Les circuits nerveux : L'arc réflexe. `

Un réflexe est une réponse musculaire involontaire, stéréotypée et très rapide à un stimulus. Une activité réflexe est induite par un arc réflexe, le mécanisme de réponse intégrée d'un centre nerveux sans intervention du cerveau et de la volonté consciente. Les réflexes sont souvent des réactions de défense, comme le retrait du membre en cas de brûlure, avant que le cerveau ait perçu la douleur. Les réactions réflexes ont pour but de rétablir l'homéostasie*.

Le mécanisme

Lorsqu'un stimulus, appelant une réponse immédiate, est perçu par un récepteur logé dans une partie du corps, l'influx nerveux se propage sur les fibres afférentes vers la moelle épinière (r. spinal) ou le tronc cérébral (r. bulbaire). Après le passage par une (r. monosynaptique) ou plusieurs synapses des neurones moteurs (r. métamérique, système nerveux périphérique), la réponse efférente, sous la forme d'un second influx nerveux, part vers l'organe effecteur (muscle par exemple) ou vers les centres moteurs, supérieurs ou inférieurs (noyaux médullaires de la moelle épinière ou noyaux centraux, tonus musculaire du cervelet, conscience du cortex, etc.).

Cette boucle récepteur-afférence-SNC-efférence-effecteur constitue l'« arc réflexe » le plus court. Un arc réflexe n'est jamais modifiable par la volonté de l'individu : c'est la "loi du tout ou rien"*

http://svt.premiere.s.free.fr/prepabac/typeI/corrigestypeIOLD.htm

* http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9flexe_(r%C3%A9action_motrice)

Questions récapitulatives:

1) Définissez un neurone et son rôle.

2) Décrire les différentes composantes d'un neurone.

3) Décrire le potentiel d'action.

4)Comment se propage l’influx nerveux dans un neurone et d'un neurone à l'autre.

5) Décrire l'arc réflèxe.

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Propagation de l’influx nerveux :

L'influx nerveux se propage le long de l'axone

Pour qu'un potentiel d'action puisse avoir une portée à langue distance, il doit se propager le long de l'axone jusqu'à l'autre extrémité du neurone. Le potentiel d'action initial ne voyage pas,  mais est en fait plusieurs fois reproduit le long de l'axone. Ce mécanisme de répétition est le même que celui de la dépolarisation graduée: Les ions Na+ qui pénètrent dans la cellules créent un courant électrique qui dépolarise la région voisine de la membrane plasmique.Cependant,dans le cas du potentiel d'action, l'entrée d'ions Na+ est suffisamment importante pour que la région voisine soit dépolarisés au point de dépasser le seuil d'action. Cela déclenche donc à cet endroit un nouvel potentiel d'action. Cette propagation se fait d'un noeud de ranvier à l'autre. C'est un ainsi que le potentiel d'action se propage le long  de l'axone(Biologie, Neil A. Campbell). 

http://www.afblum.be/bioafb/neurone/neurone.htm

L'influx nerveux se propagent d'une cellules à l'autre

La synapse comme il a été mentionné précédemment est une jonction d'un type particulier qui permet la communication entre le neurone et d'autres cellules. Il existe deux type de synapses(Biologie, Neil A. Campbell). 

La synapse électrique: 

Elle permet au potentiel d'action de passer directement de la cellule présynaptique à la cellule post-synaptique. Ces cellules communique par des jonctions ouvertes. C'est-à-dire des canaux intercellulaires qui permettent aux courants ioniques locaux d'un potentiel d'action de circuler entre les neurones(Biologie, Neil A. Campbell). 

