicepteurs stimulus potentiellement nocifs pour les tissus.
Chaque type de rcepteurs rpond de faon prfrentielle un type de stimulus : stimulus spcifiqueCertaines sensations sont composites, intgration centrale de stimuli sensoriels concomitants, ex : sensation de mouill
3- Utilisation de linformation dtecte par les rcepteursCette information est conduite au SNC via les neurones affrents
et sera utilise de plusieurs faons :
* Les influx affrents sont essentiels pour la programmation de comportements moteurs adaptes aux conditions extrieures
* Le traitement central de linformation donnant naissance a notre perception du monde extrieur
* Des informations peuvent tre stockes en mmoire pour un usage ultrieur
* Les affrences sensorielles peuvent profondment retentir sur nos motions
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La rponse dun rcepteur un stimulus spcifique est une dpolarisation desa membrane : cest le potentiel de rcepteur (PR). Son amplitude et sa durevarient avec lintensit du stimulus.La sommation de ces PR, si le stimulus est intense ou rpt (seuil), provoqueune dpolarisation secondaire ou potentiel gnrateur (PG).Il y a ensuite traduction du PG en un train de potentiels d'action (PA) (loi dutout ou rien), transmis ensuite jusqu'au systme nerveux central
4- Potentiel rcepteur - potentiel gnrateur
PA
PR
Stimulus
94
SNC:*Rception,
*Traitement de linformation*R
ponse
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Ladaptation est un changement (en gnral une diminution) de la sensibilitdu rcepteur un stimulus maintenu constant pendant un certain temps.
Ladaptation sexprime par une diminution de la frquence des PA au coursdu temps
Selon la vitesse dadaptation, on distingue :
5-1/ Rcepteurs toniques:ragissent durant toute la dure du stimulus, ils ne sadaptent pas ou le fontlentement (la posture).
5-2/ Rcepteurs phasiques:ragissent l'apparition et la disparition du stimulus (rcepteurs ON OFF ), sadaptent rapidement. Ils renseignent sur les variations du stimulusplutt que sur une situation stable (poids de nos vtements).
5- Notion dadaptation des rcepteurs
96
Rcepteurs toniques: R adaptation lente, qui rpondent pour la dure du stimulus
Rcepteurs phasiques :Sadaptent rapidement un stimulus constant et sarrtent. Ils dchargent nouveau quand le stimulus sinterrompt
stimulus stimulus
PA PA
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6- Champ rcepteur et pouvoir de discrimination6-1/ Notion de champ rcepteur
Cest la zone de peau innerve par un neurone somato-sensoriel
Sa taille varie inversement avec la densit des rcepteursau niveau de cette zone
6-2/ Pouvoir de discrimination
Ou acuit : possibilit de percevoir deux stimuli trsrapproches et appliqus simultanment
Dautant plus grand que le champ rcepteur est petit (ex : lapulpe des doigts et le coude ou la cuisse)
98
a- Stimulus nociceptif : un stimulus est dit nociceptif lorsqu'il estcapable de produire une lsion tissulaireb- Nocicepteur est un rcepteur prfrentiellement sensible un stimulus nociceptifc- La douleurSensation dsagrable, une exprience motionnelle en rponse une atteinte tissulaire relle ou potentielle, ou dcrite dans des termes voquant une telle lsion".Daprs lAssociation Internationale pour lEtude de la Douleur
7- Etude des nocicepteurs7-1/ Dfinitions:
-
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7-2/ Mcanisme dactivation des nocicepteurs7-2-1/ Nature du stimulus nociceptif:- mcanique- thermique,- lectrique,- chimique...7-2-2/ Mode dactivation des nocicepteurs:* Directement : piqre, brlure* Indirectement via des substances chimiques libres par les cellules
lses :+ lhistamine (mastocytes),+ la bradykinine (cellules endothliales des capillaires)+ les prostaglandines...
