Cours 9 - Système sensoriel Flashcards
comment font les chauves-souris pour localiser leurs proies?
grâce à un système d’écolocalisation
- relâche un ultra-son qui va rebondir sur la proie et qui revient à la chauve-souris
De façon générale à quoi sert les divers systèmes sensorielles des animaux?
il leur permet de «monitorer» leurs environnements externe et interne
Vrai ou faux? les systèmes sensorielles des organismes pluricellulaires et unicellulaires n’ont pas beaucoup de point en commun?
Faux, l’utilisation est la même pour tous les organismes
Quelle est l’utilisation des systèmes sensoriels? (3)
- détecter un stimulus
- Traduire ce signal en un changement de potentiel membranaire dans la cellule sensorielle
- Ce changement de potentiel devient un signal vers le système nerveux qui est interprété et utilisé pour réguler les systèmes physiologiques et le comportement
Quelle est la définition des cellules sensorielles (réceptrice) ?
cellules excitables normalement activées par un stimulus autre que l’activité synaptique (lumière, son, pression)
En quoi sont spécialisées les cellules sensorielles (2)?
- pour détecter un mode énergétique particulier
2. pour convertir l’énergie du stimulus en un signal nerveux
Nommez les 2 types de cellules réceptrices (sensorielles)
- neurones sensoriels
- Cellules non-neuronales qui excitent « synaptiquement » des neurones sensoriels (synapse avec un neurone afférent => système d’équilibre)
Décrivez les étapes pour la génération d’un potentiel d’action dans un neurone sensoriel.
- protéine réceptrice dans la membrane du dendrite détecte le signal et change de conformation
- résulte en un changement de potentiel de membrane (potentiel gradué appelé potentiel générateur)
- devient un potentiel d’action si atteint le seuil d’Excitation dans la zone gâchette
Quels sont les types de neurones pouvant être des neurones sensoriels?
bipolaire (surtout) ou unipolaire
Décrivez les étapes pour la génération d’un potentiel d’action par une cellule non-neuronale.
- le potentiel gradué dans la cellule sensorielle est un potentiel récepteur
- circule jusqu’à la synapse avec le neurone afférent où il déclenche le relâchement de neurotransmetteur
- ceci déclenche un potentiel gradué qui deviendra un potentiel d’action s’il se rend au seuil d’excitation dans la zone gâchette
nommez un exemple de cellule non-neuronale
cellule épithéliale (détecte un stimulus et envoi un signal à un neurone afférent qui le convertit en PA)
les récepteurs peuvent être classifiés selon quoi?
la localisation du stimulus ET la modalité (type de stimulus qui peut être détecté)
Nommez les 2 types de localisation du stimulus
- extérorécepteurs
- intérorécepteurs
Nommez les différentes classifications selon la modalité (7)
- chémorécepteurs (molécules chimiques)
- mécanorécepteurs (toucher, pression, équilibre)
- photorécepteurs (lumière)
- thermorécepteurs (T°)
- électrorécepteurs (détecter électricité)
- osmorécepteurs (phénomènes osmotiques, ioniques)
- magnétorécepteurs (magnétisme)
parmi les 7 formes de modalité, lesquelles ne sont pas propres à tous les animaux?
- électrorécepteurs
- osmorécepteurs
- magnétorécepteurs
Qu’est-ce qu’un stimulus adéquat?
la plupart des récepteurs sensoriels ont une modalité préférentielle, ils sont naturellement sensibles à un seul type de stimulus (unimodaux)
Est-ce qu’un photorécepteur peut être stimulé par autre chose que la lumière?
