F Leyrit mai 2007

Anatomie physiologie du

système nerveux

Au 19°siècle : : connaissances par les pathologies neurodégénératives :1 - Exemples :

maladie de Parkinson : trouble de la motricitédémence d’Alzheimer : troubles mnésiqueschorée de Huntington : trouble de la motricité

2 - Accidents vasculaires cérébraux : AVCPertes de fonctions - Effets variables

3 - Pathologies neuropsychiatriques : connaissances pauvresExemples schizophrénie, autisme…

Ce que l’on sait :

Chat Singe

Humain

Étude des modèles animaux et de l’évolution

C’est surtout les territoires correspondant aux fonctions supérieures qui augmentent en taille au cours de l ’évolution des mammifères.

Ce que l’on sait aujourd’hui :

� Connaissance du fonctionnement� Anatomique (lésion après DCD)

(aire visuelle, motrice, de la parole…)

� Imagerie médicale� Imagerie en action TEPscan

� Pas de connaissances fines du fonctionnement des fonctions supérieures

� Complexité des projections cérébrales (exp. douleur)

� Rôle des neuromédiateurs essentiel

Tep scan

Connaissances plus précises desSciences cognitives

Aires du langageActivité cérébrale quand on vous lit un romanzone en rouge correspond à l’afflux de sangdurant l’écoute

INTRODUCTION

� Le système nerveux est un organe fondamental qui met en relation l’organisme humain avec l’extérieur

� Il permet de le renseigner sur se qui passe en lui et en dehors de lui, et ainsi avoir une action orientée.

� (ex:mon organisme manque d’eau,des récepteurs sensoriels m’informe d’une déshydratation,je me dirige donc vers le robinet,verse de l’eau dans un verre et boit; je n’ai alors plus soif et m’arrête de boire.)

� Tout cela est permis par le système nerveux qui intervient à tous les niveaux.

� Le rôle du système nerveux (SN) est de détecter les modifications à l’intérieur et à l’extérieur de l’organisme (différent du système endocrinien).

� La stimulation du SN provoque une réponse immédiate qui permet de maintenir l’homéostasie.

� Le système hormonale envoi également des messages dans les organes, mais agit de manières différentes et retardée

Système nerveux et système endocrinienSystème nerveux et système endocrinien

Système endocrinien (hormonal) :

Système nerveux :

Maintien de l’homéostasie par :

• Sécrétion d’hormones dans le sang

• Action lente, mais soutenue

• Influx nerveux

• Action rapide, mais brève

Comment fonctionne le SNC ?

� Il recueille les infos provenant des organes et des récepteurs sensoriels, les analyse et élabore des réponses que le SNP achemine jusqu’au organes concernés (ex : les muscles.)

� Si je me brûle un doigt, un récepteur transmet un message douloureux via un nerf (donc via le SNP) à la moelle épinière (ME) qui intègre le message de brûlure,et de danger pour le corps; ce qui entraîne par voie de conséquence un message véhiculé par un nerf au muscle lui ordonnant de se contracter pour se retirer de la source de chaleur.

Le mode d ’action du système nerveux Le mode d ’action du système nerveux

1. Réception de l’information

� Milieu intérieur

� Milieu extérieur

2. Intégration : analyse des informations, mémorisation et prise de décision

3. Action

� Organes internes

� Muscles volontaires (comportement)

Les divisions du système nerveuxLes divisions du système nerveux

2 types de systèmes nerveux:

Le système nerveux somatique qui met en relation l’organisme avec l’extérieur

Le système végétatif(ou autonome) qui régule les fonctions viscérales

Le système nerveux somatique

Le système nerveux périphérique (nerfs crâniens et rachidiens).

� Ces nerfs sont de plusieurs types :� Nerfs afférents : nerfs sensitifs

� Nerfs efférents : nerfs moteurs

� Nerfs moteurs volontaires : permettent le mouvement des muscles

� Nerfs moteurs involontaires : c’est le système neveux autonome (composé du système orthosympathique et parasympathique) qui innerve les organes profonds (coeur, appareil digestif, bronche, vaisseaux…)

� Mixtes (rares).

