PHYSIOLOGIE DE LA CELLULE NERVEUSE

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

1. structure de la cellule nerveuse

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)

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

Figure 2 : connexion des neurones avec les cellules gliales. (Précis de

physiologie. Doin, 1997)

Oligodendrocyte

Cellules gliales

Tableau 1 : les cellules gliales du système nerveux central.

Tableau 2 : les cellules gliales du système nerveux peripherique .

-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.

Gaine conjonctive ou lame

basale

Tissus

conjonctif

Tissus

conjonctif

1.2 Ultrastructure de la cellule

nerveuse

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

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.

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)

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.

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.

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

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

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) .

Figure 7 : Structure d’un neurone myélinisé.

- 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.

Figure 9 : disposition

de la gaine de

myéline autour de

l’axone

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

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)

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,

LA

TRANSMISSION NERVEUSE

3 structures primordiales

dans la transmission

nerveuse :

1- les synapses

2- les neurotransmetteurs

3- les canaux

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)

Figure 12 : Présentation schématique de quelques neurones et leurs

cellules effectrices.

Synapses

Neuro-

effectrices

2.2.2 Ultrastructure

.

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 .

Synapse électrique Synapse chimique

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 )

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 »

2.3.2 Les différents types de canaux

ioniques

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

1domaine =

6 segments

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.

• 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 )

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.

Soma =

corps

cellulaire

Somation des

potentiels

Voir figure 22 sur le poly

•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 .

• 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

• 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.

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 .

Figure 24 : les protéines impliquées dans le processus d’exocytose au

niveau des synapses .

3.4 Transmission du signal dans la

région post synaptique

• 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.

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 )

Figure 25 : Synapse excitatrice à

Sérotonine .dépolarisation, entrée du

calcium entrainant l’exocytose du

neurotransmetteur.

Figure 26 : Synapse inhibitrice à GABA. Ouverture des canaux chlore et

hyperpolarisation, réponse lente et inhibée du neurone post synaptique.

Retenir la différence

entre chaque synapse

(sur le poly )