BIO / PHY - SYSTEME NERVEUX - MODULE 5

Question 1

Schématiser l’organisation générale du système nerveux

Answer 1

voir schéma

Le système nerveux peut être schématisé en deux grandes divisions : le système nerveux central (SNC) et le système nerveux périphérique (SNP).

1. Le système nerveux central = le cerveau et moelle épinière.
   Le cerveau : responsable du traitement des informations sensorielles, de la pensée, de la mémoire, etc.
   La moelle épinière : transmet les signaux entre le cerveau et le reste du corps.
2. Le système nerveux périphérique : nerfs et des ganglions nerveux situés à l’extérieur du cerveau et de la moelle épinière.
   Il transmet les informations sensorielles du corps au cerveau et vice versa, ainsi que les signaux moteurs du cerveau aux muscles et aux organes.

En outre, le système nerveux périphérique se divise en système nerveux somatique, qui contrôle les mouvements volontaires des muscles, et le système nerveux autonome, qui régule les fonctions involontaires telles que la respiration, la digestion et la fréquence cardiaque. Le système nerveux autonome se divise à son tour en système nerveux sympathique et parasympathique, qui ont des effets opposés sur les organes internes pour maintenir l’homéostasie.

Question 2

Identifier les trois grandes fonctions du système nerveux (sensitive, motrice, intégration)

Answer 2

• il reçoit l’information sur les changements se produisant à l’extérieur et à l’intérieur de l’organisme. Ces changements sont appelés stimuli et l’information recueillie est appelée information sensitive ;
• il traite et analyse l’information, puis détermine l’action à entreprendre : intégration ;
• il fournit ensuite une réponse motrice, qui active des effecteurs : muscles ou glandes.

Question 3

Expliquer l’anatomie des voies sensitives et motrices du système nerveux

Answer 3

*Voie sensitive : formée de nerfs sensitifs, qui transportent vers le SNC, les influx provenant des récepteurs sensitifs de l’organisme (information sensorielle)

• Voie motrice : formée de nerfs moteurs qui transmettent les influx nerveux aux organes effecteurs, muscles et glandes, qui déclenchent la réponse motrice. (impulsion nerveuse)
  Cette voie motrice comprend 2 branches :
  ▪ le système nerveux somatique volontaire :
  Il transmet au SNC les informations sensitives et permet la contraction volontaire des muscles squelettiques ;
  ▪ le système nerveux autonome involontaire :
  Il contrôle les activités autonomes des fonctions vitales internes car il transmet au SNC les informations autonomes et permet la contraction des muscles lisses, du muscle cardiaque et la sécrétion des glandes.
  Il comprend la voie sympathique et la voie parasympathique.

Question 4

Schématiser l’organisation d’une voie nerveuse

Answer 4

Récepteur sensoriel : Capte les stimuli sensoriels externes ou internes (ex : récepteurs de la peau pour le toucher).

Neurone sensitif (afférent) : Transmet l’information sensorielle depuis le récepteur vers la moelle épinière.

Moelle épinière (SNC) : Traite l’information sensorielle et génère une réponse appropriée.

Neurone interneuronal : Assure la transmission de l’information à d’autres neurones au sein de la moelle épinière, facilitant le traitement de l’information.

Neurone moteur (efférent) : Transmet la commande motrice depuis la moelle épinière vers le muscle effecteur.

Muscle effecteur : Réalise la réponse motrice en effectuant un mouvement ou une action en réponse au stimulus sensoriel initial.

Cette organisation envoie un signal sensoriel depuis le récepteur vers le SNC, où il est traité, puis génère une réponse motrice qui est transmise aux muscles effecteurs pour produire une action appropriée.

Question 5

Présenter les deux types de populations cellulaires dans le tissu nerveux et leurs rôles respectifs

Answer 5

Les gliocytes
Fonctions : rôle de soutien, de nutrition et de protection des neurones.