Les trois types de cellule du SN

� Pour fonctionner le système nerveux est constitué de cellules variées :

� Du message nerveux : le neurone (10% des cellules) � Le neurone est l’unité fonctionnelle du système nerveux responsable de l’émission et la propagation du message nerveux.

� Du système de défense : les cellules gliales (90% des cellules)

� Du tissu de soutien (les cellules conjonctives)

� Ils ne se reproduisent pas (sauf rares exceptions).� Grand longévité.� Cellules excitables.

� Ils se composent de trois parties :� Corps cellulaires (composent la substance grise)

� Axones (composent la substance blanche) souvent très long, de taille +/- importante, certains sont recouverts d’une gaine de myéline et conduisent l’influx nerveux à des vitesses différentes. Les axones réunis entre eux forment le nerf

� Dendrites (composent la substance blanche)

Les neurones sont les éléments de base du SNC.

Corps cellulaire

Noyau

Axone

DendritesL'influx se dirige vers corps

cellulaire

Axone, l'influx s'éloigne du corps cellulaire

Axone recouvert de myéline : agit sur la vitesse de conduction de l’influx nerveux

Espaces entre les cellules de Schwann = nœuds de RanvierEspaces entre les cellules de Schwann = nœuds de Ranvier

� L’influx nerveux se crée par formation d’un potentiel d’action. Celui-ci se déclenche dans le neurone par une différence de concentration entre le Na+ extracellulaire et le K+ intracellulaire.

� L’influx nerveux naît d’un stimulus : thermique, chimique, électrique, mécanique..

Potentiel de repos : -70 mVPotentiel de repos : -70 mV

Les neurones sont connectés entre eux par des synapses qui transmettent l’influx nerveux par la sécrétion de médiateurs chimiques en pré-synaptique et recaptage de ces médiateurs en post synaptique permettant ainsi la création d’un nouveau potentiel d’action.

• GABA : sommeil, épilepsie

• Acétylcholine (muscle, système nerveux autonome)

• Catécholamine : adrénaline et noradrénaline dopamine(action sur l’attention anxiété et hémodynamique)

• Dopamine (dépression, parkinson)

• Sérotonine (dépression)

• Endorphines et enképhalines (douleur)

Mode d'action des neurotransmetteursMode d'action des neurotransmetteursLa drogue bloque le récepteur du neurotransmetteur.

La drogue empêche le recaptage du neurotransmetteur.

• Effet antagoniste• Effet antagoniste

• Inhibiteur de recaptage• Inhibiteur de recaptage

La drogue a le même effet que le neurotransmetteur.

• Effet agoniste• Effet agoniste

Les protections du système nerveux centralLes protections du système nerveux central

• Les méninges

�Dure-mère

�Arachnoïde

�Pie-mère

• Le liquide céphalo-rachidien

• La barrière hémato-encéphalique

Les méninges

• Est réabsorbé par le sang au niveau des villosités arachnoïdiennes.

• Le LCR est produit par les plexus choroïdes.

• Remplit les ventricules

• S’écoule dans l’espace sous-arachnoïdien par des ouvertures au niveau du 4e ventricule.

• Remplit l’espace sous-arachnoïdien où il forme un coussin liquide

Ventricules latéraux (1 et 2)

Ventricule 4

Aqueduc de Sylvius

Canal de l ’épendyme

Ventricule 3

Foramen inter ventriculaire

Les ventricules cérébrauxLes ventricules cérébraux

Les 3 compartiments du SNC� En dehors du petit enfant, la boite crânienne ne peut se

déformer : risque ++ si un des 3 secteurs augmente.

� 1 -Le système vasculaire � Système artériel : une spécificité : il existe des

anastomoses artérielles : le tronc basilaire et le polygone de Willis

� Système veineux

� 2 -Le LCR� 3 -Le tissus nerveux

� L’équilibre de ces secteurs donne une pression intracrânienne : la PIC

� Le système nerveux est isolé du reste de l’organisme par « la barrière hémato-encéphalique »

La moelle épinière � La moelle épinière est un cordon blanc de 1 cm de diam et de 50 cm de longueur.Elle se termine au niveau de L2.