La synapse chimique

Lorsqu'un potentiel d'action dépolarise la membrane d'un cropuscule nerveux terminal, il déclenche une entrée d'ions Ca2+ qui elle-même provoque la fusion des vésicules synaptiques avec la membrane du neurone présynaptique. Les vésicules synaptiques libèrent des molécules de neurotransmetteur dans la fente synaptique par diffusion et se lient à un récepteur des canaux ioniques chimiodépandents qui sont intégrés à la membrane plasmique du neurone postsynaptique. La fixation des molécules de neurotransmetteur à leur récepteurs spécifiques fait s'ouvrir des canaux ioniques spécifiques. L,ouverture de ces canaux permet l,entré massive du ions impliqué exemple si canaux na+ dépendent , rentré massive de ions Na+ ce qui provoque la dépolarisation de la membrane post-synaptique . Les neurotransmetteurs sont rapidement dégradés par des enzymes ou absorbés par d'autres neurones, ce qui permet de refermer les canaux ioniques. C'est la fin de la transmission synaptique (Biologie, Neil A. Campbell). 

http://raymond.rodriguez1.free.fr/Textes/es22.htm

Vidéo sur la synapse chimique ionotrope

Récapitulation

Voici une vidéo récapitulatif du neurone, ses composantes, la synapse, l'influx nerveux et la propagation de l'influx nerveux

L'influx nerveux (potentiel d'action )

Le potentiel membranaire

Le potentiel membranaire au repos:

Le potentiel de la membrane plasmique au repos est de -70 mV.Si on introduisait une électrode de mesure à l'intérieur de la cellule (voir la méthode de patch-clamp), on constaterait une différence de potentiel (ddp): la face interne de la membrane est négatif par rapport à une électrode de référence placée sur la face externe de la membrane.

 Cette différence de potentiel résulte d'une différence de concentration en ions entre l'intérieur et l'extérieur du neurone qui est due à une perméabilité sélective de la membrane plasmique et d'autre part à des courants ioniques actifs transmembranaires (par exemple, la pompe sodium-potassium ATP-asique). Il existe également des courants de fuite intéressant les ions potassium vers le milieu extracellulaire par des canaux ioniques spécifiques transitoirement ouverts (à cause des fluctuations électro-chimiques locales)*. 

http://chocolate-and-drugs.doomby.com/pages/3-action-commune-des-drogues.html

Donc à l'état de repos la quantité d'ion  K+ quittant la cellule par transport passif est plus importante que la quantité d'ion Na+ entrant dans la cellule ce qui résulte en un potentiel négatif. 

Potentiel d'action (influx nerveux) 

L'influx nerveux se caractérise par une modification instantanée et localisée de la perméabilité de la membrane du neurone : des ions sodium (Na⁺) pénètrent dans la cellule en passant à travers des canaux ioniques sélectivement perméables au sodium. Le potentiel de membrane prend alors une valeur positive (environ +35 mV) proche du potentiel électro-chimique d'équilibre du sodium (ENA). Ce phénomène porte le nom de dépolarisation. Puis, très rapidement des ions potassium (K⁺) sortent de la cellule en passant à travers d'autres canaux ioniques, perméables au potassium. Le potentiel de membrane décroît pour aboutir à une valeur plus basse que la valeur du potentiel de repos : on parle de repolarisation puis d'hyperpolarisation. Puis il y a une phase de retour à la normale grâce à l'action d'une pompe ionique ATP-asique sodium-potassium dépendante. La variation locale, transitoire et stéréotypée du potentiel transmembranaire de l'axone comprenant la dépolarisation et la repolarisation, s'appelle le potentiel d'action. Il ne dure que quelques millisecondes. Le potentiel d'action, ou influx nerveux, se propage de proche en proche le long de l'axone du neurone, ou d'un nœud de Ranvier à l'autre (conduction saltatoire)*.

Remarques :

1. Lorsque les canaux sodiques sont ouverts, la membrane est totalement insensible aux stimuli additionnels. La cellule est en période réfractaire absolue. Durant la repolarisation, la membrane peut être stimulée par un stimulus très important. Cette période est appelée période réfractaire relative.
2. Suite à l'existence d'un potentiel seuil, le potentiel d'action suit la loi du "tout ou rien"*.

http://www.apteronote.com/revue/neurone/printer_80.shtml

Voici une petite vidéo expliquant le potentiel d'action

*http://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_de_repos

*http://fr.wikipedia.org/wiki/Neurone

Neurone et synapse (suite)

Synapse chimique

La synapse chimique est le type de synapse le plus fréquent du système nerveux. Ce type de synapse transmet le signal nerveux d'un neurone à un autre en utilisant un neurotransmetteur qui est émis par le neurone afférent (pré-synaptique) , diffuse dans la fente synaptique et se lie aux récepteurs postsynaptiques*.

