Le message nerveux est transmis à travers le système nerveux : ce dernier comprend le Système Nerveux Central (S.N.C.) qui est composé du cerveau et de la moelle épinière et le Système Nerveux Périphérique (S.N.P.) qui est composé de tous les autres nerfs du corps.
I. Caractéristiques des neurones
Il faut savoir que le système nerveux est constitué d'un réseau organisé de neurones. Un neurone est une cellule composée d'un corps cellulaire (noyau, mitochondries, appareil de Golgi, réticulum endoplasmique) et de prolongements cytoplasmiques : l'axone et les dendrites.
Les dendrites reçoivent le message nerveux et l'axone le transmet aux autres neurones
Un neurone peut recevoir simultanément plusieurs messages nerveux qui proviennent d'autres neurones. Il en fait l'intégration et transmet à son tour un seul et même message à partir de l'axone.
Certains neurones sont recouverts d'une gaine de myéline isolante au niveau de l'axone. La gaine de myéline est constituée d'une spirale de membrane plasmique riche en lipides. Dans le S.N.C. cette membrane plasmique appartient à des cellules appelées oligodendrocytes, qui ont pour rôle de myéliniser les neurones à proximité. Dans le S.N.P. Le processus de myélinisation est différent : la membrane des cellules spécifiques appelées cellules de Schwann enveloppent l'axone. Plus le neurone est myélinisé, plus la spirale est épaisse. La gaine de myéline permet d'augmenter la vitesse de transmission du signal. Un message transmis par un axone myélinisé est environ 60 fois plus rapide que celui transmis par un axone dépourvu de myéline. La myélinisation n'est pas le seul paramètre à influer sur la vitesse de propagation du message nerveux : en effet la vitesse est d'autant plus grande que le diamètre de l'axone est grand.
Certains neurones sont recouverts d'une gaine de myéline isolante au niveau de l'axone. La gaine de myéline est constituée d'une spirale de membrane plasmique riche en lipides. Dans le S.N.C. cette membrane plasmique appartient à des cellules appelées oligodendrocytes, qui ont pour rôle de myéliniser les neurones à proximité. Dans le S.N.P. Le processus de myélinisation est différent : la membrane des cellules spécifiques appelées cellules de Schwann enveloppent l'axone. Plus le neurone est myélinisé, plus la spirale est épaisse. La gaine de myéline permet d'augmenter la vitesse de transmission du signal. Un message transmis par un axone myélinisé est environ 60 fois plus rapide que celui transmis par un axone dépourvu de myéline. La myélinisation n'est pas le seul paramètre à influer sur la vitesse de propagation du message nerveux : en effet la vitesse est d'autant plus grande que le diamètre de l'axone est grand.
II. Les voies du message nerveux
Un nerf est composé d'un regroupement d'axones. Ils constituent le nerf.
Il existe deux types de nerfs:
- Les nerfs conduisant le message nerveux du S.N.C. au S.N.P. jusqu'aux muscles du corps sont appelés nerfs moteurs. On parle de voies efférentes. Par exemple, lorsque l'on souhaite contracter le bras, le message nerveux est envoyé du cerveau, passe par la moelle épinière, par les nerfs du bras jusqu'aux cellules des fibres musculaires.
- Les nerfs conduisant le message nerveux des récepteurs sensoriels au S.N.P. jusqu'au S.N.C. sont appelés les nerfs sensitifs. On parle de voies afférentes.
III. La nature du message nerveux
Le message nerveux est de nature électrique. Il est codé en fréquence de potentiels d'actions : dans cette partie, nous nous attachons à expliquer son fonctionnement.
L'activité électrique des neurones est due à un mouvement d'ions de part et d'autre de la membrane plasmique. Le milieu extracellulaire contient des cations sodium Na+ et le cytoplasme contient des cations potassium K+. Les canaux ioniques, présents au niveau de la membrane, permettent la circulation ou le blocage de ces cations à travers la membrane. Les anions ne traversent pas les canaux ioniques.
N.B.: Les cations sont des ions portant une charge positive (exemple : Na+, K+, Ca2+, etc...). Les anions, au contraire, sont des ions portant une charge négative (exemple : Cl-, F-, etc...)
