L’organisme reçoit continuellement des informations variées (visuelles, auditives et cutanées….) Et élabore des réactions qui se manifestent par des comportements adaptés aux différentes conditions. La réalisation des comportements dépend de la circulation d’informations nerveuses (message nerveux) entre le système nerveux et divers organes tant que les récepteurs et les effecteurs. Comment est organisé le système nerveux ? Quelle est la structure histologique de tissu nerveux ? I’organisations générale de système nerveux : Chez l’homme le système nerveux comprend le système nerveux central et le système nerveux périphérique 1 Le système nerveux central : Il est formé de l’encéphale logé dans le crane qui comprend (le cerveau, le cervelet et le bulbe rachidien) et la moelle épinière logé dans la colonne vertébrale. 2 Le système nerveux périphérique: Il est constitué par les nerfs qui relient tous les organes du corps au centre nerveux Les nerfs crâniens attachés à l’encéphale (12 paires) et les nerfs rachidiens reliés à la moelle épinière (31 pairs).Chaque nerf contient les racines l’une postérieure ou dorsale portant un ganglion spiralé et l’autre une racine antérieure ou ventrale. Le système nerveux périphérique est divisé en un système nerveux moteur qui assure la relation entre les centres nerveux et les muscles squelettiques qui sont contrôlés volontairement -un système nerveux végétatif ou autonome qui assure le fonctionnement des organes internes et régulateurs des muscles lisses est subdivisé en orthosympathique et parasympathique qui ont des fonctions antagonistes (accélération, freinage) aux niveaux des effecteurs. Les centres nerveux sont formés de deux substances une substance grise et une substance blanche. Du tissu nerveux II-Structure microscopique A- Structure de la moelle épinière 1- La substance grise interne contient deux types d’éléments a)Quelques corps cellulaires étoilés de grande taille pourvue de deux sortes de prolongements –des dendrites relativement courtes qui se ramifie et s’amincie à leurs extrémités Un axone non ramifié qui émerge de corps cellulaires par une partie évasée qui s’appelle la cage axonique Le cytoplasme de chaque corps cellulaire renferme un noyau et plusieurs inclusions cytoplasmiques (corps de Missel et neurofibrilles) b) Cellules gliales (de nerfs glies) sont plus nombreuses et plus petites qui assurent plusieurs rôles : nutrition, soutien et protection 2) La substance blanche La substance blanche de la moelle épinière est formée de plusieurs fibres nerveuses centrales. Chaque fibre est constituée d’un axone entouré par une gaine de myéline secrété par les cellules gliales B-structure d’un nerf rachidien L’observation d’une coupe transversale d’un nerf montre qu’il est délimité par une enveloppe conjonctive et divisé en plusieurs faisceaux de fibres nerveuses périphériques dans un tissu conjonctif contenant les vaisseaux sanguins. Certaines fibres sont entourées par une gaine de myéline doublée par une gaine de Schwann qui présente de place en place des étranglements appelés des nœuds de Ranvier ce sont les fibres myélinisées, d’autres sont entourés uniquement par la gaine de Schwann ou nus, ce sont les fibres amyéliniques. C-La cellule nerveuse a)observation Corps cellulaires fibres nerveuses centrales et fibres nerveuses périphériques sont des structures de tissu nerveux qui présentent tous un axone Existe –t-il des relations entre ces structures b) hypothèse L’axone de corps cellulaire de la substance grise se prolonge dans la substance blanche pour donner la fibre nerveuse centrale et dans le nerf pour former la fibre nerveuse périphérique c) expérience et résultat Pour le neurone unipolaire sensitif dont le corps cellulaire est situé dans le ganglion spinal le dendrite dont les terminaisons sont attachées à des récepteurs sensoriels, est très allongée et constitue une fibre sensitive contenue dans le nerf rachidien et une partie de la racine postérieure de ce nerf, alors que l’axone qui pénètre sans la moelle épinière est très court. La racine antérieure du nerf rachidien est formée de fibres motrices ayant leur corps cellulaire dans la corne antérieure de la substance grise. Ainsi le nerf rachidien