2- Physio nerveuse 1 Flashcards
Quelle est la fonction du SN?
- Pour survivre et se reproduire, l’organisme dans un monde hostile doit pouvoir percevoir l’état de son propre corps et de son environnement, puis réagir de manière appropriée
- Humain: SN est distribué dans le corps en entier et intègre des fonctions sensitives complexes, de multiples centres de commande (dominés par une commande centrale_ et une capacité efférente
Quelle est l’organisation du SN
Parti sensitive, motrice et un centre de contrôle central
- SNC: moelle épinière, cerveau inf et sup
- SNP: nerfs avec fibres afférentes et efférentes en dehors du cerveau et de la moelle épinière
Quantité de neurones dans le SNC et SNP
Cerveau: plus de 100 milliards
Au moins autant dans le reste du SN
Que doit faire le neurone pour assurer la communication entre les cellules
Décider d’envoyer un signal (électrique)
Propager le signal avec fidélité (électrique)
Transmettre le signal à une autre cellule (chimique)
Quels sont les types de cellules du SN
Neurones et cellules gliales
Que font les cellules gliales
Aident à maintenir le milieu extracellulaire et supporter les neurones
Astrocytes
Microglies
Oligodendrocytes
Cellules de Schwann
QU’est-ce que le soma
- Région contenant le noyau et la machinerie métabolique responsable de maintenir les parties lointaines du neurone
- Ses Produits doivent être transportés par transport axoplasmique antérograde (vers l’avant)
- Doit récupérer les déchets par transport axoplasmique rétrograde
- Site d’attachement des dendrites
Que sont les dendrites
Branches par lesquelles le soma reçoit des signaux afférents de d’autres neurones qui s’y attachent par leurs boutons terminaux
Qu,est-ce que le sommet axonal
Lieu de sommation de l’ensemble des signaux de génération du Potentiel d’action de l’axone
Qu’est-ce que l’axone
- Portion longue et mince du neurone par laquelle le PA est propagé
- Généralement protégée par une gaine de myéline
- Se termine à la terminaison présynaptique (bouton terminal) en contact avec la cellule avec laquelle le neurone communique
Qu’est-ce que la gaine de myéline
Isolateur des courants ioniques
Interrompue par les noeuds de Ranvier
Formée de cellules gliales : oligodendrocytes (SNC) et cellules de Schwann (SNP)
Qu’est-ce que la terminaison présynaptique
- Région finale de la propagation électrique de PA axonal
- Région d’entreposage et de libération des vésicules synaptiques contenant le transmetteur chimique destiné à la synapse
Qu’est-ce que la synapse
- Espace entre la terminaison présynaptique de notre neurone et la membrane post-synaptique de sa cellule cible
- Lieu de diffusion du transmetteur chimique (neurotransmetteur)
Que fait le neurotransmetteur
Aura généralement une influence sur le potentiel électrique de la membrane de la cellule cible
Qu’est-ce qui aide le neurone a maintenir une concentration électrolytique interne différente de l’environnement extracellulaire
- Astrocytes
- LCR
- Barrière hémato-encéphalique
- Énergie continuellement dépensée pour maintenir cette situation de déséquilibre ionique
Concentration extracellulaire et intra du K
Extra=5 mmol/kg
Intra=140 mmol/kg
Concentration extracellulaire et intra du Na
140 mmol/kg extra
5-15 mmol/kg intra
Concentration extracellulaire et intra du Cl
110 mmol/kg extra
4-30 mmol/kg intra
Concentration extracellulaire et intra du Ca
1-2 mmol/kg extra
0,0001 mmol/kg intra
De quoi est composée la membrane neuronale
- Bicouche phospholipidique imperméable aux ions
- Incorpore aussi des canaux (protéines) transmembranaires permettant le passage des ions de manière spécifique et controlée
Types de canaux de la membrane neuronale
Actifs: requiert de l’énergie pour pomper l’ion contre son gradient naturel
Passifs: permet à l’ion de diffuser à travers la membrane selon son gradient (toujours de haute concentration à basse concentration) sans énergie
À quoi sont dus les potentiels transmembranaires
- Différences de concentration ioniques de part et d’autre de la membrane établies par des transporteurs d’ions (pompes ioniques)
- Perméabilité sélective des membranes dues aux canaux ioniques
Qu’est-ce qui maintient le potentiel membranaire
- Na/K-ATPase, canal actif