oui! par la pression par exemple
- la pression stimule le récepteur qui envoie un signal à l’encéphale qui l’interprète comme un signal lumineux
Qui suis-je? certains récepteurs sont naturellement sensibles à plus d’un stimulus
récepteurs polymodaux
donnez un exemple de récepteurs polymodaux chez les chondrichtyens
l’ampoule de Lorenzini (forme de tube avec de la gelé à l’intérieur) qui est capable de détecter:
- l’électricité (glycoprotéine avec propriété semi-conductrice)
- le toucher
- la T° (effet sur la viscosité de la gelé)
donnez un exemple de récepteurs polymodaux chez les humains
nocicepteurs
- répondent aux stimuli très forts (T°, pression, produits chimiques)
- perception de la douleur
nommez 2 caractéristiques des cellules sensorielles (par rapport à leur
organisation )
- elles sont des cellules uniques dispersées dans les couches épithéliales
- elles sont regroupées ensemble en un organe sensoriel, spécialisé pour détecter un mode énergétique particulier
Que suis-je? les organes sensoriels peuvent aussi inclure des tissus de soutien non-nerveux qui sont susceptibles d’influencer les paramètres physiques du stimulus
filtration périphérique
(par exemple: le cristallin, l’iris, etc. qui aident la rétine à capter la lumière en augmentant la focalisation du stimulus sur les cellules sensorielles (photoréceptrices))
la réception sensorielle et l’encodage du stimulus comprend une série d’opérations discrètes dans la cellule réceptrice, nommez les (4)
- absorption de l’énergie du stimulus
- transduction sensorielle
- amplification
- intégration et conduction = perception
Expliquez l’absorption de l’énergie du stimulus avec l’exemple des intérorécepteurs musculaire abdominaux de l’écrevisse
chaque récepteur d’étirement consiste en un neurone sensoriel simple associé à une fibre musculaire spécialisée qui recouvre une jonction abdominale
le signal à encoder est une flexion abdominale
lors de la flexion (et donc de l’étirement de la fibre musculaire), l’énergie mécanique est transmise aux dendrites du neurone sensoriel qui sont ramifiés dans le centre de la fibre
Expliquez la transduction sensorielle avec l’exemple des intérorécepteurs musculaire abdominaux de l’écrevisse
après son absorption, l’énergie est convertie en signal électrique
l’étirement de la membrane plasmique des dendrite cause l’ouverture de canaux ioniques puis il y a apparition d’un courant dépolarisant = génération potentiel gradué (potentiel générateur)
Exemple des intérorécepteurs musculaires abdominaux de l’écrevisse : dans la transduction sensorielle, pour le potentiel générateur :
l’amplitude du potentiel est ___ au degré d’étirement et dure ___ de l’étirement
- proportionnelle
2. toute la durée
Dans l’étape de l’amplification:
Lorsque le potentiel de récepteur (qui est un potentiel générateur) atteint une ___ telle qu’un PA est déclenché, on dit que l’énergie du signal est passée par une ___ car l’énergie générée sous forme de PA est plusieurs fois ___ ___ que l’énergie fournie par le stimulus et absorbée au départ
- amplitude
- étape d’amplification
- plus grande
Le but de l’étape d’intégration et conduction est?
de rendre le signal interprétable par le, et acheminable au, système nerveux central (SNC)
Nommez les 4 informations importantes à « encoder » pour un stimulus donné (pour que le signal soit interpréter de façon cohérente)
- sa modalité (type de stimulus)
- son intensité
- sa localisation
- sa durée
La première étape du codage de l’intensité d’un stimulus s’effectue par quoi?
l’analyse de l’amplitude du potentiel générateur qui augmente en fonction de l’intensité du stimulus
La deuxième étape du codage de l’intensité d’un stimulus s’effectue par quoi? (soit une fois le seuil adéquat atteint, celui-ci va déclencher des PA)
en fréquence des PA et en nombre/type de récepteurs stimulés
Dans le codage de la localisation du stimulus : Vrai ou faux? L’information provenant d’un neurone afférent peut seulement signaler si un stimulus s’est produit dans son champs récepteur?
Vrai
Qu’est qu’un champ récepteur (dans le codage de la localisation du stimulus) ?
avec l’exemple du sens du toucher chez les vertébrés
les neurones afférents impliqués ont un champ récepteur:
- correspond à la région de la peau qui cause un effet dans un neurone afférent
La taille du champ récepteur varie selon quoi?
le neurone
- neurones avec un large champs détectent des stimuli sur une grande surface
- neurones avec un petit champs détectent des stimuli sur une petite surface
quel taille de champs rend un stimuli plus précis?
petit champs
La localisation peut être améliorée par 2 choses, quoi?
- les neurones qui se chevauchent (un stimulus causant la réponse des neurones X, Y et Z doit être localisé dans la région où il y a chevauchement de leurs champs récepteurs respectifs)
- l’inhibition latérale
où est encodée l’information à propos du stimulus lorsqu’il y a chevauchement des neurones?
dans le patron de potentiels d’actions de neurones multiples
expliquez la localisation améliorée par l’inhibition latérale
Un neurone peut former des synapses avec des interneurones latéraux qui sont eux-mêmes connectés à d’autres neurones. Les interneurones vont par la suite libérer des neurotransmetteurs inhibiteurs vers les autres neurones pour diminuer leurs réponses
- résultat: plus grande fréquence reconnu par le SNC en provenance du neurone qui n’est pas inhibé.