est un nerf mixte =sensitif et moteur. Conclusion Sans noyau, le cytoplasme est incapable de vivre –expérience de mérotomie et de dégénérescence valérienne) La dégénérescence de l’axone dans le bout périphérique du nerf prouve que l’axone e Si le prolongement d’un corps cellulaire situé au niveau de la moelle épinière dans la substance grise. D'après ce qui précède on peut dire que le corps cellulaire la fibre nerveuse centrale et la fibre nerveuse périphérique forment une cellule unité appelée neurone ou cellule nerveuse ou fibre nerveuse. Il existe plusieurs formes de corps cellulaire. D-Relation entre les neurones Les neurones sont reliés entre eux au niveau des synopses Une synopse est une juxtaposition c’est ç dire un simple contact entre une terminaison nerveuse de l’axone ou la dendrite d’un neurone voisin. Chaque synopse contient trois éléments : -Une membrane synoptique(N1) -une membrane postsynoptique(N2) Les deux membranes sont séparées par la fente synoptique alors que la jonction d’un neurone avec un muscle constitue une synopse neuro- musculaire et la zone de contact entre le boutonsynoptique et le muscle s’appelle la plaque motrice. Le réflexe myotatique Le réflexe myotatique involontaire d’un muscle en réponse à son propre étirement Le réflexe rotulien et achilléen sont des exemples de réflexe myotatique Ces réflexes jouent un rôle prépondérant dans le maintien de la posture (position du corps) Quels sont les éléments anatomiques qui interviennent dans un réflexe myotatique? Comment se fait la communication entre ces différents éléments au cours du reflex myotatique ? I- Les supports anatomiques du reflexe myotique a)Les faisceaux neuromusculaires Le faisceau neuromusculaire est un récepteur mémoriel ou nait le message nerveux sensitif ou afférent suite à l’étirement du muscle dont il s’agit d’un mécanorécepteur Sur chaque faisceau s’enroule une ramification d’une fibre sensitive de type b) Des fibres sensitives afférentes : Ce sont les dendrites de neurones sensitifs ayant le corps cellulaire dans le ganglion spinal de la racine rachidienne dorsale. Le prolongement axonique de ces neurones sensitifs atteint la substance grise de la moelle épinière .Ces fibres conduit le message nerveux né dans les faisceaux neuromusculaires vers le centre nerveux de la moelle épinière. c)La moelle épinière C’est le centre nerveux des reflexes myotatiques qui sont donc des réflexes médullaires. Le message nerveux sensitif est transformé en message moteur envoyé vers le muscle d) Des fibres nerveuses motrices afférentes : Ces fibres sont les axones des neurones moteurs ou neurones dont le corps cellulaire est situé dans la corne antérieure de la substance grise de la moelle épinière. Ces fibres empruntent dans la racine ventrale puis le nerf rachidien et transmettent le message moteur aux muscles concernés. e)Les organes effecteurs c’est le muscle étiré et son antagoniste (flécheurs ou extérieurs) II-Le message nerveux 1-le potentiel de repos En absence d’excitation le neurone est caractérisé par l’existence d’une différence de potentiel électrique entre la face interne et le face externe de la membrane c’est le potentiel de repos (pas de stimulation) ou le potentiel de membrane, il est de l’ordre de 70 millivolts; Il est exprimé négativement parce que l’intérieur du neurone est négatif par rapport à l’extérieur qui est ainsi la membrane cellulaire au repos est polarisée *Origine du potentiel de repos (p179) le tableau La période de repos s’explique par la répartition inégale désignons Na+ ET k+ de part et d’autre de la membrane de neurone La perméabilité passive (le transporteur passif) de la membrane aux ions Na+ et K+ ne suffit pas pour expliquer la différence de concentration. Le transporteur passif se fait à travers des canaux de faits conformes avec le gradion des intervalles et qui tend à égaliser les intervalles de départ et d’autre de la membrane. Le maintien de cette inégalité est due à l’action de la pompe Na+/K+. Cette pompe est une enzyme qui traverse la membrane et compte les ions Na+ situés à l’intérieur et les expulse vers l’extérieur, de même elle prend les ions K+ de l’extérieur et les ramène à l’intérieur. Le transport se fait