chapitre 6 Flashcards
Différents types de stimulis
- chimique (olfactif, gustatif, osmotique, oxygénique, pH)
- Mécanique (tactile, vibratile, auditif, pression, tension. musculaire)
- Électromagnétique (lumière visible, ultraviolet, infrarouge, champs électrique, champs magnétique)
-Thermique
Qui permet d’intégrer les différents types de stimulis ? Et qu’est-ce que l’intégfration de ces différents stimuli permet ?
- Ce sont différentes cellules sensorielle qui vont répondre aux différents aspects de l,environnemnt. En intégrant ces multiples message, il sera possible d’obtenur une information précise.
Évolution des systèmes sensoriels des unicellulaires vs multicellulaires
Les unicellulaires par différents processus peuvent et ont développés des manière de répondre aux variation de leur environnement en pouvant analyser le gradient chimique, la lumière, le toucher, la température, le courant électrique ou encore la garvité. Le smulticellulaires pasr L,évolution ont plutôt eu une spécialisation cellulaire qui leur ont permis d’évoluer des cellules sensorielles spécialisée. Avec la conjocntion des systènmes de coordination neuraux, ils ont pu exploité ce système sensoriel pour évoluer dans leur environnement (integration),
Comment marche L’intégration nerveuse du système sensoriel
Toutes les informations snesorielles vont en fait se diriger vers el système nerveux centra;l aqu niveau de région spécialisée pour l’analyse de certains types de signaux spécifiques qui sont spécialisées dans l’analyse de certains types de signaux. Une majorité passera par le thalamus, à l’exception de l’olfactif et certains autres signaux., avant d’aller vers le cortex
Ainsi, chaque région cérébrale va traiter et recevoir un type d’information sensoriel
Qu’est-ce que les récepteurs sensoriels
Cellule, ou région d’une cellule, qui sera excitable et qui sera normalement activée apr un stimulus autre que l’activité synaptique
Ce sont des cellules qui sont spécialisées dans la détection d’un mode énergétique particulier et dans al conversion de l’énergie d’un stimulus en un signal nerveux.
La détection se fera au niveau de la membrane et sera induit par un récepteur membranaire qui changera de conformation selon l’Énergie du stimulus
Classification des récepteurs sensoriels selon le type de stimulus
(tout les animaux)
- Chémorécepteurs
- Mécanorécepteurs
- Photorécepteur
- Thermorécepteur
(quelques animaux)
- Électrorécepteurs
- Magnétorécepteurs
Classification des récepteurs sensoriels (description)
- Selon la complexité du récepteur
1- Sur ce, le degré de myelinisation d,un axone de cellule sensorielle est indépendante de sa complexité donc ne sera pas en lien avec sa complexité. Il en convient que la complexité du récepeteur ne sera pas en lien avec la rapidité de la transmission du signal
2- D’autant plus, elles sont toutes spécialisés dans la conversion de l’énergie du stimulus en signal nerveux. Ce ne sera donc pas aussi dépendant de ce qu’elle va faire dans les grandes lignes. Cependant certaines seront complexes par le fait qu,elles sont encapsulées (terminaison nerveuse) dans du tissu conjonctif et d’autres par le fait qu’elles activent le signal nerveux par le transfert de neurotransmetteurs.
- Selon la localisation du stimulus
1- extérorécepeteurs : capte ls siganuc du milieu extérieur à l’organisme
2- Intérorécepteur : capte le stimuli générés dans le milieu interne de l’organisme
les 2 catégories de cellules réceptrices et leur fonctionnement
Neurone sensoriel : détection stimulus et conversion en PA
1- stimulus détecté par ptoéine réceptrice
2. chnagment de conformation de la protéine réceptrice
3. changement de potentiel membranaire
4- Potentiel générateur créé (PG)
5- Pa si le seuil d’excitation est atteint
Cellule épithéliale sensorielle (détection signal et envoie du signal à un neurone afférent convertit PA)
1- Stimulus détecté par cellule
2. Potentiel gradué créé = le potentiel récepteur (calcium rentre)
3. Relâchement de NT dans al synapse (activée par Ca2+)
4. PG dans le neurone afférent
5. PA si seuil excitation atteint par PG
Stimulus adéquat vs sensibilité
Le stimulus adéquat est le type de stimulus spécifiquement détecté par un récepteur donné.