100
piderme
derme
Rcepteur de la douleurCorpusculeTactile de Meissner
Mcanorcepteur de type I ou disque de
Merkel
Corpuscule lamellaire De Pacini
Mcanorcepteur de type II ou corpuscule de
Rufini
Les diffrents rcepteurs cutans
-
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7-2-3/ Mcanisme dactivation indirecte des nocicepteursUne agression tissulaire
fibres sensitives de petit calibre A et C
moelle pinire
Libration de substances algognes
Sensation douloureuse
(bradykinine, ions H+ ou K+, histamine, srotonine, prostaglandines)
messages nociceptifs
Les peptides qui interviennent dans la transmission de la douleur : substance P,VIP, ocytocine, angiotensine 2, enkphaline...
102
Stimulus nociceptif
nocicepteur
douleur
Rflexe dvitementManifestations motrices
Vgtatives rflexes
Moelle pinire
Contrles descendants
Tronc crbral
Antro-latrale
Cortex sensorielsprimaires
Thalamus
NeuronesSensorielsprimaires
voie
Manifestations nerveuses lies un stimulus
nocicepteur
nociception
apprentissage
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Figure 2: Hyperalgie priphrique : entretien de la douleur par des rflexes d'axone, la libration dendritique de substance P (SP) et la mise en jeu de neuromdiateurs
Figure 2: Hyperalgie priphrique : entretien de la douleur par des rflexes d'axone, la libration dendritique de substance P (SP) et la mise en jeu de neuromdiateurs
1 : conduction normale delinflux nerveux
2 : rflexe daxone1
2
104
7-2-4/ Les types de fibres sensitives nociceptives* Les fibres Ad (v = 4-30 m/s)
. Faiblement mylinises
. 1 5 m de diamtre
. Douleur rapide localise type piqre
* Les fibres C (v = 0.2-2 m/s). non mylinises. 0.3-1.5 m de diamtre. Douleur plus tardive, diffuse type brlure
-
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7-3/ Voie nerveuse nociceptive: voie spinothalamique
Nocicepteur ME Thalamus
Cortex
1 2
3
1: neurone sensitif Iaire A ou C2: neurone spino-thalamique3: neurone thalamo-cortical
106
1
2
3
Figure 3: voies sensorielles de la nociceptionFigure 3: voies sensorielles de la nociception
3
21
cortex
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7-4/ Contrle de la douleur
Principe: il sagit dune interaction entre le systme lemniscal vhiculant les
influx du tact superficiel (fibres A, A), et le systme extra-lemniscal ouspinothalamique conduisant les stimuli thermo-algsique (fibres A, C).
La voie lemniscale, plus rapide, car ses fibres sont mylinises, donne
chaque segment une collatrale dont le rle est dexciter un interneurone
inhibiteur bloquant le 1er relais de la douleur situ dans la corne postrieure de
la ME, bloquant ainsi la transmission de la douleur vers le thalamus.
7-4-1/ contrle segmentaire: thorie du Gate control ou thorie du portillon mdullaire :
108
Stimulus douloureux
Intensevers le cerveau
Arrt de linhibition
Fibre C
Stimulus douloureux
Voie ascendante de la douleur
Thorie du gate-control dans la modulation de la douleur
Pour une douleur intense, la fibre C interrompt linhibition de la voie ascendante de la douleur, permettant la remonte dun signal intense vers le cerveau.
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Diminution du stimulus douloureux
vers le cerveau
Fibre C
Fibre A
Stimulus douloureux
Tact et Stimulus Non douloureux
Voie ascendante de la douleur
La douleur peut tre module par des entres somtosensorielles simultanes.
