Neurophysiologie

LE TISSU NERVEUX

substance corne antérieure <D
blanche ÇO
sillon corne 1—
dorsal postér. O)

<OD
c
.2

canal de sj||on
l'épendyme ventra|

doc.4 : coupe transversale de la
moelle (sans les nerfs)

enveloppes conjonctives fibres
du nerf nerveuses

cellule coupe AB
Schwann ax9ne
coupe CD
tissu D
conjonctif
myéline étranglement
vaisseaux de Ranvier
sanguins
doc.5 : coupe transversale partielle doc.6 : structure de fibres nerveuses
amyéliniques (1) et myélinisées (2)
d'un nerf rachidien

71

LE TISSU NERVEUX

doc.2: tissu nerveux avec neurones pyramidales doc.3: coupe transversale d'un nerf

canal de corne posérieure
l'épendyme substance grise
corne substance blanche
antérieure

nerf rachidien

doc 4 coupe transversale de la moelle épinière
72

LE TISSU NERVEUX

amibe section cellule de
sectionnée Schwann
partie
sans axone
noyau myéline
coupe AB
myéline en dégénérescence

f: ..

bout relié au corps cellulaire
axone, et myéline dégénérés

dégénérescence cellule de Schwann intacte
myéline regénérée peu à peu

régénération doc.2 : la dégénérescence wallérienne
docl : mérotomie chez I' Amibe

dans la substance dans la substance i I1 T
.[ .b.lan.che
grise dans un nerf (fibre nerveuse) | dans un

in.cytoplasmique M------------------ ► I 1 effecteur
I
[ noyau d'une cellule étranglement
.1
axone [ de Schwann de Ranvicr I
I
cytoplasme I
I
dendrites I
I
noyau I
I
corps I
I
;cellulaire] gaine I
I de I
cellule gliale I
myéline I
I
I
I

doc.3 : un neurone arborisation
terminale
myéline
cellule de Schwann

(avec noyau)

axone myéline

cellule gliale axone
(oligodendrocyte)
doc.4 : formation de la gaine de myéline à doc.5 : résultat de la myélinisation
partir d'une oligodendrocyte d'une fibre nerveuse

1- cellule pyramidale 2- cellule multipolaire 3- neurone
(cortex cérébral) (corne antérieure de s.g) unipolaire
(ganglion spinal)

doc.6: quelques silhouettes de cellules nerveuses

73

LES CHAINES NEURONIQUES ET LES SYNAPSES

Identifiez la synapse axo-axonique
la synapse axo-somatique (
synapse axo-dentritique (...,

doc.1 : Différents types de synapses:

dendrite terminaison nerveuse
synapses d'un neurone voisin

axone cône d'intégration x
□ N2 ZI
gaine de CD
myéline noeud de Ranvier
gaine de Schwann £

CD
(Z

CD
CD
CD

en
en

CD

E

zi
"O

c

4O—»

O
■ZIo;

O
O

membrane o
présynaptique en
Q.
fente synaptique
cü
membrane
postsynaptique c
>,
en

élément postsynaptique

doc.2: synapses ou relation entre neurones

75

TISSU NERVEUX ET SYNAPSES

76

LE REFLEXE MYOTATIQUE: EXEMPLE DU REFLEXE ROTULIEN

(muscle
extenseur)

Un rcflcxc myotatique (exemple du réflexe de la jambe
rotulicn) implique plusieurs organes.Lesquels?
Complétez le circuit qui relie ces différents
organes (voir page 95).

doc.3 : le réflexe myotatique : l'are réflexe

77

RAPPELS SUR LES REFLEXES

1- Expériences de stimulations des racines rachidiennes

I xp(!ii<Mires Résultats Conclusions

g.spinal ^section * excitation liminaire du B.C (a) : - La racine dorsale du nerf
- mouvement du même côté rachidien est sensitive ;

- sensation de douleur elle conduit un influx

* * excitation du B.P (b) : aucune sensitif.
-^^r.ventrale réaction

* excitation forte du B.C (a) : - La contraction des muscles
^section l - contraction musculaire (côté situés de l'autre côté prouve

■ opposé) que la moelle conduit l'influx
, - sensation de douleur
grâce à des neurones

\ section 2 * excitation du B.P (b) : aucune d'association.La racine dor­

réaction sale est sensitive centripète.

r.dorsale * excitation du B.C (a) : pas - La racine ventrale du nerf
de réaction rachidien est motrice ;
a Ib r.ventrale * excitation du B.P (b) : elle conduit un influx
section - contraction des muscles centrifuge.

correspondants
- pas de sensation de douleur

2-Expériences de dégénérescence

Expériences Résultats Conclusions

6§ 2 nerf * Les fibres nerveuses de la - Les fibres dégénérées
rachid. portion du nerf rachidien appartiennent à des neurones
séparée du centre nerveux dont les corps cellulaires
ÉD dégénèrent. sont du côté de la moelle
(côté central).
r.