Cependant, certains récepteurs peuvent être excités par d’autres stimuli si le signal entrant est suffisant ou trop important.
On a par exemple l’oeil qui lorsqu’il y a une forte pressions dessus mènera à uen stimulation des photorécepteurs qui vont envoyer un signal à l’encéphale l’interpréttant comme un signal lumineux (flash lumineux observés même s’ils n’existent pas)
Récepteurs polymodaux
Ce sont des récepteurs naturellement sensibles à plusieurs types de stimuli
ex:
- Les ampoules de Lorenzini situées sur le nez des Chodrychtiens qui vont détecter le toucher, les champs électromagnétiques et les gradients de température
- Nocicepteurs humaisnq ui sont responsables de la perception de la douleurs, qui répondent aux stimuli très forts (température, pression, produits chimiques, etc.) et les signaux de danger immédiats pour les tissus et l’intégrité de l’organisme (CONSCIENCE RISQUE DE DOULEUR INTENSE POUR ORG.)
organe sensoriel
c’est l’unité fonctionnelle des récepteurs qui sera une structure anatomique spécialisée dans la réception d,un type particulier de stimulus
C’est en général un regroupement de cellules réceptrice dans un organe donné et parfois des cellule sunoques dispersées dans la couche épithéliale (pas organe définis en tant que tel)
constitution des organes sensoriels
C’est un ensemnle de cellules réceptrice qui seront regroupées ou éparpillée et quyi sera composé de divers tissus non neuronaux (serventa u fonctionnement de l’organe (nutriments, déchets, etc.)
Étapes de réception et encodage du stimulus
1- absorpion de l’énergie du stimulus (mécanique, chimqiue, lumineux, etc)
2. transduction sensorielle = traduction du stimulus en signal (en signal électrique)
3. amplification du signal
4. conduction et intégration du signal (SNC)
–> implique une série d’opération discrètes dans la cellule réceptrice.
Description des étapes de réception et encodage
Absorption
- C’est la captation du signal environnemental (stimulus). Par exemple, ce qui va se produire est qu’un récepteurs d’étirement, qui ets un neurone sensoriel simple associé à une fibre musculaire spécialisée recouvrant une jonction abdominale, va avoir transmission d’une énergie mécanique au niveau de ses dendrites qui sont ramifiés au centre de la fibre musculaire. Ceci aura pour effet d’étirer les membrane plasmiques dendritiques. Dans ce contexte, le neurone sensoriel viendra mesurer l’amplitude de contraction du faisceau musculaire.
Transduction sensorielle
- À cette étape l’énergie du stimulus sera convertie en signal électrique après son absorption. EN fait, l’étirement des memnranes palsmiques dendritique aura pour effet d’ouvrir des canaux ioniques (principal Na+) permettant de faire apparaitre un courant dépolarisant générant un un potentiel générateur
Amplification du signal
- L’énergie générée sous forme de potentiel d’action est plusieurs fois supérieur à L’énergie fournie par le stimulus et absorbé au départ (dépendemment de l’intensité de l’étirement ; infraliminaire, petite fréquence, grande fréquence)
Intégration et conduction du signal
- Le signal devient interprétable par le système nerveux central et est acheminable à celui ci grâce àà la génération d’une suite de potentiels d’avction qui ont généré un train de potentiel d’action. À ce niveau,. la fréquence de ceux-ci déopendendra de l’amplitude du potentiel génératreur.
Caractéristqieus générales sur les stimulus
- l’amplitude du potentiel récepteur codera pour l,intensité du stimulus
- le potentiel récepteur qui dépasse le seuil excitation aura pour effet d’induire un PA
- la fréquence des PA va coder pour l’intensité du stimulis
- La durée du train de PA va coder pour la durée sur stimulus.
