Chapitre 48 - Les neurones, les synapses et la communication sensorielle

Question 1

Les 3 étapes qui permettent au système nerveux de traiter l’information (chez les animaux)

Answer 1

1. Réception d’une information sensorielle
   - par un sens extérieur ou intérieur (provient d’un récepteur sensoriel)
   - dans le SNP
2. Intégration et analyse de l’information sensorielle
   - établissement d’un choix à faire dans le centre de traitement
   - dans le SNC
3. L’application d’une commande motrice
   - choix pris envoyé vers les cellules cibles musculaires ou glandibulaires
   - dans le SNP
   - retour aux organes, aux membres du corps

Question 2

SNP

Answer 2

Le système nerveux périphérique

Tout ce qui comprend les nerfs (regroupement ordonné d’axones)
- nerfs spinaux
- nerfs crâniens
- glandes situées à l’extérieur du SNC

Fonctions :
- Réception d’une information sensorielle par un sens (récepteur sensoriel)
- Transmission de l’information sensorielle dans le SNC
- Application d’une commande motrice vers les cellules d’une région cible (musculaires) ou vers une glande (galndibulaires)

Question 3

SNC

Answer 3

Le système nerveux central

• Encéphale (protégé par le crâne et la boîte crânienne)
• Moelle épinière (protégé par les vertèbres)

Fonction :
- Intégration et analyse de l’information sensorielle

Question 4

Neurone sensitif

Answer 4

• neurone afférent
• réception d’une information sensorielle (dans le SNP) et transmission vers le SNC (interneurones)
• dendrites connectés directement à l’axone
• dendrites, axone, corps cellulaire

Question 5

Interneurone

Answer 5

• neurone d’association
• intégration et analyse de l’information sensorielle
• dans le SNC
• 1 axone ramifié seulement
• dendrites même sur l’axone
• envoie des messages à plusieurs cellules en même temps
• dendrites, axone et corps cellulaire

Question 6

Neurone moteur

Answer 6

• application d’une commande motrice
• acheminement de l’information sensorielle par le centre de traitement (SNC) vers les cellules cibles (SNP) [musculaires et glandibulaires]
• dendrites, axone et corps cellulaire

Question 7

Dendrites

Answer 7

• capte l’information sensorielle provenant d’un stimulus
• si le stimulus est assez fort, il permet l’atteinte d’un potentiel d’action dans le cône d’implantation de l’axone

Question 8

Corps cellulaire du neurone

Answer 8

• comprend tous les organites du neurone présent

Question 9

Cône d’implantation de l’axone

Answer 9

• relie la base de l’axone au corps cellulaire du neurone
• endroit du début du potentiel d’action quand le seuil d’excitation est atteint

Question 10

Axone

Answer 10

• long prolongement lié au corps cellulaire par le cône d’implantation de l’axone
• lorsque le potentiel d’action début (cône d’implantation de l’axone), il est transmis le long de l’axone = influx nerveux
• permet le prolongement de l’information

Question 11

Corpuscules nerveux terminaux

Answer 11

• achemine l’information sensorielle d’une cellule à un autre (cellule présynaptique vers une cellule postsynaptique)
• surface d’échange
• extrémité de l’axone et des télodendrons

Question 12

Fonctions d’un neurone

Answer 12

• réception
• acheminement
• propagation

DE L’INFORMATION SENSORIELLE

Question 13

Définir un gliocyte et ses rôles

Answer 13

Gliocyte :
- cellules gliales de soutien

Rôles :
- soutien
- régularisation du liquide extracellulaire (cérébrospinal)
- nutrition
- isolation

Question 14

Nommer les gliocytes présents dans le SNC

Answer 14

• oligodendrocytes
• épendymocytes
• astrocytes
• microglies

Question 15

Nommer les gliocytes présents dans le SNP

Answer 15

• neurolemmocytes
• satellites

Question 16

Oligodendrocytes

Answer 16

• dans le SNC
• sur l’axone
• création des gaines de myéline
• isolation électrique et protection
• enroule ses prolongements formant plusieurs gaines (contrairement à une seule pour les neurolemmocytes)

Question 17

Épendymocytes

Answer 17

• dans le SNC
• tapissent les ventricules contenant le liquide extracellulaire (cérébrospinal)
• achemine l’information des ventricules au tissu nerveux
• forme une barrière
• fabrique le liquide cérébrospinal

