I. Les communications intercellulaires dans l’organisme








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IV.Organisation fonctionnelle
du système nerveux





  1. Du SNC partent des neurones qui forment des synapses avec structures cibles volontaires (muscles squelettiques) ou involontaires (viscères).

  2. Les structures cibles sont appelées effecteurs. Elles sont chargées d’exprimer la réponse de l’organisme. Toutes les voies nerveuses partant du SNC vers la périphérie, c'est à dire allant vers les effecteurs qui expriment la réponse fonctionnelle sont appelés efférences.

  3. Il y aura élaboration d’influx efférents uniquement en référence à des neurones chargés d’apporter l’information de l’environnement vers le SNC. Toute voie nerveuse apportant une information, allant de l’environnement vers le SNC est appelée afférence.

  4. Ces neurones sont donc capables d’informer l’organisme de ce qui se passe à l’extérieur, mais pour cela, les informations brutes doivent être ressenties, perçues par des structures spécifiques : les récepteurs sensoriels qui permettent le décodage de l’information brute en influx nerveux.

  5. Dans le SNC, on aura une intégration : différentes informations seront confrontées pour fournir une réponse.

A.Recepteurs sensoriels

1.Classification

a)fonctionnelle


STIMULATION

TYPE

LOCALISATION

Pression - étirement

Mécanorécepteurs

peau - viscères - muscles

Chaud - froid

Thermorécepteurs

peau

Douleur

Nocicepteurs

peau, viscères,...ubiquitaires

Molécules chimiques

Chimiorécepteurs : chémoR.

papilles gustatives, viscères, nez (régulation de la respiration, coeur, vx) cerveau (O2, pH...)

Phénomènes électromagnétiques

lumière

Récepteurs électromagnétiques :

cônes et batonnets

oeil

b)Topographique


LOCALISATION

TYPE

EXEMPLES

Milieu extérieur

extérorécepteurs

mécanorécepteurs

thermprécepteurs

Milieu intérieur

intérorécepteurs

mécanorécepteurs

nocicepteurs

chimiorécepteurs

Situation de l’organisme dans l’espace

propriorécepteurs

fuseaux neuro-musculaires (état de tension)

oreille interne (cochlée)

2.Structure


4 types d’organisation dans les recepteurs sensoriels

récepteur constitué de la simple terminaison axonale d’un neurone en T.



C’est un récepteur grossier, peu sensible : récepteur d’alerte.

Ils constituent la plupart des nocicepteurs : organisation type des récepteurs de la douleur.






Terminaison nerveuse garnie d’une capsule constituée par de multiples couches de substance lamellairre fibreuse, principalement à base de collagène.

Les terminaisons constituent des corpuscules (de Pacini, de Ruffino) qui sont plus sensibles : sensibilité fine du toucher : mécanorécepteurs.






Circuit à 2 cellules, cf audition : la 1ere cellule est un mécanorécepteur très sensble qui transmet les informations en les transformant en signaux électriques. Le 2eme neurone conduit l’information.






Circuit sensoriel à 3 cellules :

  1. cellule réceptrice

  2. neurone intermédiare bipolaire : relai ganglionnaire

  3. neurone sensoriel final de transmission : cf vision.

3.Physiologie


Quelque soit le type de stimulus perçu par le récepteur, toutes les informations vont être converties sous forme de potentiel d’action.

a)Dispositif expérimental


Cas d’une terminaison sensorielle garnie d’un corpuscule :


La dépolarisation observée en 1 et en 2 est le potentiel de récepteur.

  1. En 1 : pression de faible ampleur : au niveau du récepteur apparait progressivement une dépolarisation locale qui n’atteint pas le seuil  retour au PR.

  2. En 2 : stimulation plus forte faisant apparaître un PA.


 La dépolarisation locale observée n’est pas un PPSE : il n’y a pas de synapse.

Le potentiel de récepteur est une dépolarisation par entrée de Na+ et de Ca2+ par des canaux ioniques. Ces canaux sont sensibles à l’étirement (on connait ceux des fuseaux neuro-musculaires, des tenso-récepteurs, des mécano-récepteurs...).

Si le voltage du potentiel de récepteur est liminaire (ou supra liminaire) quand il atteint les canaux voltage dépendants, il provoque leur ouverture et l’apparition d’un PA.