contre le gradient de l’intervalle, il nécessite de l’énergie qui provient de l’hydrolyse l’otap : atp+HO=ADP+P i+ énergie donc c’est un transport actif Le potentiel d’action Lorsque on stimule par des électrodes excitatrices une fibre nerveuse avec des intensités infra linaire (S1, S2, S3et S4) on enregistre à l’aide d’une électrode réceptrice reliée à l’oscilloxope des dépolarisations dont l’amplitude augment avec l’augmentation de l’intensité, ces réponses s’appellent des potentiels locaux. Ces potentiels locaux se propagent à courtes distances en diminuant l’amplitude jusqu’à qu’elle stimule on dit qu’ils sont à décrément spatial b) Le potentiel seuil Avec une stimulation efficace ou seuil ou liminaire le potentiel local atteint la valeur -50 m v et prend le nom un potentiel seuil qui va déclencher un potentiel d’action d’amplitude +100 m v et une ddp+30 m v. Le potentiel d’action est prorogeable et c’est une réponse de type de tout ou potentiel 1 On obtient le même potentiel d’action avec des stimulations supérieures à la stimulation seuil ou supraliminaire et on dit que la fibre nerveuse obéit à la loi de tout ou R1 c)Le potentiel d’action Le potentiel d’action comporte les phases suivantes *le point A l’artéfacte de stimulation : c’est une légère perturbation de potentiel de repos qui indique le moment de la stimulation *le segment AB c’est le temps de latence Le segment AB ne montre aucune modification de potentiel de repos, il correspond donc au temps mis par le message nerveux pour parcourir la distance entre les électrodes excitatrices S1et S2 et les électrodes réceptrices R 1 *La phase ascendante B C au cours de cette phase, il y a diminution de la négativité interne qui passe de -70 m v c’est la phase du ré polarisation. *La phase descendante CD : au cours de laquelle, la négativité interne augmente et le potentiel de repos reprend sa valeur (_70 m v) c’est la phase du ré polarisation *La phase DE : c’est une phase consécutive de potentiel d’action au cours de laquelle la négativité interne continue à augmenter et elle dépasse sa valeur normale c’est la phase d’hyper-polarisation La fibre nerveuse après avoir était le siège d’un potentiel d’action ne peut réagir immédiatement à aucune nouvelle stimulation c’est la période réfractaire Les potentiels locaux très rapprochés s’additionnent algébriquement Si la somme atteint la valeur seuil, un potentiel d’action sera déclenché s’il n’atteint pas la valeur seuil on obtient un potentiel global d) Origine de potentiel d’action Au cours du potentiel d’action, l’entrée et la sortie des ions Na+ et K+ s’effectuent à travers des canaux dont l’ouverture dépend d’un niveau précis du potentiel de la Ce sont ces canaux coniques voltigés dépendants. Ces canaux sont fermés au repos. A la dépolarisation les canaux Na+ s’ouvrent lorsque le potentiel de la membrane atteint une valeur de 50 m v et il y a entée massive et brusque de Na+ -A la ré polarisation, les canaux k+ s’ouvrent lorsque ; le potentiel de la membrane atteint une valeur seuil de +30 m v, il y a sortie de K+ et les canaux Na+ se ferment. A l’ hyper-polarisation les canaux Na+ fermés les canaux K+ sont ouverts, la sortie de K+ continue même après la ré polarisation, d’où une légère hyper-polarisation puis fermeture des canaux K+.La pompe Na+/K+ ramène la membrane au potentiel de repos. Les canaux réfractaire voltages dépendants qui s’ouvrent au cours de la phase de dépolarisations ferment rapidement c’est la dépolarisation =30 m v et demeurent fermes pendant quelques moments ce qui explique l’inexcitabilité de la fibre nerveuse c’est la période réfractaire Naissance et codage de message nerveux au niveau d’un récepteur sensoriel Les récepteurs sensoriels au niveau des organes de sens et des organes internes captent les divers stimuli provenant de milieu intérieur et de milieu extérieur et donnent naissance à des messages nerveux sensitifs envoyés vers les centres nerveux pour intervenir dans la commande des réactions des effecteurs .Comment naissent les messages nerveux au niveau d’un récepteur sensoriel ? Comment le centre nerveux est –t- il renseigné sur l’intensité de la stimulation ? I-Naissance d’un message au niveau d’un récepteur sensoriel. Le