Les neurones
Ce sont des cellules qui ont deux propriétés fondamentales :
* excitabilité : capacité de réagir à un stimulus et de le convertir en influx nerveux ;
* conductivité : capacité à propager et transmettre cet influx nerveux à d’autres neurones, à des muscles ou à des glandes.

Question 6

Présenter l’ultrastructure du neurone

Answer 6

Un neurone est formé d’un corps cellulaire et de prolongements.
Le corps cellulaire contient le noyau et les organites habituels.
La structure d’un neurone comprend le corps cellulaire, les dendrites pour recevoir les signaux, l’axone pour transmettre les signaux, les boutons synaptiques pour relayer les signaux à d’autres neurones, et les synapses qui facilitent la communication entre les neurones.

Question 7

Différencier le rôle des dendrites et de l’axone

Answer 7

Les neurones présentent des ramifications appelées prolongements neuronaux qui prennent naissance dans le corps cellulaire :
* les prolongements qui transmettent les influx sensitifs, de la périphérie vers le corps cellulaire sont appelés dendrites ;
* les prolongements qui produisent les influx moteurs, et les transmettent du corps cellulaire vers la périphérie, sont appelés axones.

Question 8

Définir les termes : corps cellulaire, terminaison axonale, bouton synaptique, gaine de myéline

Answer 8

Les corps cellulaires se regroupent :
* en amas appelés noyaux dans le SNC ;
* en amas appelés ganglions dans le SNP.

Bien sûr :

1. Terminaison axonale : Extrémité d’un axone qui libère des neurotransmetteurs.
2. Bouton synaptique : Structure à l’extrémité d’une terminaison axonale, libère les neurotransmetteurs dans l’espace synaptique.
3. Gaine de myéline : Couche lipidique autour de certains axones, accélère la transmission des influx nerveux en agissant comme un isolant électrique.

Question 9

Définir les termes : terminaison axonale

Answer 9

Terminaison axonale : Les terminaisons axonales sont les extrémités des axones des neurones. Ces structures sont spécialisées dans la transmission du signal nerveux à d’autres neurones ou à d’autres cellules effectrices, comme les cellules musculaires ou glandulaires. Les terminaisons axonales contiennent les vésicules synaptiques remplies de neurotransmetteurs.

Question 10

Définir les termes : bouton synaptique

Answer 10

Le bouton synaptique est en contact avec une autre cellule, telle qu’une dendrite ou un corps cellulaire d’un autre neurone, à la jonction synaptique. C’est là que se produit le transfert d’informations d’un neurone à l’autre, via la libération des neurotransmetteurs dans l’espace synaptique.

Question 11

Définir les termes : gaine de myéline

Answer 11

La gaine de myéline protège les fibres et accroît la vitesse de propagation des influx nerveux.

Question 12

Justifier pourquoi le tissu nerveux est glucodépendant non strict

Answer 12

Le tissu nerveux ne peut survivre plus de quelques minutes sans oxygène ni glucose.
Le tissu nerveux est un tissu glucodépendant non-strict capable de s’adapter, lorsque le glucose est rare, et de consommer d’autres substrats énergétiques : les corps cétoniques (β-hydroxybutyrate et acétoacétate) franchissent la barrière hémato-encéphalique et peuvent être oxydés en acétylCoA dans la mitochondrie pour rejoindre le cycle de Krebs.

Question 13

Présenter les 2 grandes propriétés fonctionnelles du neurone

Answer 13

Ce sont des cellules qui ont deux propriétés fondamentales :
* excitabilité : capacité de réagir à un stimulus et de le convertir en influx nerveux ;
* conductivité : capacité à propager et transmettre cet influx nerveux à d’autres neurones, à des muscles ou à des glandes.

Question 14

Définir les termes ganglions et plexus

Answer 14

Ganglions : Regroupements de corps cellulaires de neurones en dehors du système nerveux central.
Plexus : Réseaux de fibres nerveuses entrelacées formés à partir des branches des nerfs périphériques.

Question 15

Décrire la structure d’un nerf

Answer 15

Un nerf est formé par un très grand nombre d’axones, fibres nerveuses, regroupés en faisceaux.
La vascularisation est importante, elle est apportée par le tissu conjonctif.