Question 18

Astrocytes

Answer 18

• dans le SNC
• augmente l’efficacité d’approvisionnement et les échanges d’ions (transfert d’informations)
• régularise le liquide extracellulaire (cérébrospinal)
• favorise l’apport en sang en neurones
• aide à former la barrière hématoencéphalique
• agit comme une cellule souche

Question 19

Microglies

Answer 19

• dans le SNC
• protection, agent de défense
• cellules immunitaires contres les agents pathogènes

Question 20

Neurolemmocytes

Answer 20

• dans le SNP
• sur l’axone des neurones SNP
• création des gaines de myéline (1 couche seulement = s’enroule complètement autour d’un axone)
• isolation électrique et protection

Question 21

Satellites

Answer 21

• dans le SNP
• soutien des ganglions

Question 22

Expliquer ce qu’est le potentiel de membrane du neutron (potentiel de repos) et connaitre les ions et les forces qui le créent en mentionnant le rôle de la pompe à sodium/potassium

Answer 22

Rôle de la pompe à sodium/potassium :
- permet l’obtention d’un potentiel de repos
- permet une accumulation de potassium (K+) à l’intérieur de la cellule (transport actif)
- permet une accumulation de sodium (Na+) à l’extérieur de la cellule (transport actif)

Cela crée un gradient de concentration

Canaux de fuite de sodium (par diffusion) :
- fait entrer le sodium (Na+)
Canaux de fuite de potassium (par diffusion) :
- fait sortir le potassium (K+)

Il y a plus de canaux de fuite de potassium donc cela crée un gradient électrochimique et le potentiel de repos est donc d’une charge négative de -70 mV.

• Lors d’un potentiel de repos, l’équilibre n’est jamais atteint.
• Le potentiel de repos est plus près du potentiel d’équilibre de potassium, car il y a plus de canaux de fuite pour le K+.

Question 23

Expliquer ce qu’est un potentiel gradué et expliquer le rôle des canaux ioniques à ouverture contrôlée dans la propagation d’un tel potentiel.

Définir les termes hyperpolarisation et dépolarisation.

Answer 23

La membrane cellulaire réagit aux changements ioniques modifiant le gradient de concentration.

Potentiel gradué :
- amplitude dépend toujours du stimulus

Canaux ioniques à ouverture contrôlée:
- canaux qui peuvent s’ouvrir selon certaines conditions (ex.: voltage-dépendant = dépend du potentiel ambiant)

Hyperpolarisation :
- augmentation de la perméabilité au K+
- ouverture de canaux ioniques à ouverture contrôlée de potassium (K+)
- gradient de concentration de charge négative

Dépolarisation :
- augmentation de la perméabilité au Na+
- ouverture des canaux ioniques à ouverture contrôlée de sodium (Na+)
- gradient de concentration de charge positive

Question 24

Expliquer l’influence de la force du stimulus

Answer 24

Si le stimulus est peu intense :
- l’hyperpolarisation ou la dépolarisation ne persiste pas
- demeure un potentiel gradué, car le seuil d’excitation n’est pas atteint

Si le stimulus est assez intense ET dépolarisant :
- potentiel gradué (potentiel de membrane) augmente jusqu’à l’atteinte du seuil d’excitation (-55 mV) = point de non-retour
- entre dans un potentiel d’action où tous les canaux ioniques à ouverture contrôlée de sodium (voltage-dépendant) sont ouverts

Potentiel d’action :
- toujours maximal peu importe le stimulus (dépolarisation)

Question 25

Différencier le potentiel gradué du potentiel d’action.

Answer 25

Potentiel gradué :
- amplitude dépend du stimulus

Potentiel d’action :
- amplitude est toujours maximale peut importe le stimulus

Question 26

Expliquer la loi du « tout ou rien » en lien avec les potentiels d’actions générés au cône d’implantation de l’axone

Answer 26

Si le potentiel gradué n’atteint pas le seuil d’excitation (-55 mv) = rien
Si le potentiel gradué atteint le seuil d’excitation = potentiel d’action (tout)

Pas d’entre deux, peu importe le stimulus

Question 27

Expliquer le rôle des canaux à voltage-dépendants (canaux ioniques à ouverture contrôlée de sodium) et les événements qui se produisent au niveau de la membrane du neurone lorsque le seuil d’excitation est atteint.