Thorie du gate-control dans la modulation de la douleur
110Figure 4: schma des voies du contrle segmentaire de la douleurFigure 4: schma des voies du contrle segmentaire de la douleur
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La stimulation lectrique des fibres cutanes mylinises de groscalibre, A et A, diminue la rponse des neurones de la corne dorsalede la moelle pinire des stimuli nociceptifs. La douleur arrive doncsur un relais dj inhib.Ce principe est utilis dans lacupuncture et la stimulation nerveuselectrique transcutane (SNET)
Application clinique:
112
7-4-2/ Contrle supra segmentaire de la douleura- Origine: Dans le tronc crbral
La substance rticule du TC possde un systme srotoninergique: le systme
du raph qui se projette au niveau de la moelle pinire, libre la srotonine et
inhibe la transmission de linflux douloureux.
Les antagonistes de la morphine inhibent cette voie.
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SGPA (msencphale)
Noyau du raph (bulbe)
srotonine
Moelle pinire
Enkphalines
Analgsie: blocage de la transmission de la douleur
Tronc crbral
b- mode daction
114
7-5/ Mdicaments de la douleur
LO.M.S. a propos de classer les antalgiques en trois paliers ou
niveaux selon le degr de la douleur:
Niveau 1 :
antalgiques priphriques: Paractamol, Aspirine, et AINS
pour douleurs lgres modres.
agissent sur les nocicepteurs priphriques
diminuent de la synthse des prostaglandines.
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PLAN
Chapitre 1 : Rappels anatomo-fonctionnels de lorganisation du systme
nerveux
Chapitre 2 : Principes de fonctionnement dune cellule nerveuse
Chapitre 3 : Principes de la communication nerveuse : la synapse
Chapitre 4 : Physiologie des rcepteurs et de la douleur
Chapitre 5 : Moelle pinire : Etude des rflexes
Chapitre 6 : Tronc crbral Etude de la formation rticule
Chapitre 7 : Systme nerveux autonome
Chapitre 8 : Systme nerveux Somatique : le muscle squelettique 115
Longueur = 45 50 cm ; environ 1 cm de diamtre Fait partie du SNC ( avec le TC et le cerveau) Fonctions = conduction de la sensibilit et de la motricit, Cest un Centre nerveux, mis en vidence par le contrlesegmentaire de la douleur et par l'existence dactivitsrflexes, ne faisant pas intervenir lencphale
Possde ses propres centres neurovgtatifs .
I- GnralitsLa moelle pinire:
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Cest une rponse motrice rapide et involontaire un stimulus suite a la stimulation dun rcepteur. Cette rponse est la consquence d'un rflexe spinal (= moelle pinire) dans lequel l'encphale n'intervient pas Il peut tre conscient (= conscience du rsultat de l'activit rflexe) :Ex. : Si on renverse une casserole remplie d'eau bouillante sur son bras, on la laisse tomber sur le champ et involontairement avant mme d'prouver une douleur.Il peut tre inconscient : Ex. : c'est le cas de nombreuses activits viscrales qui sont rgies par le tronc crbral et la moelle pinire. Il peut tre inn ou conditionn cd secondaire un apprentissage.
2- Dfinition dun rflexe
119
rcepteur Centre nerveux
effecteurFibre
sensitive affrente
Fibre motrice
effrente
Schma de larc rflexe
Ex: muscle squelettique
3- Composantes dun arc rflexe
Stimulus
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Les rflexes lmentaires se produisent dans des voiesnerveuses spcifiques appeles arcs rflexes.
Un arc rflexe ncessite la prsence de 5 lments :1) Un rcepteur du stimulus2) Des fibres affrentes dans un nerf sensitif ou mixte3) Un centre rflexe dans la moelle pinire ou dans le tronc
crbral4) Des fibres effrentes dans un nerf moteur ou mixte,5) Un organe effecteur musculo-squelettique ou vgtatif
121
Larc rflexe 122
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4- Classification des rflexes
Mono ou paucisynaptique: ne comporte que 2 neurones
Polysynaptique: fait intervenir des interneurones et plusieurs segments mdullaires
REFLEXE
4-1/ Rflexes spontans
4-1-1/ Selon le nombre de synapses
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Lorsque l'on marche sur un objet pointu, par exemple, les fibres nociceptivesprovoquent la contraction des muscles flchisseurs de la jambe, et ce plusieurs articulations.