http://psychologie-m-fouchey.psyblogs.net/?post/410-La-synapse-%3A-transmission-chimique

Synapse électrique

Dans la synapse électrique, les membranes des deux neurones sont reliées par des jonctions communicantes, parfois appelées également nexus (GAP junctions). Les ions se transmettent donc d'une cellule à une autre, ainsi que la dépolarisation membranaire associée. L'influx nerveux se transmet sans intervention de neurotransmetteur. Ce type de synapse, qui joue un rôle important dans le système nerveux immature, est ensuite relativement rare au stade adulte et est majoritairement retrouvé chez les invertébrés. Ce type de communication est très fréquent dans les épithéliums*.

http://lamemoirehumaine.canalblog.com/archives/2009/02/26/12722357.html

Pour comprendre comment l'influx nerveux se transmet dans l'axone et comment ce dernier se transmet d'une cellule à l'autre, il faudrait d'abord comprendre,la polarisation d'une cellule ,le potentiel membranaire d'une cellule et la propagation du potentiel d'action dans l'axone du neurone. 

*http://fr.wikipedia.org/wiki/Synapse. 

 

structure d'un neurone - la synapse

Structure d'un neurone (suite) et synapse

La région conique de l'axone, au point de jonction avec le corps du neurone, s'appelle cône de l'implantation de l'axone. Elle joue un rôle clé dans la transmission et l'intégration des messages nerveux. De nombreux axones sont entourés d'une couche isolante, la gaine de myéline. Les cellules de soutien qui composent cette gaine sont les gliocytes ou cellules gliales. L'axone termine par une arborisation dans les branches, portent à leur extrémités un corpuscule nerveux terminale ou bouton terminale. Le bouton terminal est une structure spécialisé qui transmet les messages du neurones vers d'autres cellules. Le messages est transmis via la libération de médiateurs chimiques appelés neurotransmetteurs. Les neurotransmetteurs sont libéré du corpuscule terminale dans une jonction ,entre le neurone et la cellule réceptrices du messages, appelé synapse. 

http://www.rhsmpsychology.com/Handouts/synapse.htmr 

Le cellule cible du neurotransmetteur peut être un autre neurone ou une cellule effectrice (muscle, glandulaire ,etc). La cellule émettrice du messages s'appelle , cellule présynaptique , la cellule réceptrice du message s'appelle quand à elle une cellule post-synaptique. Les neurotransmetteurs sont libérés par les boutons terminaux dans la jonction entre la cellule présynaptique et postsynaptique. Cette jonction est appelée la fente synaptique. 

Introduction: La structure du neurone

http://scientopia.org

Cours de Biologie Humaine 

Le Neurone et l'influx nerveux

Les cellules du cerveau 

Le cerveau est constitué de deux types de cellules les cellules nerveuses Neurones dont le rôle consistent à transmettent de l'information sur de longues distances , ainsi que que de cellules gliales qui assurent des rôles diversifiés centrés sur le maintient et le support des neurones ainsi que de leur fonctions. 

http://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_09/d_09_cl/d_09_cl_dev/d_09_cl_dev.html

Structure du neurone

L'unité structurale et fonctionnelle du système nerveux est le neurone, c'est-à-dire la cellule nerveuse. 

Le neurone comporte une partie volumineuse, le corps du neurone qui contient le noyau et d'autres organites.

De ce corps partent des prolongements de deux types en forme de fibres : Les dendrites et un axone. 

Les dendrites sont courtes et ramifiées. Elles reçoivent des informations de l'environnement et du milieu interne, et des messages transmis par d'autres cellules nerveuses. Elles transmettent tout cela, sous forme d'impulsion, au corps du neurone. L'axone, qui est généralement beaucoup plus long que les dendrites, transmet aux autres cellules les messages émis par le corps du neurone. Certains axones, notamment ceux qui relient la moelle épinière aux pieds, peuvent mesurer plus d'un mètre (Biologie,Neil A.Campell, Jane B.Reece). 

http://www.institut-myologie.org/ewb_pages/m/muscle_introduction_3461.php