5 étapes de la création et de la mise en place d’un potentiel d’action

Answer 27

1. État de repos
   - pompe à sodium et à potassium crée un gradient de concentration par transport actif
   - les canaux de fuite à sodium et à potassium crée, par diffusion, un gradient électrochimique en raison du plus grand nombre de canaux de fuite de potassium (charge négative)
   - création d’un potentiel de repos de -70 mV (l’équilibre n’est jamais atteint)
2. Dépolarisation
   - un stimulus apporte une dépolarisation en laissant ouvrir une partie des canaux de fuite à sodium, ce qui augmente progressivement la valeur du potentiel de membrane.
   - augmente, par diffusion, la perméabilité de sodium (Na+) plus qu’à l’état de repos
   - création d’un potentiel gradué
3. Phase de dépolarisation
   - si le stimulus est assez intense, le potentiel de membrane atteint le seuil d’excitation de -55 mV et tous les canaux voltage-dépendants de sodium s’ouvrent, ce qui provoque une entrée massive d’ions Na+ par diffusion.
   - Le potentiel de membrane s’approche du potentiel d’équilibre de sodium sans l’atteindre.
   - intérieur de la cellule est plus + par rapport à l’extérieur
   - création d’un potentiel d’action
4. Phase de repolarisation
   - atteinte du potentiel d’équilibre de sodium est empêchée par l’ouverture des canaux voltages-dépendants de potassium qui provoque une sortie massive d’ions K+.
   - présence de la période réfractaire d’une durée de 1-2 ms définit par une insensibilité au stimulus provoquer par l’inactivation des canaux voltage-dépendants de sodium alors qu’ils sont toujours ouverts.
   - la valeur maximale atteinte par le potentiel est de +30 mV.
5. Phase d’hyperpolarisation
   - encore dans la période réfractaire (fin), la sortie massive d’ions K+ rend l’intérieur de la cellule plus négative que l’extérieur.
   - les canaux voltages-dépendants se ferment tout en étant inactifs
   - phase d’hyperpolarisation, car la perméabilité d’ions K+ est plus grande qu’à l’état de repos (-80 mV) sans atteindre le potentiel d’équilibre de K+
   - canaux voltages-dépendants de potassium (K+) se ferment et ceux de sodium sont réactivés (Na+)
   - L’état de repos est rétablie grâce à la pompe sodium/potassium et canaux de fuite respectifs aux ions.

Question 28

Expliquer de quelle région provient le potentiel d’action du neurone et vers quelle région il se dirige

Answer 28

Le potentiel d’action provient du cône d’implantation de l’axone (début) et traverse le long de l’axone par une série de dépolarisation successive, avant de se diriger vers les corpuscules nerveux terminaux

La propagation unidirectionnelle est due à la période réfractaire. Durant cette période, les canaux ioniques à ouverture contrôlée de sodium sont inactivés, ce qui rend impossible le passage d’ions de Na+ et donc impossible de produire un potentiel d’action.
- Le potentiel d’action n’a pas le choix de poursuivre son chemin dans un seul sens, où les canaux à ouverture contrôlée ne sont pas ouverts, mais tout de même actifs.
- Les canaux voltages-dépendants peuvent s’ouvrir puisque le déplacement de charges (entrée massive de Na+) crée une dépolarisation assez grande pour atteindre le seuil d’excitation et entrainer un potentiel d’action.

Question 29

Expliquer le rôle de la gaine de myéline et des noeuds de Ranvier de la conduction saltatoire et nommer les cellules qui les produisent.

Answer 29

conduction saltatoire :
- type de propagation de l’influx nerveux plus rapide

Les cellules gliales (gliocytes) viennent recouvrir l’axone et forment des gaines de myéline
- neurolemmocytes (dans le SNP)
- oligodendrocytes (dans le SNC)

Les gaines de myéline ont pour fonction d’isoler électriquement et de protéger l’axone, ce qui fait en sorte que les canaux voltages-dépendants sont isolés. Les canaux voltages-dépendants sont donc fonctionnels seulement dans les noeud de Ranvier (espace entre les gliocytes).

Ainsi, le potentiel d’action saute de noeuds de Ranvier à l’autre, ce qui rend la propagation de l’influx nerveux plus rapide. La vitesse de propagation dépend donc du diamètre de l’axone. Plus l’axone est gros, plus la vitesse de propagation est rapide.