Question 16

Définir les termes : stimulus, potentiel d’action, influx nerveux

Answer 16

Un stimulus est une modification qui se produit dans l’environnement interne ou externe, et qui, s’il est suffisamment puissant, peut générer un potentiel d’action.
Un potentiel d’action, ou influx nerveux, est un signal électrique qui se propage le long de la membrane d’un neurone.

Question 17

Représenter schématiquement et expliquer les différentes phases d’un potentiel d’action, puis
associer à chaque phase les mouvements d’ions concernés

Answer 17

Avant stimulation
Membrane polarisée, différence de répartition des charges de part et d’autre de la membrane : potentiel membranaire de – 70 mV
Potentiel de repos
1
Stimulation → modification de la perméabilité membranaire au Na+ → ouverture de canaux à sodium → diffusion Na+ dans la cellule → potentiel membranaire passe de - 70 à + 30 mV
Dépolarisation
2
Fermeture des canaux à Na+ et ouverture des canaux K+ → diffusion K+ hors de la cellule → potentiel membranaire passe de +30 à – 70 mV
Repolarisation
3
Les canaux à potassium restent ouverts plus longtemps que les canaux à sodium → sortie plus importante de K+ → potentiel membranaire passe de - 70 à – 90 mV.
Pendant toute cette période le neurone est inexcitable : c’est la période réfractaire.
Hyperpolarisation
4
La pompe Na+/K+ rétablit les concentrations initiales en pompant 3 ions Na+ à l’extérieur et en pompant 2 ions K+ vers l’intérieur du neurone.
La membrane retrouve sa polarité initiale : une nouvelle excitation est nécessaire pour dépolariser la membrane.
Retour au potentiel de repos

Question 18

Définir les termes : potentiel de repos, perméabilité membranaire, dépolarisation, hyperpolarisation,
période réfractaire

Answer 18

Potentiel de repos : La différence de charge électrique à travers la membrane cellulaire d’un neurone au repos.
Perméabilité membranaire : La capacité de la membrane cellulaire à laisser passer certains ions ou molécules à travers elle.
Dépolarisation : Le processus par lequel la charge électrique à travers la membrane cellulaire d’un neurone devient moins négative, se rapprochant de zéro.
Hyperpolarisation : Le processus par lequel la charge électrique à travers la membrane cellulaire d’un neurone devient plus négative que le potentiel de repos.
Période réfractaire : La période pendant laquelle un neurone est incapable de générer un autre potentiel d’action, souvent après un potentiel d’action précédent.

Question 19

Présenter les éléments constitutifs d’une synapse et son fonctionnement

Answer 19

Une synapse est composée de 3 éléments :
1. élément présynaptique : c’est le bouton terminal de l’axone. Sa caractéristique essentielle est sa richesse en mitochondries et en vésicules de transport contenant le neurotransmetteur, accumulées à proximité de la membrane ;
2. fente synaptique : espace qui sépare l’élément présynaptique du postsynaptique ;
3. élément postsynaptique : membrane postsynaptique (membrane du neurone, cellule musculaire, cellule glandulaire) qui comporte des récepteurs spécifiques du neurotransmetteur libéré dans la fente synaptique.

Question 20

Connaître la chronologie des évènements depuis un stimulus jusqu’à la transmission de la
dépolarisation à l’élément postsynaptique

Answer 20

Le potentiel d’action débute au point d’excitation, il va en direction des terminaisons axonales :
* stimulus ;
* dépolarisation de la membrane ;
* propagation de l’influx nerveux le long de la membrane ;
* au niveau des terminaisons axonales, puis des boutons synaptiques ;
* ouverture des canaux Ca2+ voltages dépendants, suite à la dépolarisation de la membrane au contact des protéines membranaires formant le canal ;
* entrée d’ions Ca2+ ;
* augmentation de la concentration de Ca2+ dans le bouton synaptique ;
* activation des microtubules ;
* exocytose des vésicules contenant le neurotransmetteur (NT) ;
* libération du neurotransmetteur dans la fente synaptique

Question 21

Définir le terme neurotransmetteur

Answer 21

Les neurotransmetteurs servent à faire communiquer des neurones entre eux, ou des neurones avec d’autres cellules (glandes, muscles).