Il faut savoir que la membrane des neurones est polarisée naturellement : on parle de potentiel de repos. Ce potentiel a le signe des charges à l'intérieur de la membrane plasmique. Lorsque le neurone n'est pas stimulé, la face interne est chargée négativement alors que la face externe est chargée positivement. Le potentiel de repos a une valeur approchant -70mV. A cette valeur le flux des ions sortants (majoritairement K+) est en équilibre avec les ions entrants (majoritairement Na+).
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| Production Chantal Proulx |
- La dépolarisation : la stimulation du neurone provoque l'ouverture des canaux Na+. De ce fait, les ions sodium du milieu extracellulaire pénètrent dans la cellule. Le milieu extracellulaire devient donc négatif (par manque de cations) et à l'inverse, le cytoplasme devient positif (par excès de cations). Le potentiel d'action atteint une valeur proche de +30mV.
- La repolarisation : les canaux sodium se ferment et le flux sortant de K+, qui est augmenté dû au changement de potentiel, "repolarise" la membrane vers une valeur de -80mV (l'intérieur par rapport à l'extérieur de la membrane). Pour plus de précisions, nous vous conseillons de lire le passage traitant de la mise en place du potentiel de repos publié sur le site de notre professeur en cliquant ici !
- La pompe potassium/sodium évacue les ions sodium et fait rentrer les ions potassium. Cette pompe nécessite un apport en ATP.
Important : Pour bien comprendre ces étapes, nous vous conseillons de regarder la vidéo ci-dessous représentant la circulation des ions sodium et potassium :
Le message nerveux est donc de nature électrique. Il est codé en fréquence de potentiels d'action. Plus la stimulation est intense, plus la fréquence de potentiels d'action sera importante.Cependant, les neurones ne sont pas collés les uns aux autres. Il existe de petits espaces, appelés fentes synaptiques entre deux neurones, ou entre un neurone et une cellule. Le message électrique ne peut pas traverser cet espace. Il est donc converti en message chimique au niveau des synapses. Les substances chimiques responsables de la transmission du signal nerveux au niveau des synapses sont appelées neurotransmetteurs.
Il est important de noter que ce sont les ions Ca2+ qui permettent la fusion des vésicules avec la membrane des neurones, et donc que ce sont eux qui permettent ou non la transmission du message nerveux.
Une synapse fonctionne en plusieurs étapes :
1 - Stockage du neurotransmetteur dans les vésicules synaptiques
2 - Le potentiel récepteur arrive au niveau de la terminaison pré-synaptique.
3 - Fusion des vésicules contenant le neurotransmetteur avec la membrane plasmique.
4 - Libération du neurotransmetteur.
5 - Fixation du neurotransmetteur sur les récepteurs du neurone post-synaptique.
6 - Nouveau potentiel récepteur.
7 - Inactivation enzymatique du neurotransmetteur.
8 - Recapture du neurotransmetteur par le neurone pré-synaptique.
Le message nerveux est donc déclenché à partir d'une stimulation générée au niveau des dendrites, il se propage ensuite le long de l'axone de ce dernier jusqu'à sa terminaison synaptique.
La vidéo ci-dessous représente la transmission du message nerveux à travers l'axone et à travers les synapses des neurones :
1 - Stockage du neurotransmetteur dans les vésicules synaptiques
2 - Le potentiel récepteur arrive au niveau de la terminaison pré-synaptique.
3 - Fusion des vésicules contenant le neurotransmetteur avec la membrane plasmique.
4 - Libération du neurotransmetteur.
5 - Fixation du neurotransmetteur sur les récepteurs du neurone post-synaptique.
6 - Nouveau potentiel récepteur.
7 - Inactivation enzymatique du neurotransmetteur.
8 - Recapture du neurotransmetteur par le neurone pré-synaptique.
Le message nerveux est donc déclenché à partir d'une stimulation générée au niveau des dendrites, il se propage ensuite le long de l'axone de ce dernier jusqu'à sa terminaison synaptique.
La vidéo ci-dessous représente la transmission du message nerveux à travers l'axone et à travers les synapses des neurones :
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