Question 30

Faire un lien avec la sclérose en plaque et la conduction saltatoire

Answer 30

La sclérose en plaque détruit les gaines de myéline formés par les gliocytes, ce qui fait en sorte que les canaux voltages-dépendants sont fonctionnels tout le long de l’axone. Le potentiel d’action se propage donc plus lentement, car il ne saute pas d’un noeud de Ranvier à l’autre.

Question 31

Expliquer ce qu’est une synapse et une fente synaptique

Answer 31

Synapse :
- jonction entre deux cellules (nerveuse-nerveuse, nerveuse-musculaire, etc.)

Fente synaptique :
- espace entre deux cellules
* cellule présynaptique : corpuscules nerveux terminaux
* cellule postsynaptique : dendrites (si nerveuse)

Question 32

Définir les différents types de synapses

Answer 32

Synapse électrique
- jonction ouverte (trou)
- les ions passent directement d’une cellule à l’autre
- le changement de concentration des ions influence la cellule postsynaptique
- synchronisation de comportements rapides et invariables (ex.: les battements de coeur)

Synapse chimique
- libération de messages chimiques (neurotransmetteurs)
- quand le potentiel d’action arrive aux corpuscules nerveux terminaux, il y a une entrée massive d’ions de calcium (Ca2+) créée par l’ouverture de canaux voltages-dépendants de calcium.
- cette entrée massive permet aux vésicules synaptiques d’aller se fusionner à la membrane cellulaire (fente synaptique) et permet la libération des neurotransmetteurs

** les neurotransmetteurs sont synthétisés par le neurone durant le période de repos

• les neurotransmetteurs émis vont se fixer aux canaux ligand-dépendants sur les dendrites postsynaptiques (récepteurs)

Question 33

Expliquer les différents mécanismes possibles pour retirer les neurostransmetteurs de la fente synaptique

Answer 33

Principalement 2 types :
- dégradation par une enzyme située sur le membrane postsynaptique (rend le neurotransmetteur dysfonctionnel et coupe [inactive] ce dernier)
- recapté par la cellule présynaptique (recyclage)
* par endocytose (absorption par une vésicule)
* par transpot actif (transporteur)

Question 34

Quel est le but de retirer un neurotransmetteur de la fente synaptique?

Answer 34

Limite le potentiel gradué (durée des PPS = potentiel post-synaptique), ce qui permet d’envoyer d’autres messages

Question 35

Comprendre et pouvoir expliquer que la réponse d’un neurotransmetteur postsynaptique dépend de l’intégration qu’il fait des PPSE et PPSI qu’il reçoit en faisant une sommation temporelle et/ou spatiale de ces derniers

Answer 35

Les neurotransmetteurs émis par le neurone postsynaptique peuvent avoir un rôle excitateur (dépolarisant) ou inhibiteur (hyperpolarisant) car ils ouvrent des canaux ligand-dépendant ayant une seule fonction précise.

• si les neurotransmetteurs ouvrent des canaux ligand-dépendants qui permettent la perméabilité des ions K+ = hyperpolarisant donc inhibiteur
• si les neurotransmetteurs ouvrent des canaux ligand-dépendants qui permettent la perméabilité des ions Na+ = dépolarisant donc excitateur

Pour atteindre le seuil d’excitation et créer un potentiel d’action, on a recours à une sommation temporelle et/ou une sommation spatiale

Question 36

Que signifie les termes suivants? :
- PPSE
- PPSI
- sommation temporelle
- sommation spatiale

Qu’arrive-t-il lorsqu’il y a présence de PPSE et de PPSI dans une même sommation?

Answer 36

PPSE = potentiel postsynaptique excitateur (dépolarisant)

PPSI = potentiel postsynaptique inhibiteur (hyperpolarisant)

Sommation temporelle :
- potentiel d’action dans un neurone présynaptique qui sont assez rapprochés dans le temps (s’additionnent)

Sommation spatiale :
- potentiel d’action émis au même moment par plusieurs neurones présynaptiques (s’additionnent)

S’il y a présence de PPSE et de PPSI dans une même sommation, cela se soustrait car ils sont contradictoires = aucun potentiel d’action car le seuil d’excitation n’est pas atteint