Qui suis-je? le signal sensoriel du récepteur en réponse à un stimulus prolongé subit toujours une atténuation temporelle
adaptation du récepteur
Nommez les 2 classes fonctionnelles de récepteurs sensoriels qui codent la durée du stimulus et leur fonction
- récepteurs toniques: s’adaptent lentement et continuent de déclencher des PA, mais à une fréquence diminuée
- récepteurs phasiques: s’adaptent plus rapidement et cessent éventuellement de déclencher des PA
Si je prends une douche chaude, mais que peut de temps après je ne ressens plus la chaleur comme étant douloureuse, quel type de récepteur est impliqué?
récepteur phasique
Nommez des exemples prouvant que les animaux varient dans leurs systèmes sensoriels
- les oiseaux voient les UV
- les chauves-souris entendent des ultra-sons
- Plusieurs poissons détectent les champs électriques
- les oiseaux détectent les champs magnétiques
- -> donc pas comme les humains
Vrai ou faux? tous les organismes et toutes les cellules ont la capacité et de répondre à des stimuli mécaniques (mécanoréception)?
vrai
en quoi la mécanoréception est importante au niveau cellulaire?
pour le contrôle du volume cellulaire
Donnez des exemples de mécanoréception
- toucher et pression
- équilibre et ouïe
Quel est le rôle de mécanoréception des barorécepteurs ?
pression des vaisseaux sanguins, du coeur, tractus digestif, urinaire, reproducteur
Quel est le rôle de mécanoréception des récepteurs tactiles ?
toucher, pression et vibration sur la surface du corps
Quel est le rôle de mécanoréception des propriorécepteurs ?
position du corps
Est-ce que les insectes/arthropodes peuvent avoir des récepteurs tactiles à la surface de leur peau? expliquez?
non. vs les vertébrés, ceux-ci ne peuvent en avoir à cause qu’ils sont enfermés dans un exosquelette
où sont situés les récepteurs tactiles des insectes/arthropodes si pas à la surface de la peau?
dans des structures cuticulaires = sensilles qui sont associées à des neurones bipolaires
Que se passe-t-il si le sensille se plis (toucher, vibration?
le mouvement cause une distorsion des dendrites du neurone sensoriel => ce mouvement ouvre des canaux ioniques sensibles à l’étirement (mécanoréception)
Nommez les 5 récepteurs tactiles des mammifères et leur sensibilité
-
disques de Merkel : associés avec des cellules de Merkel; très petits champs récepteurs ; toucher léger et pression légère
2-3. récepteurs des follicules pileux & corpuscules de Meissner: toucher - corpuscules de Pacini: profondeur du derme ; vibrations
- corpuscules de Ruffini: sensibles à l’étirement de la peau et des jointures ; sensibles à la pression
Nommez les adaptations des 5 récepteurs tactiles des mammifères
-
disques de Merkel : adaptation lente (récepteurs toniques)
2-3. récepteurs des follicules pileux & corpuscules de Meissner: adaptation rapide (récepteurs phasiques = perçoit le début et la fin de la stimulation) - corpuscules de Pacini: adaptation très rapide (perçoit le début et la fin de la stimulation)
- corpuscules de Ruffini: adaptation lente
a) À quoi sont associés les propriorécepteurs?
b) que permettent-ils?
a) articulations et aux membres
b) de surveiller les mouvements, position du corps, stress mécanique et tensions internes
Vrai ou faux? les propriorécepteurs ont une adaptation tonique face aux stimuli?
faux! ils ne s’adaptent pas au stimuli donc ils envoient constamment de l’information au SNC sur la position du corps
Nommez 3 types de propriorécepteurs et ce qu’ils détectent comme stimuli
- organes de Golgi des tendons : jonctions entre les muscles squelettiques et les tendons ; stimulés par un changement de tension dans un tendon
- capsules des articulations: détectent la pression, la tension et les mouvements des articulations
- Fuseaux musculaires : à la surface des muscles squelettiques, détectent la longueur du muscle
Vrai ou faux? l’équilibre et l’ouïe sont situés dans un même organe chez les invertébrés?
faux, c’est seulement vrai pour les vertébrés
- chez les invertébrés, ce sont 2 organes complètement séparés
Qu’est-ce que l’équilibre?
détecter l’orientation du corps par rapport à la gravité
a) quel est l’organe de l’équilibre chez les invertébrés?
b) Que contiennent-ils?
c) Quel est leur fonctionnement?
a) statocyste (cavité remplie de fluide et tapissée de neurones mécanorécepteurs)
b) statolithes (particules en carbonate de calcium denses)
c) les statolithes suivent la gravité et bougent sur la couverture de neurones sensoriels et activent les récepteurs ; dépolarisation des neurones qui envoient un signal au SNC
a) Quel est l’organe pour l’équilibre chez les vertébrés?
b) Diffère-t-il pour chaque organisme?
a) l’oreille qui participe à l’ouïe et l’équilibre
b) oui il varie entre les groupes de vertébrés:
- pas d’oreille externe : poissons, amphibiens, reptiles, oiseaux
- pas d’oreille moyenne: poissons
Qu’est-ce que l’endolymphe?
le fluide qui rempli la série de sacs et canaux qui constituent l’oreille interne
Qu’est-ce qui constitue l’oreille moyenne et interne des vertébrés?
