Le système nerveux remplit trois fonctions : sensorielles, intégratives, motrices.

Sens : détection changement de l’environnement (dit stimuli) autant à l’intérieur qu’à l’extérieur.

Analyse les informations sensorielles, stocke de certains paramètres, prise de décision.

Fonction motrice, réaction à un stimulus.

Il se divise en 2 parties :

Partie centrale, système nerveux central (SNC)

Partie périphérique, système nerveux périphérique

La partie centrale est constituée de l’encéphale et de la moelle épinière (ME), il est le siège de l’intégration et de la corrélation des informations sensorielles entrantes. Il y a génération de pensées et d’émotions, c’est le siège de l’information et du stockage des souvenirs.

La partie périphérique est composée des nerfs crâniens et rachidiens, les nerfs crâniens sont issus de l’encéphale, les nerfs rachidiens sont issus de la moelle épinière. Ces nerfs relient le SNC aux récepteurs sensoriels, aux muscles, aux glandes dans tout le corps.

Chaque nerf se divise en une partie sensitive et une partie motrice. La partie sensitive conduit l’information de la périphérie du corps vers le SNC. Chaque nerf est composé des deux sortes de cellules nerveuses : les neurones sensitifs ou afférents et les neurones moteurs ou efférents.

Le système nerveux somatique (SNS) et le système nerveux autonome (SNA).

Cette division est due à la partie qui va réagir.

Les neurones sensitifs qui vont réunir des informations cutanées, issues de récepteurs spécialisés de la tête, des membres et des parois corporelles. Il est également constitué de neurones moteurs qui conduisent des influx nerveux aux muscles squelettiques ;

Le système nerveux autonome va être un système involontaire car on aura pas conscience des réactions motrices qu’il déclenche.

Le Système Nerveux Autonome est divisé en sympathique et parasympathique.

Les neurones sympathiques stimulent la dépense d’énergie alors que les neurones parasympathiques stimulent la restauration et le stockage de l’énergie.

Il y a deux types de cellules, les cellules gliades qui forment la nevroglie et les neurones. La nevroglie soutient et protège les neurones, les neurones remplissent toutes les fonctions attribuées au système nerveux.

Les cellules gliades remplissent la moitié de l’espace du SNC, elles sont plus petites que les neurones et beaucoup plus nombreuses. Les cellules gliades se multiplient, se divisent même dans le cerveau adulte.

Dans le système nerveux central

Il y a 4 sortes de cellules gliades :

Cellules astrocytes, ce sont des cellules avec de nombreux prolongements en étoile, elles participent au métabolisme des neurotransmetteurs. Elles maintiennent aussi la concentration de potassium (K+), elles facilitent la migration des neurones. Elles participent à la formation de la barrière hémato-encéphalique (protégeant le SNC). Elles constituent un lien entre les neurones et les vaisseaux sanguins.

Cellules oligodendrocytes, elles sont plus petites et ont moins de prolongement. Elles forment un réseau de soutien par enroulement autour des neurones, elles produisent la gaine de myéline.

Cellules microgliocytes, elles sont toutes petites, ce sont des cellules phagocytaires, elles protègent le SNC des maladies.

Cellules épendymaires, elles sont en forme de pavé, elles peuvent être ciliées et elles tapissent les ventricules cérébraux et le canal épendymaire.

Il y a deux sortes de cellules :

Cellules de SCHWANN produisent la gaine de myéline autour des neurones SNP

Cellules satellites, elles sont aplaties et disposées autour du corps cellulaire des neurones dans les ganglions nerveux.

L’axone d’un neurone peut être revêtue d’une gaine de myéline ou pas. On parle d’axone myélinisé ou d’axone amyélinisé. Une gaine de myéline est un revêtement lipidique et protéique disposé en couches multiples autour de l’axone. Elle accroît la vitesse de l’influx. Dans le SNP, ce sont les cellules de SCHWANN qui forment cette gaine.

On peut trouver jusqu’à 100 couches de la cellule de SCWANN autour de l’axone. La gaine de myéline forme un manchon autour de l’axone et l’espace entre les 2 manchons s’appelle le Nœud de RANVIER.

Dans le SNC, ce sont les oligodendrocytes qui myélinisent les axes, contrairement aux cellules de SCHWANN, ils myélinisent plusieurs parties d’une quinzaine d’axones. Les nœuds de Ranvier sont moins nombreux et l’agencement général est indentique à celui du SNP. La myélinisation augment jusqu’à la maturité.