Question 22

Connaître les différents neurotransmetteurs et leurs rôles, notamment l’acétylcholine et la
noradrénaline

Answer 22

Acétylcholine

Description:
C’est un neurotransmetteur libéré au niveau des synapses cholinergiques.

Fonctions:
- Des neurones préganglionnaires et postganglionnaires parasympathiques ;
- Des neurones préganglionnaires sympathiques.

Effets principaux:
- Contraction des muscles striés ;
- Ralentissement cardiaque ;
- Stimulation de la motricité et des sécrétions digestives.

Noradrénaline

Description:
Elle est libérée au niveau des synapses noradrénergiques. La noradrénaline est le neurotransmetteur principal des neurones postganglionnaires sympathiques. C’est également une hormone, libérée par les glandes médullosurrénales.

Effets principaux:
- Hausse de l’activité cardiaque, de la pression artérielle, de la vigilance ;
- Inhibition de la motricité et des sécrétions digestives.

Question 23

Définir le système nerveux autonome, son organisation structurale et son fonctionnement

Answer 23

Le système nerveux autonome (SNA), ou système nerveux neurovégétatif (SNV), est la partie du système nerveux assurant la régulation des fonctions vitales internes.
Il permet de maintenir l’homéostasie.
Le système nerveux autonome contrôle par exemple les fonctions respiratoires, digestives et cardiovasculaires : il agit sur la motricité et les sécrétions viscérales, les glandes exocrines et endocrines, la vasomotricité.
Il adapte donc le fonctionnement des organes aux besoins.
Sur le plan sensoriel, il traite les informations en provenance de la sensibilité viscérale (pression sanguine, tube digestif).
C’est un système qui échappe au contrôle de la volonté.

Question 24

Comparer et différencier le système nerveux sympathique et parasympathique, leur organisation
structurale et fonctionnelle : origine des fibres préganglionnaires, position des ganglions,
neurotransmetteurs libérés au niveau des axones pré et postganglionnaires

Answer 24

Origine des fibres préganglionnaires :
Sympathique : Les fibres préganglionnaires ont leur origine dans la moelle épinière thoracique et lombaire.
Parasympathique : Les fibres préganglionnaires ont leur origine dans le tronc cérébral et le sacrum.

Position des ganglions :
Sympathique : Les ganglions sympathiques se trouvent près de la moelle épinière, formant le tronc sympathique.
Parasympathique : Les ganglions parasympathiques sont situés près ou dans les organes effecteurs.

Neurotransmetteurs libérés au niveau des axones pré et postganglionnaires :
Sympathique : Les axones pré et postganglionnaires libèrent de la noradrénaline comme neurotransmetteur.
Parasympathique : Les axones préganglionnaires libèrent de l’acétylcholine, tandis que les axones postganglionnaires libèrent également de l’acétylcholine.

Fonction :
Sympathique : Prépare le corps à l’action en cas de situation de stress ou d’urgence, favorisant la réponse de “combat ou fuite”.
Parasympathique : Favorise les activités de récupération et de repos, et régule les fonctions de base telles que la digestion, le repos et la réparation.

Question 25

Citer les deux parties du système nerveux central

Answer 25

Le système nerveux central ou cérébrospinal est formé par la moelle épinière et l’encéphale

Question 26

Citer les quatre parties de l’encéphale

Answer 26

Tronc cérébral
Cervelet
Diencéphale
Cerveau

Question 27

Annoter la structure de la moelle épinière

Answer 27

Bien sûr, voici une version plus concise :