- moyenne: tympan, marteau, enclume et étrier
- interne: vestibule et cochlée
Qu’est-ce que l’oreille interne?
3 canaux semi-circulaires arrangés en angle droit et joints leur base par un renflement (ampoule) et une série de sacs (utricule et saccule)
Quels sont les organes de l’oreille interne des vertébrés dédiés au sens de l’équilibre ?
utricule, saccule et ampoule qui contiennent des cellules ciliées mécanoréceptrices
Chez les oiseaux et les mammifères, qu’est-ce qui permet le sens de l’ouïe?
la lagena (appendice postérieur du saccule) est étendue pour former la cochlée
Vrai ou faux? les cellules mécanoréceptrices (équilibre vertébrés) ne sont pas des neurones?
vrai, ce sont les cellules épithéliales modifiées (cellules ciliées) qui font synapse avec un neurone afférent
Qui suis-je? je convertis un signal mécanique en changement de potentiel de membrane et je me situe sur l’extrémité des cellules épithéliales modifiées
stéréocils (arrangés du plus petit au plus grand)
a) quel est le potentiel de repos des cellules épithéliales modifiées ?
b) que cause le sens de déplacement des stéréocils?
c) vrai ou faux? la stimulation des neurones afférents est toujours présente et donc produit toujours des PA même si la fréquence peut augmenter ou diminuer?
a) -60mV
b) une dépolarisation de la membrane si vers les stéréocils plus long (relâchement de NT) OU hyperpolarisation si vers les plus petits
c) vrai
Que contiennent l’utricule et le saccule?
des otolithes reposant sur une matrice gélatineuse au dessus d’une membrane qui est recouverte de plus de 100 000 cellules ciliées (la macula)
la macula est située sur quel plan pour l’utricule et le saccule?
utricule: plan horizontal
saccule: plan vertical
cellules ciliées sont donc disposées dans 2 directions, donc détection des mouvements 2D
décrivez le fonctionnement de l’utricule au repos, en accélération vers l’avant et en accélération vers l’arrière ou tête penchée vers l’avant
- repos: dépolarisation partielle ; PA à fréquence modérée
- accélération vers l’avant: Cellules ciliées pivotent vers le plus long stéréocil ; dépolarisation de la cellule ; augmentation fréquence des PA
- accélération vers l’arrière ou tête penchée vers l’avant: cellules ciliées pivotent vers le plus petit stéréocil ; hyperpolarisation ; diminution fréquence des PA
Que contient l’ampoule?
des cellules ciliées situées dans une masse gélatineuse appelée la cupule
Quel est le rôle de l’ampoule?
elle détecte l’accélération angulaire et les mouvements circulaires (ex: brasser la tête)
- chaque canal semi-circulaire détecte l’accélération dans un plan
Décrivez le fonctionnement de l’ampoule
- chaque canal semi-circulaire a son ampoule et est dans un plan différent
- le fluide dans un canal particulier bouge si on fait un mouvement dans ce plan
- le fluide pousse sur la paroi de l’ampoule, et donc sur la cupule, ce qui stimule les cellules ciliées
- ceci change la fréquence des PA dans le neurone afférent associé
- le système nerveux peut comparer la stimulation des 3 canaux et déterminer la direction du mouvement
Est-ce que tous les invertébrés ont une ouïe?
non, mais chez les arthropodes oui
par contre il y a une variation entre les espèces dans la capacité d’entendre : certaines n’ont pas d’organes, d’autres ont des organes de l’ouïe en plusieurs endroits du corps
quelle est la différence entre une version simple de l’ouïe et une version complexe?