Champ récepteur
C’est la zone spécifique qui correspond à la région stimulée (ex: peau) qui va causer un effet sur les neurones afférents impliqués dans le sens sollicité (ex: toucher).
La taille de ce champ récepteur va varier selon le neurone et le nombre de dendrites de ce neurone. L’information qui provient du neurone afférent.pourra signaler seulement si le stimulus c’est produit dans son champ récepteur.
On en a un primaire et secondaire
Champ récepteur primaire vs secondaire
On aura le neurone primaire qui sera associé au champ récepteur primaire (innervé apr neurone sensoriel primaire)
et
Les neurones secondaires qui sont les neurones sensoriels du SNC qui vont être assocué à un champ récepteur secondaire. CE dernier résulte de l’association(fusion) de multiples champs récepteurs primaires. Ils sont docn associés à une neurone secondire qui reçoit des signaux de plsuieurs neurones primaires.
–> ex: trois champs primaire qui se superposent qui lorsque combinés ensemble composent un champs récepteurs secondaire (somme des 3 champs primaires,). CHauqe neurones associé à un champs récepteur primaire innervera, envoie message par PA’ la section au neurone secondaire situé dans la moelle épinierre (il reçoit l,esnemble des informations)
Localisation du stimulus
LOcalisation apr des neurones aux chamops récepteurs, inhibition latérale et localisation apr différence temporelle
Localisation par des neurones aux champs récepteurs primaires chevauchants
L’information relative au stimulus est codée dans le patron de potentiel d’action qui ets produit par de nombereux neurone aux champs récepteurs primaires chevauchants. Avec cette information, on peut faire un test de discrimination entre deux points et avoir un indicateur de la localisation du stimulus. On aura différentes zones avec une localisation plus facile que d’autre
Dans cette zone on va venir piquer avec un compa avec deux aiguille et on va analyser la réponse :
1- On peut avoir beaucoup de neurones primaires avec une secondaire qui est située dans la moelle épinierre. Plusiuers primaire convergent vers un même secondaire L un champ secondaire large
–> sur la cuisse on a des récepteurs large avec donc plusieurs neurones sensoriels primaire associé à un neurone secondaire ce qui a pour effet de diminuer les chances de detrminer la localisation des deux pics. on aura une précision moindre et l’impression d’avoir un seul point avec une piqure en ne sachant aps de quel neurone primaire provient l’information.
2- On peut avoir peu de neurones primaires et donc un champ récepteur secondaire plus petit. ceci va avoir pour effet d’activer une voie séparée qui sera perçue comme un stimuli distinct.
–> si on pique sur la main ou le visage, les champs récepteurs seocndaire sont plus petits car les neurones secondaire sont innervés par un seule neurone sensoriel primaire ou quelques uns. on peut donc discerner plus facilement l’information et localiser précisement d’où provient l’information
Il en convient que la surface du champ récepteur est + corrélées à la capacité de détecter des stimuli sur une grande surface et - corrélé à la capacité de discriminer des stimils sur une petite surface
Inhibition latérale
Le thalamus va localiser précisément la stimulation :
Par exemple si on stimule avec une aiguille et on pique au niveau de neurones primaires proches on remarquera un processus qui sera réalisé afin de préciser la localisation du stimuli. Cette raction a pour effet de nous faire ressentir une piqure au biveau de sa source et moins autour
- On va piquer à un point B entouré par un point A et C
–> le neurone primaire au point B sera fortement stimulé et aura un fort tonus comme rxt, le a et le c auront une réaction un peu plus faible mais tout de même présente à casue du fait qu,ils sont localisés à proximité de la source de stimulus.
–> une quantité plus grande de neurotransmetteur sera relâchée dans la synapse entre le neurone primaire et secondaire par le neurone b1 que a1 et c1
–> La récation forte au niveau du B@ va avoir pour effet de produire une action et un relâchement de neurotransmetteur inibitheur dans une synapse axoaxonique enntre les neurones A2-B2 et B2-C2 venant inhiber le relâchement de neurotransmetteurs de leur part et annuler la potentielle activation de sneurones tertiaires A3 et C3 (vont au thalamus)
—> le neurone B3 est stimulé de manière plus intense ce qui déclencge un PA. Juste l,information du B3 sera transmise au Thalamus
Ceci a pour effet d’augmenter le contraste entre le centre du champ récepteur par l’activation de la voie transmettrice du signal et l’inactivation de la voie transmettrice du signal pour la périphérie. On peut donc préciser la localisation du stimulus.