Rflexe plurisynaptique
Rflexe plurisynaptique
125
Les rcepteurs se situent au niveau de la peau et sont des rflexes dedfense Ils comportent :
* Rflexes de flexion homolatrale : une stimulation douloureuse lamain (piqre, brlure,..) entraine une raction de retrait de la main par unecontraction du muscle flchisseur
* Rflexes dextension croiss : lors dun rflexe de flexion, 0.2 0.5secondes aprs, on observe un rflexe dextension croise. Il loigne le corpsde la stimulation douloureuse, et vite la chute
la peau
excitation
muscle
contraction
a- Rflexes cutans:
126
4-1-1/ Selon le sige des rcepteurs
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b- Rflexes tendineux:Ex : le rflexe tendineux rotulien,
Le centre nerveux de ce rflexe se trouve dans le segment spinallombaire L3 L4.
Rflexe monosynaptique,Il est dit myotatique car ilconstitue une rponse ltirement dun muscle.
La percussion du tendon du muscle quadriceps, sous la rotule, provoque une contraction de ce muscle extenseur de la cuisse do projection de la jambe vers lavant.
127
128
4-2/ Rflexes provoqus Les rflexes provoqus sont largement utiliss en smiologie. Ils sont pointde dpart osto - tendineux ( proprioceptifs) ou cutans (extroceptifs ). Ilstudient, la fois, ltat des voies priphriques du rflexe (n. sensitif / n.moteur) et ltat de la rflectivit centrale.
-
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III- LES DIFFERENTS TYPES DE MOTONEURONES
129
2 types principaux :motoneurones : innervent les fibres musculaires. Origine des informations :
* fibres Ia du fuseau neuromusculaire* OTG : organe tendineux de Golgi (fibres Ib)
Rle: maintien de la tonicit d'un muscle. motoneurones : innervent les fibres musculaires. Origine des informations : centres supra-spinaux. Rle: moduler la sensibilit du rcepteur l'tirement.
Corne antrieure de la substance grise
Ia (FNM)
Ib (OTG)
Centres supra spinaux
Motoneurones innervant le
muscle
Fibres sensitives
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PLAN
Chapitre 1 : Rappels anatomo-fonctionnels de lorganisation du systme
nerveux
Chapitre 2 : Principes de fonctionnement dune cellule nerveuse
Chapitre 3 : Principes de la communication nerveuse
Chapitre 4 : Physiologie des rcepteurs
Chapitre 5 : Tronc crbral Etude de la formation rticule
Chapitre 6 : Moelle pinire Etude des rflexes
Chapitre 7 : Systme nerveux autonome
Chapitre 8 : Physiologie du muscle stri squelettique
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1- Gnralits-Le SNA est un systme inconscient
-Il innerve les muscles lisses des viscres, le cur et les
glandes.
- Il rgule les activits mtaboliques corporelles, et assure
lhomostasie (maintien de la stabilit du fonctionnement denos activits vitales)- Il comporte 2 divisions priphriques :
= systme orthosympathique + parasympathique dont les
actions sont antagonistes.
Fig 1: Les deux composantes du systme nerveux vgtatif
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Cellules effectrices:muscle cardiaque
muscle lisseglandes
SNC
2-Organisation du SNALe SNA relie le SNC aux cellules effectrices par lintermdiaire de 2 neuroneset dune synapse.Le corps cellulaire du 1er neurone se trouve dans le SNC (ME ou TC), lasynapse et le corps cellulaire du 2me neurone se trouvent dans le ganglionvgtatif.