Stimuli de nature électrique ou chimique, les canaux sensibles à une variation d’électricité, la membrane renferme des canaux ioniques voltages dépendants qui vont s’ouvrir en réaction à une modification du potentiel de membrane. Ces canaux vont laisser passer les ions d’un compartiment à un autre, extra-cellulaire à intra-cellulaire et inversement. Ce sont ces canaux qui vont permettre la formation d’un potentiel d’action.

Les canaux ioniques chimiquement dépendants qui vont s’ouvrir si un ligand se fixe sur le canal. Les ligands sont des neurotransmetteurs des hormones qui vont modifier la perméabilité de la membrane à certains ions.

Dans un neurone, le PA naît au niveau de la zone gâchette d’un neurone. Lors de la formation d’un potentiel d’action, deux types de canaux voltages-dépendants s’ouvrent et se ferment, ce sont les canaux à Na+ et à K+. Dans un premier temps, c’est l’ouverture des canaux à Na+ qui provoquent une dépolarisation de la membrane, dans un deuxième temps, l’ouverture des canaux à K+ et la fermeture des canaux à Na+ provoquent la repolarisation composent le PA qui dure 1ms environ.

La dépolarisation

Si un potentiel gradué arrive au niveau de la zone gâchette d’un neurone, il peut provoquer une dépolarisation de la membrane jusqu’à une valeur seuil appelé seuil d’excitation et égale à –55mv. On parle d’un dépolarisation liminale qui provoque alors l’ouverture des canaux à Na+, ils rentrent dans le neurone grâce aux gradians électriques et chimiques. Le potentiel de membrane passe de –70 mv à 0 mv puis à +30 mv, l’ouverture est très brève et très rapide.

La repolarisation

Une dépolarisation liminale provoque aussi bien l’ouverture des canaux à Na+ qu’à K+, les canaux à K+ s’ouvrent très lentement. Leur ouverture se produit donc presque en même temps que celle des canaux à Na+. Les canaux à Na+, par leurs fermetures stoppent l’entrée des ions Na+ et l’ouverture des canaux à K+ permet la sortie des ions K+ de l’intérieur du neurone, le potentiel de membrane passe de +30mv à 0mv puis –70mv. L’ouverture des canaux à K+ est lente, dure plus longtemps que celle des canaux à Na+, ceci provoque une sortie importante d’ions K+ entraînant une hyperpolarisation de la membrane. Elle est plus négative qu’au repos. Le potentiel de membrane retrouve sa valeur initiale à mesure que les canaux se referment.

La période réfractaire

Une période réfractaire est une période pendant laquelle le neurone ne peut pas générer de PA. On distingue 2 périodes différentes, une période réfractaire absolue et une période réfractaire relative ; La période absolue correspond à la durée pendant laquelle le neurone ne peut produire aucun autre PA, dépolarisation et repolarisation ; Après cette phase, on se trouve dans une période réfractaire, elle correspond à un intervalle de temps pendant lequel le neurone est beaucoup moins excitable, c’est à dire la période d’hyperpolarisation. le stimulus devra donc être beaucoup plus intense pour dépolariser le neurone

Le principe du tout ou rien

Un neurone génère un PA selon un principe de " tout ou rien " à chaque fois que la dépolarisation atteint le seuil d’excitation (-55mv) tous les canaux voltages dépendants s’ouvrent et produisent un PA d’amplitude maximale et constante.

La propagation (conduction) des PA

Les neurones, en générant des PA permettent de transmettre des informations d’une partie du corps à une autre. Pour cela les potentiels d’action doivent se déplacer de l’endroit où il se forme jusqu’au terminaisons axonales, n parle alors de propagation du PA. On distingue deux modes, la conduction continue qui concerne les axones non myélinisées et la conduction saltatoire qui concerne les axones myélinisées.

Conduction continue

Lorsqu’une dépolarisation suffisante atteint la zone gâchette, les canaux voltages-dépendants s’ouvrent et laissent entrer les ions Na+ dans le neurone. Cette entrée d’ions dépolarise la membrane provoquant d’une part la production d’un PA et d’autre part la genèse d’un courant local. Ce courant local provoque, à son tour, l’ouverture de canaux Na+ voltage-dépendants à proximité dans la membrane. Ceci permet donc de produire un proche-en-proche, un PA.

Conduction salvatoire

La gaine de myéline agit comme un isolant électrique bloquant la perte de courant à travers la membrane, les nœuds de Ranvier sont les zones d’interruption de cette gaine et concentrent beaucoup de canaux Na+ et K+ voltages dépendants. Dans un axone myéliné, le PA produit par la zone gâchette génère des courants locaux qui vont de propager de nœud de Ranvier en nœud de Ranvier. Ils vont introduire l’ouverture des canaux voltages-dépendants au niveau de chaque nœud de Ranvier. Ce type de propagation est beaucoup plus rapide que la propagation continue si l’on considère un axone de même diamètre et de même longueur.