:tion

= dégénéresc ence

section * Les fibres nerveuses situées - Les fibres dégénérées
/section de part et d'autre du ganglion appartiennent à des neurones
È spinal ainsi que celles situées dont les corps cellulaires sont
nerf rachidien dans la partie dorsale du nerf dans le ganglion spinal.Ces
neurones sont des supports
rachidien dégénèrent.
du message afférent centripète

5 * Les fibres nerveuses situées - Les fibres dégénérées
section dans la racine antérieure du appartiennent à des neurones
nerf rachidien ainsi que dans dont les corps cellulaires sont
la partie ventrale de celui-ci dans la substance grise.Ces
neurones sont des supports
dégénèrent.
du message efférent centrifuge.

78

LES SUPPORTS DU REFLEXE MYOTATIQUE

LE RECEPTEUR NEURO-MUSCULAIRE ET SON INNERVATION

LE MESSAGE NERVEUX - SA NATURE:

Le potentiel de repos (enregistrement):

résultat de l'expérience 1: résultat de l'expérience 2:

pot mtiel membranaire (mV) ddp mV)

40 L'électrode RI est à la surface 40 L'clectrodc RI est introduite à l'intérieur
20
o de l'axone 20 de l'axone
AU

-20 -20

-40 -40

-60 * LClllUo llllol -60
-80 (3 1 2 3 4 5 -80 (') 1 2 3 4 5 6tCmpStmSJ
6

79

Le potentiel de repos (origine ionique):

membrane LEC Na+[440] K+[22]
nerveuse LIC Na+[49] K+|410] Q

axone géant
V

eau de mer

doc.1: concentration des ions Na+et K+de part et d'autre de la
membrane nerveuse non excitée (potentiel de repos)

doc.2: perméabilité passive et active de la membrane nerveuse aux ions Na+ et K +
bilan LEC :[Na+]>CK+]

Le potentiel local: Ol ,02 et 03 = oscilloscopes
S1 et S2 = électrodes stimulatrices
stimulateur
électrique R1 = microélectrode intracellulaire CO üo
Rf= électrode de surface ( ou de
- 02 - CD
référence) "O

ê

CL

OO CD

CD
£

X4---------- doc.3:les potentiels locaux
"PL" sont des réponses
i------------------ de la fibre nerveuse à
des stimulations infra-
stimulation 1 liminaires. Les "PL" ont
une amplitude proporti­
— en Ol en 02 en 03 onnelle à l'intensité du
stimulus et leur propaga­
i------------------ 70 -/X— tion, en surface de la
fibre s'amortit rapidement.
stimulation 2

en OI

I-----------------
stimulation 3

80

Le potentiel d’action (enregistrement):

stimulateur amplificateur

électrique

I--------- 1

système V) </)
d'enregistrement oscilloscope / O O
’O O
SI et S2 = électrodes stimulatrices
Ô
RI microclcctrodc intracellulaire fa a
R2 = électrode de surface ( ou de —<Q «O

référence) <D
-O
doc.l: dispositif experimental pour l'enregistrement du potentiel d'action

81

POTENTIEL DE REPOS - POTENTIEL D’ACTION

MEC canaux MEC ATP asc Na+/K' canaux
voltage dépendants canaux dépendante voltage dépendants
canaux de fuite (pompe)
1 canal canal I
de fuite à Na+ à K.+
• ouvert
(flux passif) ouvert

canal canal
' "+ ’ K+

OO
OO

Z .?
membre de membre de
l'axone : l'axone

potentiel d'action : phase de dépolarisation potentiel d'action : phase de repolarisation

fibre / + + + +++, fibre / +—+ + - - + + +
++ - .
nerveuse \ _ _ _ ++ ---l + +
++ - - X
+ + + +++ nerveuse \ 1 1 +++

PA (phase de PA (phase de
repolarisation)
dépolarisation)

ZD MEC ATPaseNaVlZ canaux
canaux dépendante voltage dépendants
+ + + I+-H + + + de fuite (pompe)
potentiel de rcpo^\^ (flux passif) canal canal 1
à Na+ à K1 r potentiel de repos
(phase de restauration) r (phase de restauration'

cytoplasme [hla1] < [K1 J

potentiel de repos

83

Le potentiel d’action (origine):

potentiel de membrane perméabilité de la
a (en mv)
membrane aux ions

A

entrée du Na+ -40

sortie du K+ _ 20

seuil de dépolarisation _ q

l’R
T temps (ms)
3

potentiel de repos dépolarisation repolarisation hyperpolarisation potentiel
de repos
les canaux voltage- ouverture des ouverture des * sortie massive des ions
dépendants à Na+ canaux voltage- canaux voltage- K+
K+sont fermés dcpendants à dépendants à K+ * diminution du nombre
de canaux K1 voltage-
k+ dépendants ouverts ;

concentrations initiales 'w' canal A
des ions Na+ et K.+
. J + fermé rïHTTI
canal
Na fermé

1-flux * entrée de Na1 ; A fermé

passif * sortie de K+ entrée massive sortie progressive A idem
deK+ colonne
de Na+ dimunition de la gauche
sortie des ions K
2-transport actif (pompe):

* entrée de 2K+ la pompe Na+/ K+
* sortie de 3 Na + rétablit l'excès d'ions Na.1t

1+ dans le milieu extra­
cellulaire et l'excès
pompe d'ions K+dans le milieu
intracellulaire jusqu'à
/ y flux rétablissement du P.R.

