Description d'un neurone, ses propriétés, physiologie de l'influx nerveux Il existe dans l'organisme 2 systèmes informatifs :
-le système humoral,
-le système nerveux ;
Le tissu nerveux est composé :
-des cellules de la Glies (gérant l'entretien),
-et des cellules nerveuses ou neurones.
1-Description d'un neurone :
Le neurone est l'unité fondamentale du système nerveux ; sa capacité réside dans sa capacité à conduire des impulsions électriques qui sont un véritable codage du message nerveux.
Le neurone est une cellule composée :
-d'un corps cellulaire, ou péricaryon,
; -de multiples prolongements appelés neurites, qui se divisent en 2 familles :
o les dendrites,
o l'axone et ses ramifications terminales.
Le corps cellulaire, partie renflé qui entoure le noyau, comprend l'essentiel des organites (mitochondries qui fournissent l'énergie nécessaire au fonctionnement de la cellule, l'appareil de Golgi, le réticulum endoplasmique, vésicules synaptiques).
Les dendrites forment, habituellement, de courts prolongements ramifiées autour du corps cellulaire et permettent au neurone d'établir des connexions, appelées synapses, avec d'autres neurones ou d'autres cellules de l'organisme comme des cellules musculaires ou sensorielles. L'arbre somato-dendritique représente le pôle récepteur de signaux du neurone (soit dendrites = réception d'info soit stimulation, soit d'inhibition).
L'axone est un unique épais prolongement du corps cellulaire. C'est la fibre nerveuse, d'aspect lisse, de diamètre uniforme et de grande longueur. Il se forme au niveau du cône d'émergence du corps cellulaire. L'axone est en son centre rempli par les neuro-tubules permettant de faire avancée les vésicules synaptiques (mais pas que ces cellules, et le trajet peut se faire dans les 2 sens). L'axone peut posséder des ramifications, appelées collatérales, le long de son trajet. Au niveau de leur terminaison, l'axone et ses collatérales subissent d'importantes ramifications constituant une arborisation terminale et/ou un bouton synaptique. Dans certains neurones, les axones sont recouverts d'une substance lipidique, la gaine de myéline (« manchon isolant » issu des cellules de la Glies), elle-même recouverte par une enveloppe protectrice la gaine de Schwann. Des espaces existent entre les cellules formant la gaine de myéline, ce sont les nœuds de Ranvier. L'ensemble de l'axone et des ses collatérales constituent le pôle émetteur du neurone (soit cône d'émergence de l'axone = émission).
On retrouve dans le neurone l'ensemble du cytosquelette ; c'est un enchevêtrement de filaments, permettant le maintient de la forme de la cellule, et permettant également le transport des vésicules synaptiques du corps cellulaires au bouton synaptique.
Le neurone est une cellule très complexe, et donc très fragile, et subissant tout les types d'agression (manque d'O2, manque de glucose, présence de toxines).
2-Propriétés d'un neurone :
Le neurone a un double fonctionnement :
- une fonction chimique, avec fabrication d'un médiateur chimique (acéthylcholine , nor-adrénaline),
- une fonction électrique, avec dépolarisation, et donc influx nerveux, d'où des explorations faciles (E.E.G/E.M.G) et des traitements (électrothérapie) ;
Les notions de pôle récepteur et émetteur du neurone traduisent la caractéristique fonctionnelle essentielle de ces cellules, à savoir leur capacité à conduire des influx nerveux sous forme de signaux sur de longues distances, sans perte d'amplitude. La membrane du neurone à la particularité d'être polarisé, elle reparti les ions inégalement de part et d'autre.
Le neurone est une cellule ultra spécialisé, et a perdu ses capacités de multiplication ; la seule zone vitale du neurone est le corps cellulaire.
La conduction peut se faire de 2 façons suivant la constitution du neurone :
- si l'axone est amyélinique, la conduction se fait par courant locaux, c'est-à-dire, que tous les points sont dépolarisés les uns après les autres. La vitesse est de 1m/s,
- si l'axone est myélinisé, la conduction se fait de façon saltatoire, c'est-à-dire que l'influx nerveux va « sauter » de nœuds de Ranvier en nœuds de Ranvier. La vitesse est de 120m/s.
La conduction nerveuse obéit à plusieurs lois :
- intégrité de la fibre nerveuse : si elle est lésée, la conduction ne peut plus se faire,
- conduction isolée : au sein d'un nerf, chaque fibre conduit isolément l'influx,
- conduction indifférente : à partir d'un point stimulé, l'influx s'en va dans les 2 sens (mais la transmission s'effectue dans un seul sens),
- vitesse de conduction de l'influx nerveux : elle varie de 1 à 20 m/s et est fonction du diamètre de la fibre et de la présence de myéline.
3- Physiologie de l'influx nerveux :
L'information transmise par le neurone constitue l'influx nerveux que l'on peut définir comme une brusque perturbation, toujours semblable quelles que soient les causes de son apparition.
Grâce à diverses expériences, l'influx nerveux a pu être associé à des variations de l'équilibre électrique de la membrane : c'est le potentiel d'action dont l'étude fut rendue possible par les techniques de l'électrophysiologie.
La membrane du nerf est polarisée. En effet, l'intérieur de l'axone est négatif par rapport à l'extérieur : on parle de potentiel de repos qui est de l'ordre de -70Mv. Ceci est dû à la différence de concentration des ions.
K+ et Na+ entre dans le milieu intérieur et le milieu extérieur de l'axone. En effet, [K+] est plus élevé dans le milieu interne, alors que [Na+] est plus élevé dans le milieu externe. Ces différences génèrent un effet de gradient de concentration responsable d'une circulation passive des ions K+ et Na+.
Associé à ces mouvements passifs, des transports actifs vont s'effectuer à contre gradient par l'intermédiaire des pompes Na+/K+ de la membrane.
Pour qu'une dépolarisation s'effectue, il faut que la stimulation soit suffisante, on parle de seuil d'excitation. Lorsque celui-ci est atteint, la réponse de l'axone présente toujours la même amplitude : le neurone obéit à la loi du « tout ou rien » et il se produit alors :
- une dépolarisation, ouverture des canaux à sodium (Na+), et entrée massive de sodium ; l'intérieur de la fibre devient positif,
- atteinte du maximum du potentiel de la membrane,
- une repolarisation, ouverture des canaux à potassium (K+), et fermeture des canau à sodium ; sortie de potassium,
- une hyperpolarisation : la perméabilité aux ions K+ reste importante,
- retour au potentiel de repos.
Le long d'un neurone, l'influx nerveux se propage et déclenche dans les terminaisons neuronales, la libération de médiateurs chimiques. Ces médiateurs chimiques se trouvant dans la fente synaptique, vont aller se fixer sur un autre neurone créant une dépolarisation et un nouvel influx nerveux (PPSE/PPSI). Les neurones sont organisés en chaîne séparée par des synapses.
Dans beaucoup de schéma, il suffit de 2 neurones successifs ; exemple dans la motricité volontaire, le motoneurone central dont le corps cellulaire est cortical, et le motoneurone périphérique dont le corps cellulaire est dans la moelle épinière.
Les chercheurs scientifiques effectuent des recherches sur les cellules souches qui pourraient remplacer les neurones dans certaines pathologies neurologiques. (cf : maladie de Parkinson)
Certaines maladies graves, comme la sclérose en plaque, sont dues à une démyélinisation des axones.