Ce mode de fonctionnement ne permet qu’une réponse en tout ou rien : le codage de l’intensité se fait autrement.

b)Codage de l’intensité





Quand on atteint le seuil, on obtient un PA.

Si on augmente l’intensité du stimulus (ici, la pression exercée sur le corpuscule) et qu’on l’applique pendant la même durée, on constate une augmentation de l’amplitude du potentiel récepteur.




En 1, un seul PA peut être formé.

En 2, la durée de dépolarisation au-dessus du seuil est très fortement augmentée, plusieurs dépolarisations peuvent survenir car le potentiel récepteur est toujour supraliminaire au moment de la période réfractaire relative du 1er PA, ce qui fait apparaître le 2e PA...

(dans la période réfractaire relative, le seuil d’excitation est très haut : un excitation liminaire ne peut pas déclencher un PA, mais une excitation supraliminaire le peut.)
L’intensité de la stimulation est traduite par la fréquence des PA : plus le stimulus est intense, plus la fréquence augmente.



F(PA) = k Istim

C’est le cas pour la douleur : la fonction suit une règle linéaire.

En fait, en général, la fonction est logarithmique, la fréquence augmente moins vite que l’intensité :

F(PA) = k Ix avec x < 1. C’est le cas pour l’audition : la sensibilité auditive évolue de manière logarithmique. Pour une intensité sonore multipliée par 10, FPA est multipliée par 2.






On a vu le cas d’un récepteur isolé. En général, un même neurone possède plusieurs unités sensorielles.

En réalité, les champs récepteurs sont côte à côte et entremêlés.

Si on augmente progressivement l’intensité du stimulus, on va solliciter des réponses dans plusieurs unités sensorielles aboutissant au recrutement d’unités sensorielles en plus grand nombre.

Champ récepteur : ensemble des terminaisons sensorielles du neurone.

Unité sensorielle : ensemble du champ récepteur et du neurone correspondant.



c)Codage de la stimulation


Comment évolue la fréquence des PA quand la stimulation persiste ?

Quand l’intensité de la stimulation augmente, quelque soit le stimulus, on enregistre une suite de PA ou une suite de potentiels biphasiques correspondant à une salve de PA.

Plusieurs types de récepteurs existent en fonction de l’évolution des PA pendant une stimulation :

récepteurs non adaptables : la fréquence des PA est constante pendant toute la durée de la stimulation : cas des nocicepteurs (c’est vital car si l’information s’attenue, la situation devient dangereuse).


récepteurs adaptables : la diminution de fréquence est rapide ou progressive. Les récepteurs s’accoutument à l’existence du stimulus quelque soit sa forme. Ils nous informent puis l’information « disparaît », elle devient implicite. Ils évitent au SNC d’être bombardé d’informations.

Ex : récepteurs du toucher, de la température.

récepteurs ON-OFF : ils sont rapidement adaptables mais aussi bien à l’apparition qu’à la disparition du phenomène stimulateur. Un pic apparait quand la stimulation s’instaure, un autre quand elle cesse.

d)Décodage de l’information


Quelque soit le type de stimulus, le système nerveux le transporte uniquement sous forme de PA.

  1. La reconnaissance se fait essentiellement par la topographie




La reconnaissance se fait là où le neurone se projette. (Si on déconnecte le neurone du pied et qu’on le greffe à la base de la grande scissure, en se marchant sur le pied on aura l’impression de marcher sur la main.)

Plus le récepteur est important, plus l’aire de projection est vaste : le nez, les yeux, la main et le pied ont des aires de projection de grande taille. La zone épidermique dorsale est au contraire de petite taille.

 on représente la correspondance entre les parties du corps humain et les aires de projection par un homoncule (petit homme) dont la surface est proportionnelle à l’aire de projection.



  1. Reconnaissance neurochimique : dans une même aire de projection, l’information est reconnue en fonction du type de NT qui la véhicule. Ainsi, dans une même aire de projection les neurotransmetteurs seront :

  2. toucher : acétylcholine ou noradrénaline

  3. signal douloureux : neuropeptides dont le plus important est la substance P.

  4. sensations agréables : opioïdes (enképhalines...)
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