Localisation par différence temporelle
Le cerveau va utiliser la différence temporelle d’arrivée du son au cortex auditif gauche et droit –> on ne va pas marcher avec des champs de récepteurs, amnis en mesurant la différence de temps que ça prend pour intergrer l’information provenant de l’oreille droite et gauche (temps arrivent à gauche ou droite)
- Si le son provient d’en face : la différence temporelle sera petite (plus c’est devant plus se sera petit)
- Gauche : Les signaux sonores de gauche arriveront le cortex auditif droit en premier. Une difféence tempoirelle avec le cortex gauche sera de plsu en plus importante plus le son sera vers la gauche.
On peut donc indiquer avec ce processus la localisation d,un stimulus
Durée du stimulus - adaptation
Le signal sensoriel du même récepteur en réponse à un stimulus prolongé subit toujours une atténuation temporelle.
On aura deux classe fonctionelles de récepteurs sensoriels qui vont coder la durée du stimulus
Classe fonctionnels de récepteurs sensoriels
Pour un signal d’une. même intensité et durée:
Toniques : Ils s’adaptent lentement et continuent de déclencher des potentiels d’action, mais à une fréquence diminuée
Phasique : Ils s’adaptent rapidement et ils vont cesser de déclencher des potentiels d’actions après un certain temps
Chémorécepteurs
récepteurs sensibles aux substances chimiques en solution.
Ils seront nombreux et divers pour sentir l’environnement interne et externe
Ils ont été longtemps sous estimé (humain moins important que animaux)
2 grands types de chémoréception
olfaction : détecte compo chimique air
Goût : détecte compo chimique dissous
–> distinction dif pour animaux aqua
Système olfactif Vertébrés
Localisation : dans la cavité nasale
Organisation :
Couche de mucus avec des protéines qui lie les odeurs
Épithélium olfactif composé de récepteurs olfactifs avec des projections ciliées dans le mucus (dendrites dans liquide qui attrape les mol d’odeur) et des cellules de soutien
Bulbe olfactif qui intègre tous les signaux transmis par les récepteurs olfactifs
Organe vomeronasal des Vertébrés
Organe olfactif accessoire (entre les deux narines) responsable de la détection des phéromones permettant ainsi une communication interindividuelle par une déytections des signaux chimiques des individus étrangers.
rôle dans : la hierarchie sociale, la vie reproductrice (ex: reflexe de flehmen), les comportements sociaux (territoire)
Nez –> cerveau
les dendrits au niveau du mucus reçoivent une molécule odorante = PG = PA –> Nt vers le neurone sensoriel secondaire (interneurone) dans le bulbe olfactif dans la partie antérieur du cerveau (pas thalamus).