- version simple: sensille modifié qui vibre avec une onde sonore et transmet le signal à un neurone sensoriel bipolaire
- version complexe: organe tympanique qui est une région avec une cuticule très mince, les sensilles se retrouvent sous une poche sous le tympan qui lui reçoit le vibration des ondes sonores => meilleure qualité que version simple
L’ouïe chez les vertébrés :
a) à quel défi font face les vertébrés terrestres?
b) comment ont-ils contré ce défi?
a) le son voyage moins bien que dans l’eau et se transmet difficilement aux sacs remplis de fluide de l’oreille interne
b) évolution de compensation pour augmenter la détection des sons: oreille moyenne (tympans et osselets) et oreille externe (pavillon des mammifères)
donnez 2 exemples de chémorécepteurs
- olfaction : détection de composés chimiques dans l’air
- goût : détection de composés chimiques dissous
distinction plus facile à faire pour animaux terrestres qu’aquatiques
Que contiennent les papilles gustatives?
des bourgeons gustatifs avec des récepteurs gustatifs
Vrai ou faux? pour tous les vertébrés les papilles gustatives se retrouvent juste sur la langue et la bouche?
faux, pour les vertébrés aquatiques ils peuvent aussi être à la surface du corps comme la tête, les barbillons, l’extrémité des nageoires
Vrai ou faux? les récepteurs varient pour chaque type de goût
vrai
la cellule réceptrice du goût fait synapse avec quoi?
la cellule réceptrice fait synapse avec un neurone afférent qui se connectera à un interneurone du SNC
décrivez de façon générale la transduction du signal pour le goût salée (NaCl)
sodium va se lier à son propre récepteur = canal ionique Na+ puis il y aura entrée Na+ dans la cellule gustative ce qui engendra une dépolarisation donc une activation des canaux VD Ca2+ = libération neurotransmetteurs et génère réponse avec PA
décrivez de façon générale la transduction du signal pour le goût acide (HCl)
les ions H+ qui vont se retrouver dissouts vont se connecter avec canaux K+ ce qui va causer la fermeture de ceux-ci et donc K+ qui voulait sortir va rester à l’intérieur de la cellule donc il y a plus d’ions positifs à l’intérieur ce qui cause une dépolarisation = active canaux Ca+ VD = cascade suit
décrivez de façon générale la transduction du signal pour le goût sucré/umami
la molécule lie un récepteur métabotropique (associé protéine G)
- Changement de conformation du récepteur = active protéine G qui active adényl cyclase qui elle active AMPc qui active protéine kinase qui phosphoryle canaux K+ pour les fermer => K+ sort pas de la cellule donc augmentation ions+ dans celle-ci donc dépolaristaion et cascade qui suit
décrivez de façon générale la transduction du signal pour le goût amer
récpeteur métabotropique :
Active protéine G, mais elle active phospholipase C (PLC) (pas adenlyl cyclase) => qui active PIP2 qui devient IP3 (stockage de calcium ds RE) qui permet de relâcher du Ca2+ => augmentation Ca+ dans la vésicule et donc plus NT relâchés à la synapse
décrivez « la route de l’olfaction » chez les mammifères
- une molécule odorante entre en contact avec la couche du mucus de l’épithélium olfactif
- une odorant binding protein l’achemine vers les récepteurs olfactifs
- liaison au récepteur olfactif cause un changement de conformation du récepteur (protéine G)
- cascade signalétique = cause un potentiel générateur qui active des canaux voltage-dépendants
- Le PA va vers le soma (neurone bipolaire)
- ce neurone afférent se connecte à un interneurone dans le bulbe olfactif (SNC)
Vrai ou faux? chaque neurone olfactif n’exprime qu’un récepteur olfactif donc il ne peut reconnaître qu’une seule odeur
faux, il peut reconnaitre plus d’une odeur.
De plus, une même odeur peut exciter plusieurs neurones olfactifs à différents degrés = combinaisons uniques de neurones olfactifs activés.
ce code permet potentiellement de distinguer des milliards d’odeurs
Qu’est-ce qui est particulier de l’olfaction chez les chiens (3)?
- bulbe olfactif 4x plus gros que celui d’un humain (même si encéphale 10x plus petit)
- 200 millions de récepteurs olfactifs, donc 25x le nombre trouvé chez les humains
- sensibilité accrue : peut sentir une odeur à une concentration 100 millions de fois plus faible qu’un humain
Donnez des exemples de l’olfaction chez les chiens à sensibilité accrue
- odeur 40 pieds sous terre
- empreinte digitale vieille d’une semaine
- électricité
- cellules cancéreuses
Vrai ou faux? l’olfaction chez les invertébrés est une évolution indépendante?
vrai
a) où sont situés les récepteurs olfactifs des invertébrés?
b) qu’est-ce qu’il y a de particulier avec les antennes chez les arthropodes et crustacés?
a) situés à plusieurs endroits sur le corps (par ex: antennes chez les arthropodes et crustacés)
b) contiennent des centaines de « poils olfactifs » ayant un pore pour laisser entre les odeurs à travers l’exosquelette
Quelle structure de l’antenne contient les récepteurs olfactifs et les neurones
les poils olfactifs