- Pompent continuellement le sodium vers l’extérieur de la cellule et le potassium vers l’intérieur (contre leurs gradients respectifs) au coût d’énergie sous forme d’ATP
- 20% de l’énergie du cerveau est dépensé par ces canaux
Caractéristiques de canaux sodiques et potassiques et chloriques passifs
- Permettent la diffusion des ions dans la direction de haute à basse concentration donc passif
- Pas d’énergie nécessaire pour cette diffusion
- Spécifiques et régularisés, c’est-à-dire qu’ils peuvent être ouverts et fermés selon certaines conditions
Comment est la membrane neuronale au repos
- Seuls les canaux potassiques passifs sont ouverts et le potentiel de la membrane s’approche du potentiel d’équilibre du K+, soit d’environ -70 à -90 mV
- Donc c’est plus négatif à l’intérieur de la cellule qu’à l’extérieur, car on sort du K+ qui est positif
- Les cellules excitables (dont les neurones) peuvent modifier leurs perméabilité ionique en réponse à un stimulus, provoquant un PA
Quels sont les états possibles des canaux sodiques passifs de la membrane de cellules nerveuses
Fermé: imperméable au sodium, état de la membrane au repos
Ouvert: perméable au sodium
Désactivé: imperméable et incapable de s’ouvrir
Propriété important des canaux sodiques passifs
- Peuvent s’activer par un changement de potentiel de la membrane (Voltage-gated)
- Si le potentiel franchit un seuil, le canal devient activé (passe de conformation fermée à ouverte) et la membrane devient soudainement perméable au Na
- Le potentiel de la membrane change soudainement de direction vers le potentiel d’équilibre du Na+ (+80 mV)
Comment varie le potentiel de membrane avec les canaux sodiques ouvert
- Vers le potentiel d’équilibre du Na
- Donc se déplace de -70 mV (provenant du K+) à +80mV (pour le sodium)
Comment se fait la propagation du signal le long de l’axone
La propagation du signal se fait sous forme de potentiel électrique le long de l’axone C’EST LE POTENTIEL D’ACTION
Caractéristiques du PA
Tout-ou-rien: même amplitude peu importe la nature du stimulus initial
Déclenché par l’atteinte d’un seuil
Ne se dégrade pas
Qu’est-ce qu’un PPSE
POTENTIEL POSTSYNAPTIQUE EXCITATEUR
- Pousse la membrane vers une dépolarisation (rend le potentiel de repos plus positif)
- Généralement causé par l’entrée d’ions positifs
Décrit la genèse d’un PA
1- Le neurone doit décider d’envoyer un PA
Dépend de
Des caractéristiques propres au neurone
De l’information qui lui est communiquée de son environnement par: les autres neurones, autres cellules (récepteurs, etc) et de l’espace extracellulaire, etc
- Ensuite au sommet axonal, la membrane au repos contient des canaux sodiques fermés, la membrane est donc imperméable au Na
- Les canaux potassiques sont ouverts et le potentiel de membrane est d’environ -70 mV
- La membrane du sommet axonal est assujettie à de nombreuses influences qui affectent son potentiel de moment à moment
- Les dendrites reçoivent sans cesse des signaux d’autres neurones ou de cellules réceptrices. Ces signaux modifient le potentiel membranaire du neurone en question. Certains sont excitateurs et d’autres inhibiteurs
2- Les canaux sodiques voltage-dépendants du sommet axonal sont activés à un potentiel de la membrane prédéterminé (environ -55 mV). Si la membrane atteint ce seuil, ils s’ouvrent
3- La membrane est maintenant perméable au Na+ et le gradient de concentration assure un influx massif de Na+ vers l’intérieur de la cellule. Ceci provoque un changement rapide du potentiel membranaire en direction du potentiel d’équilibre du Na+ (donc devient positif) et la membrane se dépolarise et atteint même une valeur positive. Cette dépolarisation massive est nommée le PA
Quelles sont les phases majeures du PA
- Dépolarisation (devient positif)
- Repolarisation (devient négatif) - Moment où il y a le PA
- Post-hyperpolarisation (devient un peu +, car trop négatif)
Qu’est-ce que la dépolarisation
- Causée par l’Activation des canaux sodiques déclenchée par une dépolarisation seuil initiale
- Si les canaux sodiques restaient ouverts, la membrane serait dépolarisée en permanence
- Mais en fait, la dépolarisation ne dure que 0,5 ms et la membrane retourne à son potentiel d’origine en 1 ms.