Ganglionvgtatif Neurone
Post-ganglionnaire
synapse
NeuronePr-ganglionnaire
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2-1/ Le systme sympathique
Elles quittent le SNC au niveau thoracique et lombaire,le systme sympathique = systme thoraco-lombaire.Le mdiateur chimique des fibres prgg = lactylcholine(ACH).
2-1-1/ Les fibres pr ganglionnaire:
Forment 2 chanes de chaque ct de la moelle: chanes latro-vetbrales
3- les fibres post-ganglionnaires:Fibres longues se rendant jusquaux effecteurs.Le mdiateur chimique est la noradrnaline (NA).Exception: pour les glandes sudoripares et les vaisseaux sanguins dumuscle squelettique o cest lactylcholine.
2-1-2/ Les ganglions sympathiques:
2-2/ Le systme parasympathique:1- les fibres pr-ganglionnaires:
Fibres longues, quittant le SNC au niveau du tronc crbral et de la partiesacre de la moelle pinire:= Systme cranio-sacr.Ces fibres librent lActylcholine
2- les fibres post-ganglionnaires Fibres courtes qui vont agir directement sur les tissus de lorgane parlintermdiaire de lActylcholine
* Cas particulier du systme nerveux entrique (SNE):Il existe un rseau neuronal spcialis dans la paroi du tube digestif qui rgitles glandes et les muscles lisses qui sy trouvent. Ce rseau constitue le SNE.
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3- Action comparative des systemes orthosympathique et parasympathique Organe ou glande Effet du sympathique Effet du
parasympathiqueil
glandes lacrymales Pas deffet scrtionCur Tachycardie bradycardie
Vaisseaux (artres coronaires, veines)
Constriction Pas deffet
Bronches PoumonsMuscle lisse Peu deffets Constriction
Tractus digestifmuscle lisse Relaxation Constriction
Sphincter Constriction dilatationGlandes exocrines Pas deffets scrtion
PeauGlandes sudoripares Scrtion Pas deffet
Vessiesphincter contraction relchement
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4- Les rflexes vgtatifs locauxLes nombreuses activits de rgulation des fonctions organiques sont
ralises par des rflexes locaux, au niveau spinal ou au niveau du
tronc crbral.
* Un arc rflexe vgtatif comprend:
1- un introcepteur situ dans lorgane rguler,
2- des neurones sensitifs
3- des neurones dassociation,
4- des neurones pr- et post-ganglionnaires
5- des effecteurs constitus par des fibres musculaires lisses ou des
cellules glandulaires.
Exemple de rflexe vgtatif spinal: le rflexe de miction
Stimulus = distension de la paroi de la vessie
Rcepteur = mcanorcepteur de la paroi de la vessie
Centre rflexe = moelle sacre
Voie effrente = fibres parasympathiques du nerf splanchnique
pelvien
Rponse = contraction des muscle lisses de la paroi vsicale et
mission durine.
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PLAN
Chapitre 1 : Rappels anatomo-fonctionnels de lorganisation du systme
nerveux
Chapitre 2 : Principes de fonctionnement dune cellule nerveuse
Chapitre 3 : Principes de la communication nerveuse : la synapse
Chapitre 4 : Physiologie des rcepteurs et de la douleur
Chapitre 5 : Moelle pinire Etude des rflexes
Chapitre 6 : Tronc crbral Etude de la formation rticule
Chapitre 7 : Systme nerveux Somatique : le muscle squelettique
Chapitre 8 : Systme nerveux autonome 143
1- DfinitionLa formation rticule du tronc crbral est une structure en rseaupolysynaptique dont les fibres sont orientes dans toutes les directions :ascendante, descendante.Cest un systme diffus non spcifique.
cervelet
pontmsencphale
bulbeTC
FR
-
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La formation rticule sorganise en:*FR latrale: principalement affrente(sensitive) reoit les informations depuis tous les systmes sensoriels (somatiques et viscraux)*FR mdiane:surtout effrente (motrice)
* soit ascendante du TC vers le thalamus,
* soit descendante du TC vers la moelle pinire = voie extra-pyramidale rticulo spinale.