� A la ME sont reliés les nerfs rachidiens avec une racine postériéure sensitive avec le ganglion spinal;et une racine antérieure motrice

� En coupe transversale la ME montre� Au centre la substance grise,en forme de H bosselé avec des cornes

� Autour la substance blanche.� La Substance grise et les ganglions renferment les corps des cellules nerveuses.

� Ses fonctions sont doubles :C’est un centre réflexe (réponse automatique lors d’une stimulation)C’est un organe conducteur qui transmet l’influx nerveux à l’encéphale.

Moelle épinière

Méninges

Vertèbre

Disque intervertébral

Nerf rachidien

Substance (matière) blanche

Nerf rachidien

Substance (matière) grise

8 racines cervicales

12 racines thoraciques

5 racines coccygiennes

5 racines lombaires

Moelle épinière: deux fonctions :- Lien entre l’encéphale et tous les organes reliés aux nerfs rachidiens.- Intégration de certaines fonctions : réflexes simples.

Le nerf rachidien est formé de la réunification d’une racine postérieur sensitive une racine antérieure motriceCes nerfs rachidiens s’organise en plexusLe médecin test donc toujours la motricité et la sensibilité

Les segments médullaires

L’encéphale� est constitué du cerveau,du

cervelet,et du tronc cérébrale contenue dans une coque osseuse inextensible après la 2° année:la boite crânienne

• Divisé en deux hémisphères cérébraux dont l’un est dominant. Sa surface extérieure est parcourue par des scissures qui divisent le cerveau en 4 lobes (frontal, temporal,pariétal,occipital)chacun comprenant un certains nombre de circonvolutions.

Formé: Écorce de substance grise = cortexPlus le cortex a une grande surface, plus il est plissé (circonvolutions et sillons)

• Recouvrant de la substance blanche (fibres myélinisées reliant les différentes zones entre elles)

• Et des amas de substance grise: noyaux gris centraux

La latéralisation du cerveauLa latéralisation du cerveau

Toutes les fibres nerveuses sensorielle et motrices se croisent dans le SNC au niveau du bulbe ((décussation)

Chaque hémisphère abrite le système ventriculaire de forme complexe:

C’est une cavité remplie de LCR dont l’excès par obstacle à son écoulement entraînera une dilatation ventriculaire appelée hydrocéphalie qui comprimera progressivement les structures cérébrales.

Les hémisphères sont unis l’un à l’autre par 2 ponts de

substances blanches : le corps calleux et le trigone.

Hémisphère gauche : relié au côté droit du corps

Hémisphère droit : relié au côté gauche du corps

Le tronc cérébralLe tronc cérébral

Formé de 3 étages :

Mésencéphale

Pont (de Varole)

( ou protubérance)

Bulbe rachidien

Bulbe rachidien

Mésencéphale

Pont (protubérance annulaire)

Le bulbe� Bulbe : siège des centres vitaux et qui est impliqué dans

des activité réflexes du SNA : � Les centres cardio respiratoire,� Les centres vasomoteurs (diamètre des vaisseaux) � Centre du vomissement, de la toux, de la déglutition …

� Lieu de la « décussation » (croisements des fibres motrices et de certaine fibres sensitives

� Il ressemble à la moelle,on y trouve l’émergence :� Des XII : hypoglosse,qui assure la mobilité de la langue� Des IX : le glossopharyngien� Des X : nerf vague ou pneumogastrique� Des XI : nerf spinal:� Des VII et VII bis : nerf facial et intermédiaire� Des VIII : nerf cochléo-vestibulaire� Des VI : abducens ou occulomoteur externe

� Le pont : Les V:trijumeau dont une racine assure la sensibilité de la face et une racine innervant les muscles masticateurs (du coté de la racine)

Le mésencéphale donne:� Le I:nerf olfactif

� Le II:nerf moteur oculaire commun

� Les voies optique:� III:oculomoteur commun

� IV:nerf pathétique

Le cerveletLe cervelet

• 2 hémisphères

• 11% du volume, mais 50% des neurones

• Coordination des mouvements complexes

• Maintien de l’équilibre

• Agit sur les centres moteurs du cortex qui, lui, agit sur les muscles.