Quand se ferment les canaux sodiques durant la dépol
- Après 0,1 ms: fermé et inactivé
- Ceci freine rapidement la dépolarisation
Qu’est-ce que la repol
- Vers la fin de la dépol, les canaux potassiques réagissent en s’activant en plus grands nombres qu’au repos, menant à une hausse de la conductance potassique
- La membrane s’approche donc de sa condition d’origine: imperméable au Na+ et perméable au K+. Elle retourne donc vers le potentiel d’équilibre du K+
Qu’est-ce que la post-hyperpolarisation
La membrane devient souvent plus négative qu’à l’origine à cause de l’ouverture supplémentaire de canaux potassiques par la dépol
Qu’est-ce que la période réfractaire
Suite à un PA, brève période durant laquelle aucun autre PA ne peut être déclenché
PArties de la période réfractaire
Période réfractaire absolue: Aucun stimulus, peu importe son intensité, ne peut pas provoquer un PA
Période réfractaire relative: un stimulus de forte intensité peut provoquer un PA, mais la stimulation nécessaire est plus élevée qu’au repos
Cause de la période réfractaire absolue
Inactivation des canaux sodiques suite à leur activation (durant la dépolarisation pendant 0,1s)
Cause de la période réfractaire relative
Post-hyperpol causée par l’activation de canaux potassiques supplémentaires
Quel est le principe de fonctionnement d’un EEG
Cellules nerveuses sont excitables. Lorsque stimulées, elle créent un courant électrique. LEs variations de ce courant engendrent des variation de potentiel électrique se propageant jusqu’à la surface du crâne ou elles peuvent être captées à l’aide d’électrodes.
Chaque paire d’électrodes mesure la différence de potentiel électrique entre les deux électrodes sur un axe temps
Code pour nommer les électrodes dans un montage EEG
Gauche=chiffre impair
Droite=chiffre pair
Centre=fini par z
A=oreilles
T=temporal
O=occipital
Fp=fronto-pariétal
Quelles sont les utilités clinique de l’EEG
- Démontre le fonctionnement général du cerveau
- Peut identifier un dysfonctionnement focal ou général du cerveau
- Utile dans l’évaluation du coma ou des atteintes de l’état de vigilance
- Surtout utile dans le diagnostic et la caractérisation de l’épilepsie
Qu’est-ce que l’épilepsie
- Une crise épileptique est la présence transitoire de signes et/ou symptômes dus à une activité neuronale excessive ou synchrone anormale dans le cerveau
- C’est un trouble cérébral caractérisé par une prédisposition génétique à générer des crises épileptiques
- La définition de l’épilepsie requiert la survenue d’au moins une crise épileptique
Comment voit-on l’épilepsie en EEG
Pointe épileptique focale: décharge soudaine et changement rapide de potentiel, ce qui n’est pas normal
Qu’est-ce qu’une crise d’absence généralisée
Crise causée par une perturbation du réseau
Visible dans toutes les électrodes
Les décharges perturbent la fonction normale
Qu’est-ce qu’une crise focale
Crise d’épilepsie partant d’une région du cerveau, mais se propageant à d’autres régions
Décrit l’EEG d’une personne en coma
Tout est aplati, puis il y a de grandes décharges soudaines, puis retour au plat
Signe d’un coma très profond
BOUFFÉE SUPPRESSION
Comment se fait la propagation du PA
- Une fois déclenché au sommet axonal, le potentiel d’action se propage le long de l’axone, jusqu’à la terminaison présynaptique
- À mesure que la membrane est dépolarisée, les canaux sodiques plus distaux sont activés, assurant cette propagation
Que se passe-t-il si la dépolarisation initiale n’est pas au soma (suite à un choc électrique)
Propagation peut être dans la direction opposée: antidromique
Quelles sont les caractéristiques de la propagation du PA
• Peut être transmis sur de longueurs jusqu’à plus d’un mètre
• La vitesse de propagation doit être suffisante pour permettre une réaction dans un délai approprié
• L’intégrité du signal doit être préservée sans dégradation sur ces distances
Les tissus biologiques sont minces et de bons ou mauvais conducteurs passifs
de mauvais conducteurs passifs (par exemple, comparé à un câble en cuivre), mais l’évolution a dû travailler avec ces limites
De quoi la dépend la vitesse de conduction
- Dépend largement du diamètre des fibres et de leur myéline
- Plus le diamètre est large, moins la résistance interne et plus la propagation est rapide
- Les fibres myélinisées sont plus rapides que les fibres amyéliniques
Comment sont attribuées les caractéristiques des fibres pour la vitesse de conduction
- Ces caractéristiques sont attribuée aux fibres selon leur fonction et la nécessité de propager un message rapide et précis
Qu’est-ce que la myéline
• La myéline est une substance composée de lipides et protéines qui enrobe les axones neuronaux
• Elle isole l’axone et accélère la vitesse de transmission
• Formée de cellules gliales:
• Oligodendrocytes dans le SNC
• Cellules de Schwann dans le SNP
Que sont les noeuds de Ranvier
• Espace entre les couches de myéline où la membrane est exposée directement au milieu extracellulaire