2- Organisation
3- Actions intgratrices de la FRLa FR msencphalique et pontique ou bien FR rostrale est activatrice avecdes actions ascendantes dveil cortical, de facilitation des perceptions et delattention, et des actions descendantes de facilitation du tonus.La FR pontique et bulbaire ou bien FR caudale est inhibitrice des activits comportementales:
du tonus,de la vigilance,
Facilitation du sommeil. cervelet
pontmsencphale
bulbeTC
FR
+
-
-
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4- Neurochimie de la formation rticulaireLes systmes rticulaires aminergiques centraux sont:- Cholinergiques : Actylcholine, implique dans lapprentissage et la mmoire.La dgnrescence des neurones Ach provoque des troubles mnsiques (maladie dAlzheimer)- Noradrnergiques : la NA sert au traitement des informations sensitivo-sensorielles,
-Dopaminergiques, impliqus dans le domaine sensorimoteur,Le dysfonctionnement de ces neurones aboutit la maladie de Parkinson - Srotoninergiques, impliques dans le contrle spinal de la douleur en coopration avec les morphines endognes, et le contrle des activits affectives.
PLAN
Chapitre 1 : Rappels anatomo-fonctionnels de lorganisation du systme
nerveux
Chapitre 2 : Principes de fonctionnement dune cellule nerveuse
Chapitre 3 : Principes de la communication nerveuse
Chapitre 4 : Physiologie des rcepteurs
Chapitre 5 : Tronc crbral Etude de la formation rticule
Chapitre 6 : Moelle pinire Etude des rflexes
Chapitre 7 : Systme nerveux autonome
Chapitre 8 : Physiologie du muscle stri squelettique
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Le muscle stri squelettique est l'organe effecteur de la motricit somatique, qui regroupe l'ensemble des fonctions permettant un organisme de se dplacer ou d'interagir avec son milieu en mobilisant les pices de son squelette. Il ya environ 600 muscles squelettiques dans lorganisme.
1- Introduction
149
2- StructureLe muscle squelettique constitu de quelques dizaines quelques milliers de fibres musculaires, de 10 100 m de diamtre et de plusieurs centimtres de longueur.
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Ensemble de cellules dont le cytoplasme a fusionn (syncytium); les nombreuxnoyaux de ces cellules sont situs la priphrie du cytoplasme.
cytoplasme = sarcoplasmemembrane cellulaire = sarcolme.
Le sarcoplasme renferme des:* Protines contractiles: actine et myosine* Protines de la contraction musculaire: tropomyosine, troponine, Lensembles de toutes ces protines forme les myofibrilles * mitochondries
2-1/ la fibre musculaire:
151
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Schma dune fibre musculaire
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Le muscle stri est dit "stri" en raison de son aspect au microscope optique:chaque fibre musculaire strie comporte une succession de :
* Une bande sombre : bande A : anisotrope, alterne avec* Une bande I : plus claire isotrope.
La strie Z : ligne troite et sombre coupe transversalement chaque bande ILa bande H : zone plus claire, partage la bande A en son milieu. Cette striation est due la prsence de filaments contractiles d'actine et de myosine, disposs longitudinalement
154
2-2/ Ultra structure de la FMS
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Bande A
Bande H
Ligne Z Ligne Z
Bande I Bande I
ActineMyosine
155
le sarcomre = Segment de myofibrilles compris entre 2 stries Z successives, cest lUnit de la contraction lmentaire.
* Longueur au repos = 2,5 m,
* Il est compos de la bande H, A et de la bande I:
La bande H = ne contient que la myosine
La bande A = contient la myosine + lactine
La bande I = ne contient que lactine
2-3/ Le sarcomre
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Composs de monomres d'une protine= l'actinedisposs en une double chane en hlice, et de deux autres protines : la tropomyosine et la troponine.