Les voies motrices

� Les voies pyramidales:� Elles représentent la motricité volontaire des gestes fins et délicats

� Elles sont caractérisées par la présence de 2 neurones depuis le cortex jusqu’à l’effecteur périphérique.

� Voies extra-pyramidales :� Elles jouent des rôles dans la coordination des mouvements et dans l’équilibration

Anatomie fonctionnelle du système nerveux

Anatomie fonctionnelle du système nerveux

Les fonctions principales : Fonction motriceFonction sensitiveFonction sensorielle Le langage

• Contrôle côté droit du corps

• Plus habile que le droit (90% = droitiers)

• Langage parlé (aire de Broca, entre autre)

• Raisonnement analytique, logique, séquentiel

• Contrôle côté gauche du corps

• Perception 3D meilleure que le gauche

• Intuition plus que logique

• Sensibilité musicale, artistique

Hémisphère gauche:

Hémisphère droit:

L’évolution des espèces explique la complexité du fonctionnement du cerveau humain et la formation de « couches » successives +/- différentiées :

� Le méncéphale ou cerveau reptilien est situé dans le tronc cérébral. Siège des fonctions primaires (survie, faim, reproduction), il fait le relais entre les différents éléments du cerveau.

� Le diencéphale qui est une structure de coordination des mouvements et des messages sensitifs et sensoriels. (Situé dans le thalamus)

� L’hypothalamus qui est le centre de la vie endocrinienne.

� Le système limbique siège de :� L’activité affective� Des comportements instinctifs et émotionnels (peur, anxiété, agressivité…)� Il est le centre du projet et de la motivation

� Le cortex ou calotte pensante, il est constitué de substance grise et d’apparition plus récente. Il est le siège de :� La sensibilité fine� La motricité volontaire� Les fonctions supérieures : pensée, conscience, traitement des données.

perceptions sensorielles

CORTEXCORTEXCORTEXCORTEX

•••• Calotte pensanteCalotte pensanteCalotte pensanteCalotte pensante•••• Zones spécialiséesZones spécialiséesZones spécialiséesZones spécialisées

•••• RéflexionRéflexionRéflexionRéflexion, , , , raisonnementraisonnementraisonnementraisonnement•••• Gestes volontairesGestes volontairesGestes volontairesGestes volontaires•••• Traitement des donnéesTraitement des donnéesTraitement des donnéesTraitement des données•••• ProductionProductionProductionProduction et et et et préservationpréservationpréservationpréservation

des idées (mémoire)des idées (mémoire)des idées (mémoire)des idées (mémoire)•••• ReconnaissanceReconnaissanceReconnaissanceReconnaissance des émo- des émo- des émo- des émo-

tionstionstionstions

REPTILIEN • Capacité de vigilance et

d’attention • Rythme cardiaque et respira-

toire + autres homéostats corporels

• Instinct primaires (survie, dé-fense du territoire, reproduc-tion, faim... (± 12 fonctions)

LIMBIQUE • Centre de la signifiance , de

l’affectif , des humeurs • Filtre des images, mémoire • Centre du projet , de la moti -

vation • Schéma corporel (estime de soi)

= chefs de gare= chefs de gare= chefs de gare= chefs de gareThalamusThalamusThalamusThalamusHypothalamusHypothalamusHypothalamusHypothalamus

}

Le diencéphaleLe diencéphale

Formé de:

• Épiphyse

• Thalamus

• Hypothalamus

Hypothalamus

• Contrôle de tous les organes végétatifs par le SNA (para et sympa)

• Rôle dans les émotions

• Régulation de la température

• Régulation de l'appétit

• Régulation de la soif

• Horloge interne

• Contrôle du système hormonal (par le contrôle de l'hypophyse)

Divisions fonctionnelles du cortex:

� Le cortex cérébral renferme 10 000 000 de neurones interconnectés entre eux.