La vitesse de propagation de l’influx

La vitesse de propagation du PA est liée au diamètre de la fibre, à la présence ou non de myéline et à la longueur de l’axone. D’autres paramètres comme la chaleur peuvent accélérer la conduction nerveuse.

Il existe trois types de fibres : A, B et C

Les fibres de type B et C sont impliquées dans le système nerveux autonome (SNA), diminution de la fréquence cardiaque et de la taille des pupilles.

La codification de l’intensité du stimulus

Le neurone a pour but de transmettre l’information, celle-ci est un PA. Le système nerveux utilise la fréquence pour coder l’information, plus le stimulus va être intense, plus il y aura de PA produits au niveau de la zone gâchette.

Les synapses permettent d’intégrer et de filtrer l’information. Certains signaux sont transmis alors que d’autres sont bloqués. Certaines maladies mentales et cérébrales sont dues à une interruption de la connection synaptique (schyzophrénie). C’est au niveau des synapses qu’agissent de nombreuses substances thérapeutiques et de nombreuses drogues. Dans une synapse, le neurone qui envoie l’information est appelé présynaptique, celui qui le reçoit est post-synaptique.

Il existe des synapses : Axo-dendritiques, contact axone-dendrite.

Dans les synapses électriques, le courant ionique passe directement d’une cellule à l’autre au travers de jonctions lacunaires (jonctions communicantes). Ces jonctions sont constituées de protéines tubulaires : les connexons, ceux-ci forment des tunnels destinés à relier le cytoplasme des deux cellules. Le flux ionique passe directement par ce passage du cytoplasme du neurone pré-synaptique vers celui-ci du neurone post-synaptique. Les synapses électriques vont avoir deux avantages :

Les neurones présynaptiques et post-synaptiques d’une synapse chimique ne se touchent pas. Ils sont séparés par une fente synaptique remplie de liquide extra-cellulaire. Cette fente va donc empêcher les influx nerveux (PA) de passer directement d’une cellule à l’autre. Lorsqu’un signal électrique arrive au niveau du bouton synaptique d’un neurone pré-synaptique, il est transformé en signal chimique, ceci se traduit par la libération d’un neurotransmetteur dans la fente synaptique. Le neurone post-synaptique reçoit ce signal chimique et génère à son tour un signal électrique. Ce processus dure 0 ,5ms et définit le délai synaptique. Quand un PA arrive au niveau d’un bouton synaptique d’une terminaison pré-synaptique, dépolarisation qu’il engendre ouvre les canaux Na+ voltages-dépendants ainsi que les canaux Ca2+ voltages-dépendants. Les ions Ca2+ sont très concentrés dans le liquide extracellulaire. Ils vont donc entrer dans le bouton synaptique. Les ions Ca2+, à l’intérieur de la cellule, provoquent la fusion des vésicules de neurotransmetteurs avec la membrane plasmique pré-synaptique. On dit que les neurotransmetteurs avec la membrane plasmique pré-synaptique. On dit que les neurotransmetteurs sont libérés par exocytose dans la fente synaptique jusqu’à la membrane post-synaptique où elle se lie aux récepteurs membranaires qui leurs sont spécifiques. Ce sont des canaux ioniques, chimiquement dépendants. Cette liaison provoque alors l’ouverture ou la fermeture de ces canaux ioniques post-synaptiques. Le courant ionique post-synaptique ainsi généré va donner naissance à des potentiels gradués appelés Potentiel Post-synaptique (PPS) de type excitateur ou inhibiteur (PPSI et PPSE).

PPSE et PPSI

Si le neurotransmetteur provoque la dépolarisation de la membrane post-synaptique, il est excitateur, il rapproche la cellule de son seuil d’excitation. Il est donc appelé PPSE. Les PPSE résultent de l’ouverture de canaux à cations (+) chimiquement dépendants. Ces canaux vont permettre l’entrée des ions positifs (Na+, K+,Ca2+) dans la cellule. Les gradians électriques et chimiques favorisent l’entrée des ions Na+ dans le neurone post-synaptique. Un PPSE ne déclenche pas la formation d’un PA au niveau de la zone gâchette du neurone post-synaptique mais il rend ce neurone plus sensible à l’arrivée d’un autre PPSE.