TRansduction du signal olfactif des Vertébrés
- odeur lie r.o
- changement de conformation du récepteur active une protéine G
- L’adénylate cyclase = activée, convertis l’ATP en AMPc
- l’AMPc produit ouverture caannux cationique (Na+ et Ca2+ entre)
- Potentiel générateur créé (=dépol)
- L’afflux de Ca2+ active canaux Cl- (sort = dépol augmente)
- Le potentiel générateur active canaux Na+ v-d permettant au PA d’être transmis vers un interneurone du bulbe olfactif (SNC)
Codage information olfactive chez les vertébrés
- Génome a environ 1000 gènes qui code pour des récepteurs olfactifs
–> Humains plus autre Vertéb.rs = environ 10 000 odeurs dif - ch. neurone olfactif exprime un type de gène de récepteur olfactif
- On a des champs récepteurs chevauchants avec ch. récepteurs qui peuvent reconnaitre plus d’une odeur menant donc à l,excitation de plsrs neurones olfactifs à dif ° = ona. une combinaisons unique de neurone olfactifs activés avec une odeur ce qui permet une reconnaissance d’une odeur particulière
Le code qui est permis par L,assemblage des informations des différents neuroens olfactifs permettent de distinguer des milliards d’odeurs
Exemple canidés
bulbe olfactif 4x plus gros que l,humain avec donc 40x plus de cellules cérébrales dédiés à l’olfaction (encéphale 10x plus petit) et environ 2000 milions de récepteurs olfactifs ce qui ets 25x plus que humain)
On a donc une sensibilité accrue avec uen capacité de sentir une odeur à une cocnetration 100 millions de x plus faible que humain (ex: odeur 40 pieds sous terre, empreinte digitale vieille une semaine) et une excellente mémoire olfactive en ayant la capacité de reconnaitre l’odeur d,une personne sans effort, même après une longue absence
Système olfactif des Invertébrés
organe récepteur situés à dif endroits du corps avec des organes spécifiques comme les antennes ou d’autre qui sont plus isolés comme les sensilles isolée
Les sensilles sont des protubérance (déviation cuticule) circulaire en forme de cil. les orfactifs ont un pore qui permet d’entrer les odeurs à travers la cuticule
Détail récepteur olfactifs
- récepteur + protéine G (dendrite reçoit)
-ch. neurone olfactif exprime psrs type de gène de récepteur olfactif
- les récepteurs ont des séquences a.a ∆ entre groupe invertébrés
On a donc une évolution indépendant ch invertébrés avec des mécanisme d’actions variés
Système gustatif des Vertébrés
On possède deux éléments importants :
- Les papilles gustatives :
regroupement de bourgeons gustatifs situés à divers local de la cavité buccale ou à la surface du corps poyr les verténb.rs aquatiques (tête, barbillon, nageoires)
On en a 3 types : foliées (sur côté au fond), fungiformes(en avant) , circumvallées (au fond)
- Le bourgeon gustatif :
regroupement de cellules gustatives
On v avaoir 3 types de récepteurs gustatifs qui sont associés a différents goûts. Ces cellules vont avoir un pore qui permet de faire rentrer le goût à tarvers l’épithélium. Au centre de ce pore seront présent des microvillosités sensitives qui sont des memnbranes réceptrices de goûts. Ces dernière vont faire des synapse avec un neurone afférent qui va transm,ettre le signal à un interneurone du SNC.
À l’alentour, il y aura des cellules épithéliales de support qui vont aussi permettrre le renouvellement (ex: basale de type 4)
Mécanisme de transduction de signal gustatif des Vertébrés selon le goût
salé : ouverture canaux Na+ –> dépol qui ouvre Ca2+
- Le NaCl et consommé va faire qu’on ouvre Na+ = dépol cellule = ouvre Ca2+ Vd –> commande NT être libéré et action au niveau du synapse pour coder l’envois d’une signal nerveu au cerveau mange salé
acide : fermeture K+ –> dépol ouvre canaux Ca2+
- beaucoup de molécules H+ rentre et attache à des récepteurs K+ qui se ferment et emp^chent le K+ de sortir = dépol de la cellule = activation Ca2+ VD –> NT relâchée envois message au cerveau pour dire mioum acide
sucré : activation prot G –> fermeture canaux K+ –> dépol ouvre canaux Ca2+
- le sucre active une protéine G qui va activer l’adénylate ccylase ce qui transforme l’ATP en amp cyclique menant à une fermeture des canaux K+ par ajout de phosphate = dépol = ouverture Ca2+ VD –> NT relâchée qui va dire mioum sucré
amer : activation prot G –> PLC transforme PIP2 en Ip3 –> ouvre canaux Ca2+ intracell
- molcéule amer s’accroche è son récepteur spécifique qui active une protéine G qui va activer une phospholipase C qui va transformer le PiP2 en IP3. Ceci a pour effet de faire rentrer des ions calcium intracellulaire dans le cytoplasme (dans le réticulume endoplasmique) –> on relâche un autre type de NT qui dit mioum amer