corpuscule de Pacini est un récepteur de la peau qui renseigne sur la variation de la pression mécanique donc c’est un mécanorécepteur comme le fuseau neuro musculaire. Le corpuscule est fermé par terminaison d’une fibre nerveuse afférente entouré par une capsule conjonctive 1-Dispositif expérimental N corpuscule de Pacini est isolé et mise dans un liquide physiologique. Pour enregistrer les phénomènes bioélectriques, on introduit dans l’arbre nerveuse issue de ces réceptrices trois électrodes réceptrices RIRE, R 2 et R 3 reliées chacune à un oscilloscope Expériences t résultats on applique sur le corpuscule de Pacini des stimulations d’intensités croissantes. On enregistre du potentiel de la membrane de la fibre nerveuse grâce aux électrodes R1, R 2 et R 3. Les enregistrements obtenus sont présentés dans le document ci contre En absence de toute stimulation, la terminaison nerveuse sensoriel est en repos—70mv) Une faible stimulation s 1 infraliminaire donne une dépolarisation localisée à l’extérieur de la terminaison nerveuse en R 1 Cette dépolarisation crée un potentiel dont l’amplitude décroit rapidement en s’éloignant du point de sa naissance jusqu’à ce qu’elle s’annule à quelques millimètres ce qui explique l’enregistrement des potentiels du corps en R 2 et R 3. Ce potentiel local s’appelle le potentiel de récepteur ou le potentiel générateur A la suite d’une stimulation S 2 un peu plus forte que S1, on enregistre en R 1 (a niveau de site transmetteurs) Un potentiel de récepteur plus simple que le premier obtenue avec S 1 Le premier nœud de Ramvier commence à se dépolariser mais sans atteindre le potentiel seuil. Une stimulation encore plus forte S 3 donne un potentiel générateur encore plus simple capable de se dépolariser le premier nœud de Ramvier jusqu’à la valeur seuil -60 m v ce qui entraîne l’ouverture des canaux de voltage dépendants (dcvd) Na+ et K+ et à la suite la naissance d’un potentiel d’action propage able enregistré au niveau de S3 d’où on appelle le premier nœud de Ranvier le site générateur. Avec des intensités supraliminaires S 4 et S 5 on obtient toujours des potentiels de récepteur en R 1 avec des amplitudes croissantes capables de donner des messages nerveux au niveau de site générateur. La conversion de l’énergie mécanique (la stimulation mécanique) en énergie électrique ou message nerveux au niveau d’un récepteur s’appelle la transduction sensorielle II-Codage de message nerveux au niveau d’un récepteur sensoriel L’analyse de ces graphiques montre que l’amplitude de potentiels sensoriels d’action résultant des stimulations est toujours constante quelque soit l’intensité de la pression exercée sur le corpuscule de Pacini contre la fréquence de Δ ces potentiels augmentent avec l’augmentation de l’intensité de stimulus. Donc le message nerveux est envoyé vers les centres nerveux sous forme d’un train de potentiel d’action et on dit que le message nerveux est codé en modération des fréquences III-Propagation de message nerveux dans une fibre nerveuse a)Calcul de la vitesse de propagation de message nerveux exemple : vitesse= Δd/ Δt=18mm/0 ; 3 ms=60 m/s b) Variation de la vitesse du message nerveux La vitesse de propagation n’est pas constante .Elle varie avec les fibres myélinisées et avec l’augmentation de la température et du diamètre de la fibre nerveuse et inversement C) mode de propagation du message nerveux La conduction(propagation) dans une fibre nerveuse non myélinisée .A la suite de la naissance d’un potentiel d’action en un point donné de la fibre nerveuse il y a création de courant locaux entre cette zone et les zones voisines qui se manifestent par l’altération des charges(+) par les charges(-) de même coté de la membrane et par conséquent il y a dépolarisation des zones voisines jusqu’au potentiel seuil d’où l’ouverture de canaux voltages dépendants Na+/k+ et la naissance d’un potentiel d’action. Ce phénomène se répète point par point tout le long de la fibre nerveuse d’où la conduction dans une fibre myélinisée. Les courants locaux sont crées entre les nœuds de Ranvier successif et par conséquent le potentiel d’action se propage en sortant d’un nœud à l’autre et on parle alors d’une propagation saltatoire