NEUROPHYSIOLOGIE CELLULAIRE

CONSTANCE HAMMOND

Synthèse des chapitres SYNTHESE CHAPITRE 1 (3:26)

Les neurones sont des cellules qui présentent deux types de prolongements, des dendrites et un axone qui se termine par de nombreuses terminaisons axonales (ici seulement 3 ont été représentées). Les dendrites sont le pôle récepteur du neurone, c’est-à-dire qu’elles reçoivent les informations venant d’autres neurones alors que l’axone en est le pôle émetteur du neurone, c’est-à-dire qu’il envoie des informations à d’autres neurones ou d’autres cellules de l’organisme comme les cellules musculaires ou glandulaires. Comme toute cellule, les neurones ont un noyau qui renferme l’ADN.

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Les ions Na+, K+, Ca2+ et Cl- sont inégalement répartis de chaque côté de la membrane plasmique neuronale de telle sorte que les ions Na+, Ca2+ et Cl- sont plus concentrés dans le milieu extracellulaire que dans le milieu intracellulaire alors que pour les ions K+, c’est l’inverse. Quel est le rôle de cette inégale répartition des ions de part et d’autre de la membrane ? Cela constitue une réserve d’énergie pour fabriquer des signaux électriques. En effet, grâce à leur gradient électrochimique, les ions traversent passivement la membrane à travers des canaux ioniques ouverts qui leur sont spécifiques. Par exemple, une fraction des canaux K+ reste ouverte et des ions K+ sortent continuellement des neurones à travers ces canaux K+ ouverts. Cette fuite d’ions chargés + vers l’extérieur crée un potentiel de membrane, la face interne étant chargée plus négativement que la face externe. On lit ici que la différence de potentiel entre les deux faces de la membrane est de -60 mV lorsque les neurones sont au repos. Comment l’inégale répartition des ions est-elle maintenue ? Elle est continuellement rétablie par des pompes et transporteurs qui transportent les ions de manière active en sens inverse du passage à travers les canaux ioniques, en utilisant de l’énergie. Quels types de signaux sont générés par le passage passif des ions à travers la membrane ? Nous allons étudier la réponse à cette question aux chapitres 2, 3, 4 et 5.

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SYNTHESE DU CHAPITRE 2 (1:33)

Lorsqu’on applique un saut de courant dépolarisant dans le soma d’un neurone, on enregistre une réponse du neurone qui est soit une dépolarisation soit un potentiel d’action si le saut de courant a une amplitude assez grande pour dépolariser la membrane jusqu’au seuil d’ouverture des canaux Na+ sensibles au voltage. Le potentiel d’action est tout ou rien : soit il existe soit il n’existe pas. Il résulte de l’ouverture séquentielle de canaux Na+ sensibles au voltage puis de canaux K+ sensibles au voltage.

Le potentiel d’action sodique se propage le long de l’axone vers les terminaisons axonales sans perte d’amplitude car il est recréé à chaque nœud de Ranvier. Une fois que le potentiel d’action sodique arrive aux terminaisons axonales, quel est son rôle ? Nous allons étudier la réponse à cette question au chapitre 3.

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SYNTHESE DU CHAPITRE 3 (1:10)

Lorsque le potentiel d’action sodique arrive à la membrane des terminaisons axonales, il dépolarise cette membrane jusqu’au seuil d’ouverture des canaux calcium sensibles au voltage, de type N, présents dans cette membrane. Ainsi, le rôle du potentiel d’action sodique est de déclencher l’ouverture des canaux Ca2+ présents dans les terminaisons axonales et l’entrée des ions Ca2+ dans la terminaison axonale. Quel est le rôle des ions Ca2+ ?

L’augmentation transitoire et locale de la concentration en ions Ca2+ dans le milieu intracellulaire des terminaisons axonales entraîne la fusion de vésicules synaptiques avec la membrane présynaptique et la libération des molécules de neurotransmetteur dans la fente synaptique. Une fois que le neurone présynaptique a libéré des molécules de neurotransmetteur dans la fente synaptique, que font ensuite ces molécules ? Nous allons étudier la réponse à cette question aux chapitres 4 et 5.

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SYNTHESE DU CHAPITRE 4 (2:23)

Un neurone est toujours connecté à d’autres neurones ou d’autres cellules de l’organisme. Supposons qu’ici le neurone orange est glutamatergique, c’est-à-dire qu’il libère du glutamate comme neurotransmetteur. Ce neurone orange est connecté à d’autres neurones ici en bleu. Le neurone orange est dit présynaptique par rapport aux neurones bleus, qui sont dits postsynaptiques. Une fois que le neurone présynaptique a libéré des molécules de glutamate dans la fente synaptique, que font ensuite ces molécules ? Deux molécules de glutamate se fixent sur chaque récepteur-canal postsynaptique de type AMPA, NMDA ou Kaïnate.

Les canaux glutamate laissent passer des cations. Il en résulte une dépolarisation de la membrane postsynaptique de faible amplitude appelée potentiel postsynaptique excitateur ou PPSE. Si maintenant le neurotransmetteur libéré dans la fente synaptique est le GABA, quel est le signal électrique généré par la membrane postsynaptique. Nous allons étudier la réponse à cette question au chapitre 5.

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SYNTHESE DU CHAPITRE 5 (1:47)

Supposons que le neurotransmetteur libéré par les neurones bleus soit du GABA. Il se fixe sur les récepteurs postsynaptiques qui lui sont spécifiques : ce sont des récepteurs de type GABAA.

Deux molécules de GABA se fixent sur chaque récepteur-canal postsynaptique de type GABAA et entraînent l’ouverture du canal. Les canaux GABAA laissent passer des ions chlorures. Il en résulte le plus souvent soit une hyperpolarisation de la membrane postsynaptique de très faible amplitude appelée PPSI (potentiel postsynaptique inhibiteur) soit aucun changement de potentiel (inhibition silencieuse). Cela est dû au fait que le potentiel d’équilibre des ions chlorures est très proche du potentiel de repos de la membrane neuronale. Quel est le rôle des PPSE et PPSI sur l’activité d’un neurone ? Nous allons étudier la réponse à cette question au chapitre 6.

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SYNTHESE DU CHAPITRE 6 (1:56)

Un neurone postsynaptique reçoit des afférences venant de deux neurones glutamatergiques et d’un neurone GABAergique. Lorsque les trois neurones présynaptiques sont actifs, quel effet ont-ils sur l’activité du neurone postsynaptique. Les récepteurs postsynaptiques glutamate et GABA sont activés et génèrent respectivement des PPSE et PPSI.

Si la somme des dépolarisations et hyperpolarisations est une dépolarisation qui dépolarise la membrane du segment initial du neurone postsynaptique jusqu’au seuil d’ouverture des canaux Na, ce dernier va émettre un ou plusieurs potentiels d’action.

Si la somme des dépolarisations et hyperpolarisations est une dépolarisation qui n’est pas d’amplitude suffisante pour dépolariser la membrane du segment initial du neurone postsynaptique jusqu’au seuil d’ouverture des canaux Na, ce dernier ne va pas émettre de potentiel d’action.

Si la somme des dépolarisations et hyperpolarisations est une hyperpolarisation qui éloigne la membrane du segment initial du seuil d’ouverture des canaux Na, le neurone postsynaptique va soit rester silencieux s’il était silencieux avant, soit émettre moins de potentiels d’action (être inhibé) s’il avait une activité spontanée avant.