1. Matière Grise : Au centre, composée de corps cellulaires de neurones.
2. Matière Blanche : À l’extérieur, constituée de faisceaux de fibres nerveuses.
3. Canal Médullaire : Rempli de liquide céphalo-rachidien (LCR), au centre.
4. Racines Nerveuses : Sortent de la moelle épinière, transportant les signaux sensoriels (dorsales) et moteurs (ventrales).
5. Segments : Divisée en segments, chaque segment correspondant à une vertèbre et donnant naissance à des paires de nerfs rachidiens.
6. Systèmes Ascendants et Descendants : Transportent respectivement les informations sensorielles vers le cerveau et les signaux moteurs du cerveau vers les muscles.
7. Organisation Somatotopique : Certains faisceaux nerveux représentent spécifiquement des parties du corps dans des régions définies de la moelle épinière.

Question 28

Citer les trois parties du tronc cérébral

Answer 28

*le bulbe rachidien : c’est un prolongement de la moelle épinière. Il contient les centres régulateurs des fonctions autonomes comme le rythme cardiaque, la respiration, la pression artérielle et la digestion (sécrétion et motricité) ;
* le pont de Varole (protubérance) : il joue un rôle dans la motricité par sa position de relais entre le cervelet et le cerveau ;
* le mésencéphale : il régit des fonctions élémentaires comme l’attention, le sommeil, le réveil.

Question 29

Présenter l’organisation d’une voie réflexe autonome

Answer 29

Organisation d’une voie viscérale ou autonome :

1. Récepteur sensitif :
   
   • Types de récepteurs : chimiorécepteur, mécanorécepteur, barorécepteur.
   • Réagit à un stimulus : modification chimique, étirement d’un viscère ou d’un vaisseau.
2. Neurone sensitif :
   
   • Conduit l’information du récepteur viscéral jusqu’aux terminaisons axonales dans la substance grise du bulbe rachidien ou de la moelle épinière.
3. Centre d’intégration :
   
   • Localisé dans le bulbe rachidien ou la moelle épinière.
   • Permet la transmission synaptique entre le neurone sensitif et le neurone moteur.
4. Neurones moteurs :
   
   • Deux neurones :
     
     • Neurone préganglionnaire.
     • Neurone postganglionnaire.
   • Corps cellulaire situé dans un ganglion autonome.
   • Propage l’influx moteur jusqu’à un effecteur.
5. Effecteur :
   
   • Peut être une glande digestive, un muscle lisse de la paroi digestive, un muscle lisse vasculaire ou un muscle cardiaque.

Question 30

Citer les deux structures du diencéphale

Answer 30

*le thalamus : c’est un centre de relais, toutes les fibres sensorielles en direction du cortex y font synapse. Le thalamus trie ces informations sensorielles et les achemine ensuite aux différentes zones du cortex où elles seront traitées
*l’hypothalamus est situé en dessous du thalamus ; c’est un centre de régulation, il contrôle la prise alimentaire : la leptine, la ghréline, la CCK-PZ, et des neuropeptides agissent sur l’hypothalamus pour réguler la prise alimentaire ;

Question 31

Présenter l’organisation structurale et fonctionnelle de l’axe hypothalamo-hypophysaire (après le
cours d’endocrinologie)

Answer 31

Organisation Structurale et Fonctionnelle de l’Axe Hypothalamo-Hypophysaire :

1. Hypothalamus : Situé dans le cerveau, l’hypothalamus est une petite région qui régule les fonctions endocriniennes en produisant et en libérant des hormones appelées facteurs de libération ou d’inhibition.

2. Hypophyse : Aussi connue sous le nom de glande pituitaire, l’hypophyse est divisée en deux parties : l’adénohypophyse (lobe antérieur) et la neurohypophyse (lobe postérieur).

2.1 Adénohypophyse : Sécrète diverses hormones régulant la croissance, le métabolisme, la reproduction et le stress, telles que l’hormone de croissance, la prolactine, l’hormone folliculo-stimulante, etc.

2.2 Neurohypophyse : Stocke et libère l’ocytocine et la vasopressine, produites par l’hypothalamus, qui contrôlent la pression artérielle, l’hydratation corporelle, l’accouchement et l’allaitement.