� Certaines zones du du cerveaux sont spécialisées dans certaines fonctions

� On individualise ainsi:� Une aire motrice� Une aire sensitive� Une aire visuelle…

� A coté de ces aires s’étendent des régions moins bien délimitées responsable d’associations psychiques qui vont intégrer la sensation élémentaire(perception)et l’identifier(gnosie)

Divisions fonctionnelles du cortex:

• Aires motrices

• Aires sensitives

• Aires d'association

�

Systéme nerveux végétatif

Maintien d’une balance à l’équilibre dans le cadre de l’homéostasie

Le système nerveux végétatif

� Le SNV est encore appelé S N Autonome

� On peut dire qu’il est complémentaire du système nerveux somatique sus étudié.

� Il régule notamment la transpiration,la digestion,les excrétions,la circulation(battement cardiaques,PA)

� Il est néanmoins sous la dépendance du système nerveux somatique qui reçoit les infos en provenance des organes par les voies sensorielles.

� Le SNV est divisé en 2 parties:� Le SN parasympathique

� Le SN sympathique

� Leurs actions sont différentes,souvent opposées et se coordonne pour pouvoir équilibrer le fonctionnement de tous les viscères

� L’organisation anatomique est commune pour les deux systèmes et comprend :� Des centres

� Des fibres efférentes faisant relais dans un ganglion

� Des neuromédiateurs

� Des récepteurs

� Des arcs réflexes qui agissent sur la régulation.

MISE en JEU du SYSTÈME NERVEUX VÉGÉTATIF

� Deux caractéristiques importantes :� * l’activité réflexe et inconsciente est le mode de fonctionnement habituel du système nerveux végétatif

� * toute stimulation sensitivo-sensorielle périphérique ou viscérale est susceptible de déclencher une réponse réflexe.

Organisation anatomique

x

� Le SN sympathique:� Il met l’organisme en état d’alerte.

� Il augmente l’activité cardiaque et l’activité respiratoire,dilate les bronche et les pupilles,contracte les artères,augmente la sécrétion de sueur.

� Il freine la fonction digestive

� Ses Neurotransmetteurs sont : l’adrénaline et la noradrénaline

Effets liés à l’ augmentation

Du tonus sympathique

� Le SN parasympathique:� Il correspond en règle générale à la mise au repos de l’organisme.

� Il ralentit le cœur,dilate les pupilles,stimule le système digestif,diminue la sécrétion de sueur,limite les contraction des sphincters

� Il agit par l’intermédiaire de un neurotransmetteur: l’acétylcholine

MyosisAccommodationLarmes

BroncoconstrictionSécrétions ⇑

FréquenceConduction a-v ⇓Tension art. ⇓

Péristaltisme ⇑Tonus ⇑Sécrétions ⇑Sphincters ⇓

MictionSphincters ⇓

Érection(vasodilatation)

Salivationsécrétion aqueuse, riche enions et enzymes, vasodilatation.

Activation du parasympathique:fonctions de restauration de l’individu... et de l’espèce

Les récepteurs adrénergiques

� Un même organe possèdent les deux types de récepteurs en quantité différentes

� Récepteur bêta 1� Dans le coeur

� Récepteur bêta 2� Dans les vaisseaux : vasodilatation) et les bronches

broncho dilatation)

� Récepteur alpha 1� Dans les vaisseaux : vasoconstriction

� Récepteur alpha 2

Système adrénergiqueΣ

Influx adrénérgique

parasympathique

alpha et béta

Influx cholinergique

2 types de recepteurs

nicotiniques muscarinique

Coeur Récepteur: bêta1

Inotrope (contractilité)

Dronotrope (conduction)

Chronotrope (fréquence)

Bathmatrope (exitabilité)

Bradycardie

Baisse conduction

Baisse de la contractilité

Vaisseaux sanguins

Récepteur alpha 1 : vasoconstriction

Récepteur bêta 2 : vasodilatation Broncho dilatation

Poumon Récepteur bêta 2 : broncho-dilatatrice

Broncho constriction et augmentation des sécrétions bronchiques