• Les nœuds sont présents environ à tous les 1,5 mm de l’axone
Comment se fait la conduction passive + avantage et désavantage
• Là où il n’y pas de myéline, la propagation se fait en déclenchant une vague de dépolarisation au niveau de la membrane
• Le courant dépolarisant s’étend passivement le long de l’axone
• Le courant déclenche ensuite l’ouverture de canaux sodiques séquentiellement en une direction, ce qui maintient la vague de dépolarisation
• Avantage: aucune dégradation du signal
• Désavantage: lent et coût métabolique élevé
Avantage de la conduction passive
Aucune dégradation du signal
Désavantages de la conduction passive
Lent et coût métabolique élevé, car doit repomper les Na à l’extérieur à chaque fois que les canaux sodiques s’ouvrent
Que permet la période réfractaire dans la conduction passive
• Pendant que la membrane se repolarise, les canaux Na+ sont inactivés et les canaux se ferment; il est donc impossible de déclencher un potentiel d’action, la période réfractaire
• La période réfractaire empêche la propagation à rebours (du sens contraire) et limite l’intervalle entre deux potentiels d’action
Comment se fait la conduction saltatoire
• La longueur de l’axone est constituée de régions myélinisées interrompues par courts espaces non-myélinisés (Nœuds de Ranvier)
• L’isolant de la myéline permet à la décharge électrique du PA de se propager dans l’axone plus loin et rapidement, sans dépendre d’une dépolarisation membranaire continuelle
• Le potentiel d’action n’est généré qu’aux nœuds de Ranvier et semble ‘sauter’ d’un nœud à l’autre
• La propagation est beaucoup plus rapide, mais se détériore progressivement entre les nœuds dû à une perte d’énergie progressive
• Le PA doit donc être régénéré
• Aux nœuds de Ranvier, le signal est renforcé de manière active (énergie- dépendante)
• Il n’y a donc aucune dégradation du signal sur de longues distances
Avantage de la conduction saltatoire
Propagation beaucoup plus rapide
Désavantage de la conduction saltatoire
PA se détériore progressivement entre les noeuds dû à une perte d’énergie progressive
Le PA doit donc être régénéré. Aux noeuds, le signal est renforcé de manière ACTIVE
Il n’y a donc aucune dégradation du signal sur de longues distances
Vitesse des fibres myélinisées et amyéléniques
Jusqu’à 150 m/s
0,5 à 10 m/s
Donne le nom de la maladie démyélinisante du SNP et du SNC
- Guillain-Barré - Atteinte aux racines et nerfs périphériques (engourdissement ensuite support respiratoire)
- Sclérose en plaque - Attaque à la myéline du SNC (comme trouble de la vue)
Qu’exige la production de signaux électriques neuronaux
• Des gradients de concentration transmembranaires, maintenus par des transporteurs d’ions
• Une modification rapide et sélective de la perméabilité ionique, accomplie par les canaux ioniques
Par quoi est causée est la grande diversité des canaux ioniques
Grande diversité de canaux ioniques:
• Plusieurs gènes codent les canaux ioniques
• Plusieurs types qui sont fonctionnels à partir d’un seul gène par édition de l’ARN
• Protéines du canal peuvent subir des modifications post-traductionnelles
De quoi dépend l’ouverture et la fermeture des différent canaux ioniques
• De la liaison d’un ligand (ex. neurotransmetteur)
• D’un signal intracellulaire (ex. secondmessager)
• Du voltage
• De déformations mécaniques (ou de la température)
Quels sont les différents canaux voltages-dépendants et ils se distinguent par quoi
• Différents canaux voltage-dépendants spécifiques aux 4 ions principaux en physiologie (Na+, K+, Ca2+ et Cl-)
• Se distinguent par leurs propriétés d’activation et d’inactivation
Rôles des canaux voltages-dépendants
Émission du PA
Durée du PA
Potentiel de repos
Processus biochimiques
Relâche de neurotransmetteurs
Fonction des canaux ioniques activés par un ligand et où sont-ils situés
- Fonction: Convertir les signaux chimiques en signaux électriques
- Exemples: Canaux dans la membrane qui sont activés par la liaison de neurotransmetteurs ou ceux qui sont sensibles à des signaux chimiques émanant du cytoplasme
- Certains sont situés sur les organites intracellulaires
Comparaison canaux voltages-dépendants et activés par un ligand
Canaux activés par un ligand en général moins spécifiques : peuvent laisser passer à la fois le Na et le K
Localisation des canaux activés par l’étirement et sont sensible à quoi
• Certains canaux ioniques répondent à la déformation de la membrane
• Exemple: canaux situés dans les terminaisons nerveuses insérées dans le fuseau neuromusculaire
Types de canaux ioniques activés par la température
Il y a 2 types de thermorécepteurs,
Sensibles au chaud: 30-45°C
Sensibles au froid : 10-30°C
Localisation des thermorécepteurs
- Ce sont des neurones sensoriels dont les terminaisons ‘libres’ sont disséminées dans l’épaisseur de la peau
- Certains points de la peau sont donc sensibles au chaud, d’autres au froid
