Éléments du Système Nerveux -...

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Éléments du Système Nerveux

Pauline Neveu, PhD

1er volet cours Neurophysiologie

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Plan «Éléments du Système Nerveux»

1-Apparition du système nerveux (SN)

2-Grandes fonctions du SN

3-Constituants du SN

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1-Apparition du Système Nerveux

Histoire de la Terre

-15000Ma: univers

-4600Ma: Terre

-2800Ma: Oxygène

-600Ma: Pluricellulaires...

-3500Ma: Vie: Procaryotes

-1500Ma: Eucaryotes

...mais, du nouveau! Ma=millions d'années

-2100Ma: Pluricellulaires (Gabon)

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Apparition vie = ‘complexification’ de la matière

Unicellulaires: pas de SN

-Membrane plasmique-Cytoplasme-Matériel génétique (ADN)-Ribosomes-Protéines

Le SN apparaît chez des pluricellulaires

-Constitués de plusieurs cellules-Spécialisation des cellules

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Rôle du SN chez pluricellulaires?

Coordination entre les cellules spécialisées en liaison avec le maintien de l’homéostasie

Le SN n’est pas présent chez tous les pluricellulaires

Végétaux: coordination cellulaire grâce à un système hormonal

Quand SN et système hormonal coexistentconnexions intimes

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Différences? entre:

Pluricellulaire sans SN Pluricellulaire avec SN

Sur place: sol/air/soleil À distance: recherche

Reproduction

Passive: vent/eau/animaux Active: recherche

Nourriture

Déplacement

Déplacement passif Déplacement actif

SNcapacité à agir«Un SN, ça sert à agir. » Sic Laborit

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Le SN répond à une double nécessité:

- Nécessité de coordination cellulaire

- Nécessité d’autonomie motrice

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2-Grandes fonctions du Système Nerveux2.1-Le cerveau vu par l’humain

- Temps préhistoriques-Cerveau organe vital

- Egypte-SN comportements moteurs

- Antiquité-Hippocrate (-400ans):

-Aristote (-350ans):

-Galien (-180ans):

-Trépanations

-Cœur siège conscience, mémoire, pensées

SN sensations, siège de l’intelligence

SN refroidissement du sang échauffé par le cœur, siège de l’intelligence

SN mouvements, sensations, intelligence, cerveau hydraulique

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- Moyen âge (500/1500): RAS…

- Renaissance (1500/1600): études anatomiques-De Vinci-Vésale

- Grand siècle (1600/1700): vue dualiste de Descartes-Corps-Esprit

- Siècle des lumières (1700/1800): étude de la matière nerveuse

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- XIXe siècle: étude approfondie de l’organisation et des fonctions du cerveau

-Les nerfs ne sont plus envisagés comme des systèmes hydrauliques (théorie mécaniste) mais comme des câbles électriques

-Idée d’évolution du SN après les travaux de Darwin

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- XIXe siècle (suite)

-Le neuroneunité de base du fonctionnement cérébral

-Théorie cellulaire, Schwann, 1839

-Nouvelles techniques: durcissement, coupes, colorations

Dessin de Ramon Y CajalColoration de Golgi

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- XIXe siècle (suite)

-Localisation des fonctions cérébrales

-Brodmann, 1909 52 aires cytoarchitectoniques

-Broca, 1861, Neuropsychologie: lésions localisées localisation de fonctions cognitives

-Wernicke, 1870/1880 processus distribué

-Gall, 1809, Phrénologie: forme de la tête caractère

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- XXe et XXIe siècles: l’ère des neurosciences

Progrès phénoménaux dans tous les champs de la biologie

Comprendre les comportements et les processus mentaux en terme d’activité du cerveau

Apporter des réponses à des questions fondamentales relatives à la conscience, la mémoire, le langage…

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2-Grandes fonctions du Système Nerveux2.2-Les multiples fonctions du SN

- un exemple: on vous appelle…

- schématiquement, les fonctions du SN sont:

-Réception des stimulations

-Transport des informations

-Intégration/élaboration d’une réponse


-Exécution de la réponse

Réception

Action

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Quelle partie du SN fait quoi?

Distinguons deux SN:

-SN Central

-Encéphale-Moelle épinière

-SN Périphérique

-Nerfs-Ganglions-Récepteurs sensoriels

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-Réception des stimulations


-Intégration/élaboration d’une réponse


-Exécution de la réponse

récepteurs sensoriels

fibres sensorielles/afférentes

SNC

fibres motrices/efférentes

muscles

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3-Constituants du Système Nerveux3.1-Notion de tissu

Quatre tissus animaux:

- tissu épithélial

- tissu conjonctif

- tissu musculaire

- tissu nerveux

Tissu = assemblage de cellules spécialisées + MEC (matrice

extra-cellulaire)

Différents niveaux d’organisation structurale:

- cellules tissus

- tissus organes

- organes appareils ou systèmes

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3-Constituants du Système Nerveux3.1-Notion de tissu

Le tissu nerveux comprend:

- neurones

- cellules gliales

- une matrice extracellulaire:

- polysaccharides

Système nerveux composé par du tissu nerveux

- protéines fibreuses

- deux types cellulaires:

compartiment extracellulaire important: 20/30% volume tissulaire total

capillaires sanguins s’y trouvent

très nombreux sous-types cellulaires différents; 1012 neurones et plusde cellules gliales

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3-Constituants du Système Nerveux3.2-Le neurone

Trois régions dans un neurone:

- corps cellulaire = péricaryon = soma

- axone = cylindraxe = fibre nerveuse

- dendrites

dendrites

soma

axone

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Corps cellulaire contient:

- noyau de la cellule neurone

- machinerie cellulaire classique:

- ribosomes

- réticulum endoplasmique

- appareil de Golgi

- mitochondries

- cytosquelette:

- microtubules

- filaments intermédiaires

- microfilaments

flux

résistance

structures membranaires

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Corps cellulaire centre trophique

dégénère

survit

section

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L’axone présente différentes parties:

- naît au niveau du cône axonique ou cône d’émergence; le segment initial est son début

- unique à son origine

- peut émettre des collatérales

- peut être très long

- diamètre constant

- nombreuses ramifications

- boutons synaptiques

- se termine au niveau de la terminaison axonique ou arborisation terminale:

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L’axone:

- assure la conduction de l’influx nerveux

- est le lieu de différents flux (//survie)

- transports antérogrades: soma arborisation

- rapide éléments nécessaires au fonctionnement de l’axone

- lent renouvellement axone

- transport rétrograde: arborisation soma

recyclage déchets

communication

rails = microtubules

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Les dendrites:

- principal lieu de la réception de l’influx nerveux

- courtes

- ramifiées

augmentent la surface de la cellule

augmentent le nombre de contacts récepteurs potentiels- nombreuses

- peuvent posséder des épines dendritiques

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Classement des neurones:

- forme/nombre prolongements:

- multipolaires

- bipolaires

- monopolaires

- taille du soma

- allure des dendrites

- longueur de l’axone

- neurotransmetteur utilisé

- pseudo-unipolaires

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Classement des neurones (suite):

- selon la fonction:

- neurones sensoriels

- interneurones

- motoneurones

Extrémité = récepteur sensoriel

Extrémité en contact avec un muscle

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Evolution des neurones pendant la vie:

- le nombre de neurones diminue

- de nouveaux neurones peuvent apparaître: néoneurogenèse

- hippocampe

Le tissu nerveux peut se réorganiser plasticité

Les neurones ont une consommation énergétique très élevée:- oxygène

- glucose

- bulbe olfactif

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3-Constituants du Système Nerveux3.3-Les cellules gliales

Caractéristiques:

- plus nombreuses que les neurones (glue des neurones)

- diverses formes, expansions cytoplasmiques

- peuvent se diviser

- influence sur les connexions entre neurones

- pas de conduction de l’information nerveuse, mais modulation:

- isolation des fibres nerveuses

- modulation des propriétés de l’environnement extracellulaire

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Caractéristiques (suite):

- nombreux rôles vis à vis des neurones:

- nourricier

- soutien

- entretien

- modulation de l’environnement des neurones

- isolation électrique des neurones

- isolation de la circulation sanguine

- guidage des prolongements neuronaux

- modulation de l’information nerveuse

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Différents types de cellules gliales:

- Cellules gliales du SNP:

- Cellules gliales du SNC:

- cellules épendymaires

- oligodendrocytes

- astrocytes

- microgliocytes

- cellules de Schwann

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Les cellules de Schwann, cellules gliales du SNP

- soutien: axone + succession cellules Schwann = fibre nerveuse

- fibres nerveuses amyéliniques

- rôle indirect dans la conduction de l’information nerveuse

- gaine de myéline

- module la libération des neurotransmetteurs

- fibres nerveuses myélinisées

- nourricier

- restauration fonctionnelle

Remarque : existence de cellules gliales satellites dans le SNP, au niveau des ganglions nerveux

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- tapissent les parois de la lumière du tube nerveux

- microvillosités rôle dans les échanges LCR/SNC

- contribuent au renouvellement de la névroglie et à la néoneurogenèse

- ciliées participent à la circulation du liquide céphalo-rachidien (LCR)

Les cellules épendymaires ou épendymocytes, cellules gliales du SNC:

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- fibres amyéliniques

- fibres myélinisées

- rôle indirect dans la conduction de l’information nerveuse via la gaine de myéline

- modelage

Les oligodendrocytes, cellules gliales du SNC:

- soutien:

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-soutien, grille tridimensionnelle

-nourricier, stock de glycogène

-modelage, guident les axones vers leurs cibles

-nombreux prolongements → réseau :

-régulation de la composition du milieu extracellulaire

-régulation vasculaire

-revêtement de la surface externe du SNC → pia limitans

Les astrocytes, cellules gliales du SNC:

-prolongements entourant les synapses

-protection, forment la barrière hémato-encéphalique

-prolongements en contact les vaisseaux sanguins :

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- appartiennent au système immunitaire, une fois activées:

- transformation en macrophage, déplacement et phagocytose

- sécrétions de molécules à rôle immunitaire

- petite taille

- rôle de cellule présentatrice d’antigène

Les microgliocytes, cellules gliales du SNC:

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3-Constituants du SNC: vue 3D

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