3. Fonctionnement : L’axe hypothalamo-hypophysaire fonctionne via un système de rétrocontrôle, où l’hypothalamus surveille les niveaux hormonaux dans le sang et ajuste sa sécrétion de facteurs de libération ou d’inhibition en conséquence. Ces facteurs agissent sur l’adénohypophyse pour réguler la sécrétion des hormones. De plus, l’activité de la neurohypophyse est régulée par des signaux neurologiques de l’hypothalamus.

Question 32

Présenter l’organisation d’une voie réflexe somatique

Answer 32

Organisation d’une voie réflexe spinale ou somatique, le réflexe myotatique :
* un récepteur sensitif réagissant à 1 stimulus ;
* un neurone sensitif, dont le corps cellulaire se trouve dans un ganglion spinal. Il conduit l’information du récepteur jusqu’aux terminaisons axonales dans la substance grise de la moelle épinière ;
* un centre d’intégration : c’est une région de la moelle épinière (substance grise) où s’effectue la transmission synaptique entre le neurone sensitif et le neurone moteur ; il peut également y avoir un interneurone entre le neurone sensitif et moteur ;
* un neurone moteur, dont le corps cellulaire se trouve dans la substance grise, qui propage l’influx moteur jusqu’à un effecteur ;
* un effecteur : le muscle strié squelettique stimulé.

Question 33

Citer les différents récepteurs sensoriels ainsi que leur localisation et stimuli, donner des exemples

Answer 33

Chimiorécepteurs
Localisation : Plusieurs endroits
(VS, papilles)
Stimuli : Mesurer les variations
d’éléments chimiques

Barorécepteurs
Localisation : Crosse aortique
Carotide
Stimuli : Mesurer la variation de pression

Mécanorécepteurs
Localisation : Tube digestif
Stimuli : Détecter l’entrée ou le passage
alimentaire (chyme)

Osmorécepteurs
Localisation : Hypotalamus
Stimuli : Réagit avec l’osmolarité (cf rein)

Thermorécepteurs
Localisation : Peau
Hypotalamus
Stimuli :
Mesure la T° externe
et interne

Photorécepteurs
Localisation : Rétine
Stimuli : Réagisse à la luminocité

Nocirécepteurs
Localisation : Plusieurs endroits
Stimuli : Douleur

Question 34

Mettre en lien les compétences de ce chapitre avec des mécanismes physiologiques importants,
comme les régulations nerveuses dans le système digestif, la fréquence cardiaque, la pression
artérielle, etc.

Answer 34

Le système nerveux joue un rôle crucial dans la régulation de nombreux mécanismes physiologiques importants, notamment :

Régulation de la digestion : Le système nerveux autonome, composé du système sympathique et parasympathique, contrôle le fonctionnement du système digestif. Le parasympathique favorise la digestion en stimulant la sécrétion de sucs gastriques et en augmentant le péristaltisme intestinal, tandis que le sympathique inhibe ces processus pour diriger le sang vers les muscles et les organes vitaux pendant le stress.

Fréquence cardiaque : Le système nerveux autonome régule la fréquence cardiaque via le nœud sinusal, souvent appelé “le pacemaker du cœur”. Le parasympathique ralentit le rythme cardiaque (bradycardie) en libérant de l’acétylcholine, tandis que le sympathique l’accélère (tachycardie) en libérant de la noradrénaline.

Pression artérielle : Le système nerveux sympathique régule la pression artérielle en ajustant le diamètre des vaisseaux sanguins. Lorsque les besoins du corps augmentent, comme pendant l’exercice, le sympathique provoque une vasoconstriction pour augmenter la pression artérielle et diriger le flux sanguin vers les muscles actifs.

Régulation de la température corporelle : Le système nerveux autonome contrôle également la thermorégulation en ajustant la circulation sanguine et la sudation. Par exemple, lorsqu’il fait chaud, le système sympathique stimule la sudation pour refroidir le corps, tandis que lorsqu’il fait froid, il provoque une vasoconstriction pour réduire la perte de chaleur.