J\ passif
1

k+ n

1^+ + + Na+

' )xf - - Na+ )

phénomènes ioniques des potentiels de membrane
84

NAISSANCE DU MESSAGE NERVEUX AU NIVEAU DU
FUSEAU NEUROMUSCULAIRE

P.A

intensité P.r (message nerveux)
forte amortissement puis disparition

intensité
faible

propagation de n PA si l'intensité est forte

lernoeud myéline ,-zschw..an.n

1-site axone vers arborisation
transducteur terminale (transmission)

2-site générateur canaux voltage
(2è noeud de Ranvier) corps dépendants

cellulaire d'une cellule nerveuse sensorielle

doc.3: genèse et conduction du message nerveux au niveau d'un récepteur sensoriel

85

PROPAGATION DU MESSAGE NERVEUX LE LONG DES FIBRES NERVEUSES

courants locaux

doc. I : propagation du potentiel d'action le long d'une
libre nerveuse non myélinisée

courants locaux gaine de
myéline
temps = t cellule de
Schwann

zone sens de propagation étranglement
réfractaire de Ranvier

temps = t + 1

doc. 2: propagation du potentiel d'action le long d'une
fibre nerveuse myélinisée

doc.3: dispositif d'enregistrement de la vitesse de l'influx nerveux doc.4: détermination do la vllnw.n «l<• l'Influ* n>u .hp

87

LA TRANSMISSION SYNAPTIQUE
STRUCTURE D'UNE SYNAPSE NEURO NEURONIQUE

membrane D$ j neurone
plasmique présynaptique
y/
véssiicules ~

lente synaptique membrane neurone
(20 à 50 plasmique post-synaptique
nanomètres)

sens de transmission du message nerveux

doc. I : ultrastructurc d'une doc.2 : ultrastructurc d'une synapse neuro neuronique
synapse neuro neuronique (interprétation)

vésicules -------axone d'un neurone
d'exocytose présynaptique
contenant le
neurotransmetteur bouton terminal
du neurone
€>Ca
a
membrane
présynaptique membrane
©c postsynaptique

récepteur de O
la membrane

postsynaptique Na+

arrivée d'un message nerveux © ouverture des canaux chimiodépcndants et

O ouverture des canaux à Ca2+ entrée du Na2+=^> formation d'un PPS
O pénétration du Ca2+suivie de l'exocytose
O destruction enzymatique du neuro­

transmetteur (par exemple l'acétylcholine

libération puis fixation du neurotransmetteur par l'acétylcholinestérase).

sur les sites récepteurs de la membrane postsynaptique. Enfin récapture des composants du neuro­

transmetteur (recyclage)

doc.3 : fonctionnement d'une synapse neuroneuronique: la transmission synaptique

89

SYNAPSES EXCITATRICES ET SYNAPSES INHIBITRICES

neurone présynaptique N1 potentiel membranaire (mV)

potentiel postsynaptique excitateur (PPSE)
(dépolarisation)

seuil de dépolarisation

stimulation temps (ms)
en NI
synapse excitatrice

segment initial potentiel membranaire (mV) | PPSI |
neurone postsynaptique
potentiel postsynaptique inhibiteur (PPSI)
E2 (hyperpolarisation)

doc.1 : dispositif expérimental pour la mise en -50. seuil de dépolarisation
évidence des potentiels postsynaptiques E1 E2 E3 E4

-70-

10 20 temps (ms)
stimulation
synapse inhibitrice

en N 2

mV k potentiel d'action
-45-
-50- --T--
-55- I' !
-60---
-65- I! »
-70--
-75-- I
-80..
/ \ seuil de potentiel

> temps

lms

doc.2: enregistrements de PPSE et de l’PSI

axone présynaptique

terminaison axonique
présynaptique

espace synaptique

neurone postsynaptique —ç-de Na+ sortie d'ions K+(ou entrée d'ions Cl’ )

entrée de Nat=> l=;> \ de l'excitabilité du
/de l'excitabilité neurone postsynaptique
dépolarisation
hyperpolarisation

J neurotransmetteur synapses synapses • neurotransmetteur
excitatrices inhibitrices

doc.3 : mécanismes d'action des neurones - synapses excitatrices et synapses inhibitrices

91

L'INTEGRATION NERVEUSE

SOMMATION SPATIALE SOMMATION TEMPORELLE

Un neurone postsynaptique N reçoit Plusieurs PPSE, véhiculés par un même
simultanément plusieurs PPS provenant de neurone présynaptique et rapprochés
plusieurs terminaisons présynaptiques dans le temps (4ms) s'ajoutent et peuvent
différentes (excitatrices et inhibitrices). atteindre le seuil de dépolarisation et
Les différents PPS s'additionnent algébri­ engendrer un PA. au niveau de N.
quement et peuvent engendrer un ou
plusieurs P.A lorsque le seuil est atteint.

93