Si le neurotransmetteur provoque l’hyperpolarisation de la membrane post-synaptique, il est dit inhibiteur. On parle de PPSI. Il augmente le potentiel de membrane en rendant l’intérieur de la cellule encore plus négatif. Un PPSI rend plus difficile la production d’un PA. Les PPSI résultent de l’ouverture de canaux à anions (-) chimiquement dépendants mais aussi en permettant la sortie d’ions positifs K+ par les canaux ioniques chimiquement dépendants. Les ions K+ sortent plus vite de la cellule que les ions Cl- ne rentrent. C’est donc la sortie d’ion K+ qui rend la cellule négative.

Sommation des PPS

Un potentiel synaptique excitateur ou inhibiteur ne dur que quelques ms et un neurone du SNC reçoit de l’information en provenance de 1000 à 10000 synapses simultanément. C’est pourquoi un PA pré-synaptique n’engendre généralement qu’une dépolarisation locale infra liminaire. Un PPS est d’amplitude variable et il va se propager jusqu’à la zone gâchette du neurone post-synaptique. Au niveau de la zone gâchette, il y a la sommation des PPS excitateurs et inhibiteurs provoquant ou non la formation d’un PA. Il existe deux types de sommation :

Si la sommation résulte d’une accumulation de neurotransmetteur libérés par plusieurs boutons synaptiques, on parlera alors d’une sommation spatiale.

Si la sommation résulte d’une accumulation de neurotransmetteur libérés par un seul bouton synaptique à des intervalles dit très courts, on parlera de sommation temporelle.

Certaines synapses sont inhibitrices, d’autres sont excitatrices et ce sera la somme de toutes ces influences qui au niveau de la zone gâchette du neurone post-synaptique vont provoquer trois types de réactions :

L’effet excitateur est supérieur à l’effet inhibiteur mais la dépolarisation résultante reste inférieure au seuil d’excitation du neurone post-synaptique. Donc la sommation ne génère pas de PA, elle générera un PPSE infraliminaire.

L’effet excitateur est supérieur à l’effet inhibiteur mais il est égal ou supérieur au seuil d’excitation du neurone post-synaptique. Il en résulte donc un PPSE supraliminaire ou liminaire qui provoquera la genèse d’un PA.

L’effet inhibiteur est supérieur à l’effet excitateur, il y a production d’un PPSI qui bloque la genèse d’un PA.

Facilitation et inhibition présynaptiques

Certaines synapses peuvent modifier la quantité de neurotransmetteurs libérés au niveau d’autres synapses. La facilitation présynaptique augmente la quantité de neurotransmetteurs libérés alors que l’inhibition présynaptique la diminue. Dans cette situation, on a toujours une synapse de type axo-axonale.

Les neurotransmetteurs excitateurs ou inhibiteurs sont présents dans le SNP et dans le SNC. Un même neurotransmetteur peut être excitateur à un endroit du SN et inhibiteur à un autre. Un même neurone peut libérer plusieurs types de neurotransmetteurs.

Il faut que trois critères soient vérifier pour qu’une substance soit qualifiée de neurotransmetteurs :

Elle doit être présente dans le neurone présynaptique

La libération de la substance doit se faire en réponse à une dépolarisation et doit être dépendante du Ca2+.

Il faut qu’il y ait dans la cellule post-synaptique des récepteurs spécifiques à la substance.

Outre l’acétylcholine (Ach) qui constitue une catégorie chimique à elle seule, les autres neurotransmetteurs appartiennent à l’une des trois familles suivantes :

Les amines biogènes

Les neuropeptides

Il existe donc quatre groupes de neurotransmetteurs.

L’acétylcholine est libérée par de nombreux neurones du SNP et certains neurones du SNC.

Ex : la jonction neuromusculaire, cette substance crée la contraction du muscle.

Le contact du 10^ème nerf crânien et du système cardiaque provoquant le ralentissement du rythme cardiaque.

Les acides aminés sont les neurotransmetteurs du SNC, ils sont très souvent inhibiteurs et le tiers des synapses inhibitrices du SNC utilisent le GABA.

Amines biogènes (NORADRENALINE, ADRENALINE, DOPAMINE, SEROTOMINE), elles peuvent être soient excitatrices soient inhibitrices.

Les neuropeptides sont excitateurs ou inhibiteurs, ce sont des analgésiques 200 fois plus puissant que la morphine (anti-douleur) ;

Les hypnotiques, les tranquillisants, les anesthésiques réduisent la transmission synaptique en augmentant le seuil d’excitation des neurones alors que la caféine et la nicotine abaisse le seuil d’excitation et provoque la facilitation synaptique.