2-3-1/ Filaments fins :
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Composs de la protine de myosine qui est forme de 2 parties :Une tte globulaire possdant
* un site de combinaison avec l'actine * un site enzymatique ayant une activit ATPasique
Une queue
2-3-2/ Filaments pais :
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3- Rponse musculaire lexcitation nerveuse
3-1-1/ Manifestation lectrique :Au repos la fibre musculaire prsente une d.d.p. de - 90 mV. La
dcharge de l'actylcholine au niveau de la plaque motrice
dtermine un potentiel d'action de plus de + 20 mV. (Revoir le
fonctionnement de la jonction neuromusculaire)
3-1/ La secousse musculaire
3-1-2/ Modification mcaniqueLa consquence d'un potentiel d'action isol est une secousse musculaire
isole qui peut tre subdivise en trois phases
- Un temps de latence de 2-10 ms,
- Une phase de contraction : de 25-120 ms
- Une phase de relchement ou
de dcontraction
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si la 2me stimulation atteint le muscle en phase de relchement
la rponse est 1 secousse d'amplitude plus importante:
il y a 1 sommation partielle : fusion des 2 secousses incomplte
3-2/ Rponse du muscle 2 stimulations successives
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si la 2me stimulation atteint le muscle en phase de contractionla rponse est 1 seule secousse d'amplitude double de la normale comme si le muscle a reu une seule excitation d'intensit double : la sommation est totale : fusion complte des deux secousses
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3-3-1/ Ttanos imparfait3-3/ Rponse du muscle une srie d excitations rapproches
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* Frquence des excitations intervenant pendant la phase derelchement,
- Fusion incomplte des secousses,- Augmentation graduelle de lamplitude en marches
d'escaliers donnant un plateau ondul- Ttanos imparfait.
* Frquence des excitations intervenant pendant la phase decontraction :
- Sommation totale des secousses,- Amplitude augmentant de faon rgulire- Plateau rgulier: c'est le ttanos parfait.
3-3-2/ Ttanos parfait
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4- Rle du rticulum sarcoplasmique (RS) dans la contraction musculaire Le RS permet:1) la transmission rapide du PA vers lintrieur de la fibre musculaire grce
ses tubules transverses (systme T) qui sinvaginent de la surface de lafibre musculaire vers lintrieur de la cellule.
2) RS longitudinal forme des citernes servant de rservoirs de Ca2+ servant la contraction musculaire.
PA
Mcanisme de la contraction musculaire
Ca++
Ca++
Tropomyosine activeTropomyosine inactive
Actine
troponine
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1- le PPM donne naissance un PAM qui se propage grce au
systme T du rticulum sarcoplasmique (RS).2- Arriv au RS longitudinal, le PAM provoque la libration du
Ca++ contenu dans les citernes,
3- Ca++ unit la troponine lactine, ce qui carte la tropomyosine
des sites de liaisons destins aux ttes de myosine.
4- Fixation de la myosine sur lactine, la contraction commence
grce au glissement de lactine sur la myosine
5- Mcanisme de la contraction musculaire: couplage excitation-contraction
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5- A la fin de la contraction, les RS pompe le Ca++
6- la troponine adopte sa configuration initiale, la tropomyosine
recouvre de nouveau les sites de liaison destins aux ttes de
myosine. Le glissement de lactine sur la myosine ne sont plus
possibles: la relaxation dbute.
Contraction musculaire dure tant que la [ Ca++]sarcoplasmique est leve.
Leve de lexcitation: [ Ca++] par pompage actif au niveau de la citerne
Rigidit cadavrique =- Aprs la mort, [Ca2+] cytosolique augmente par fuite desciternes latrales et permet la fixation de lactine la myosine,les muscles se figent : cest la rigidit cadavrique qui disparatau bout quelques heures avec la dsintgration des tissus.
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