Les systèmes sensoriels Flashcards
5 fonctions des systèmes sensoriels
1- Surveillance de l’environnement interne & externe
2- Détection d’un stimulus (= Réception d’un signal)
3- Traduction du signal = Changement de potentiel membranaire de la cellule sensorielle
4- Transmission du signal vers le SNC
5- Perception & Intégration des signaux dans le SNC
Unicellulaires capables de répondre aux variations de leur environnement (qu’est-ce qu’ils détectent?)
Gradient chimique, Lumière, Toucher, Température, Courant électrique, Gravité
Par où transit toutes les informations sensorielles (excepté l’olfaction)?
Le thalamus; il agit comme un relais.
Qu’est-ce qu’un récepteur sensoriel?
- Cellule (ou partie de cellule) excitable, normalement activée par un stimulus autre que l’activité synaptique
- Cellules spécialisées dans la détection d’un mode énergétique particulier
- Cellules spécialisées dans la conversion de l’énergie du stimulus en un signal nerveux
6 types de récepteurs
- Chémorécepteurs
- Mécanorécepteurs
- Photorécepteurs
- Thermorécepteurs
- Électrorécepteurs
- Magnétorécepteurs
Classification des récepteurs sensoriels (3 grandes caractéristiques)
- Myélinisation=indépendante de la complexité
- Extérorécepteurs vs. intérorécepteurs
- Neurone sensoriel (Potentiel générateur) vs. cellule épithéliale sensorielle (Potentiel récepteur)
Différence entre stimulus adéquat et sensibilité
- Stimulus adéquat : type de signal spécifique au récepteur et détecté par celui-ci
- Sensibilité : récepteur sensible à un autre type de stimulus qui envoie un message à l’encéphale quand ce dernier est trop fort
Exemples de récepteurs polymodaux
- Ampoules de Lorenzini - Chondrichtyens
- Nocicepteurs de la douleur - Humains
Qu’est-ce qu’un organe sensoriel?
- Structure anatomique spécialisée dans la réception d’un type particulier de stimulus
- Ensemble de cellules réceptrices (regroupées ex. oeil - ou éparpillées - ex. cellules épithéliales)
Étapes de la réception et encodage du stimulus
1- Absorption de l’énergie du stimulus (récepteur d’étirement des membranes dendritiques - E. mécanique)
2- Transduction sensorielle = traduction du stimulus en signal (E. mécanique en signal électrique; P. générateur par l’ouverture des canaux ioniques)
3- Amplification du signal (P. d’action - récepteur qui amplifie le signal du stimulus)
4- Conduction et Intégration du signal (suite de PA - fréquence dépend de l’amplitude; interprétation par le SNC)
Distinguer le champ récepteur primaire vs. le champ récepteur secondaire
- Champ récepteur : zone spécifique correspondant à la région stimulée causant un effet sur les neurones afférents impliqués dans le sens sollicité
- Champ récepteur primaire : associé à un neurone sensoriel primaire
- Champ récepteur secondaire : résulte de la fusion de plusieurs champs récepteurs primaires - superposition (associé à un neurone secondaire recevant des signaux de plusieurs neurones primaires)
Interprétation de la surface du champ récepteur
- Champs récepteurs plus restreints permettent une détection du stimulus plus précise, car peu de neurones primaires convergent vers un seul neurone secondaire
Où se trouvent généralement les neurones tertiaires?
Dans le thalamus; c’est pourquoi les aveugles ou les gens amputés ressentent encore le mal, car les stimuli sont encore présents (toucher discriminant)
Expliquer l’inhibition latérale
Synapses inhibitrices d’un neurone qui empêchent les neurones adjacents de transférer leur signal aux neurones secondaires/tertiaires (pas assez fort pour déclencher un PA); cela rend le signal plus précis (contraste entre le centre du champ récepteur et sa périphérie); cela se nomme la discrimination
Expliquer le principe de détection du stimulus de l’audition
Différence temporelle : temps que le son met pour atteindre l’une ou l’autre des oreilles selon la provenance du son; ex. si les signaux sonores arrivent de la gauche, alors ils atteindront le cortex auditif droit en premier (oreille gauche)
À quoi est dû l’atténuation temporelle?
Adaptation du récepteur en réponse à un stimulus prolongé
Récepteurs toniques vs récepteurs phasiques
Toniques : adaptation lente, le signal est reçu, ils déclenchent des PA, mais la fréquence est diminuée
Phasiques : adaptation rapide, le signal est reçu, mais les PA ne sont plus déclenchés
Qu’est-ce qu’un chémorécepteur?
Récepteur sensible aux substances chimiques en solution (olfaction, goût)
Décrire l’organisation du système olfactif
Épithélium olfactif constitué de cellules de soutien et de cellules sensorielles (récepteurs olfactifs); les récepteurs olfactifs ont des projections ciliées qui baignent dans un mucus chargé de protéines liant les odeurs; le signal détecté est transmis au bulbe olfactif par les récepteurs
À quoi sert l’organe voméronasal?
- Détecter les phéromones; les éventuels partenaires prêts pour la copulation
- Communication interindividuelle
- Hiérarchie sociale; vie reproductrice; comportements sociaux
Expliquer la transduction du signal olfactif
1- L’odeur se lie au récepteur olfactif
2- Le changement de conformation du récepteur active une protéine G
3- L’adénylate cyclase est activée et convertit l’ATP en AMPc
4- L’AMPc produit l’ouverture de canaux cationiques, donc il y a un afflux de Na+ et de Ca2+
5- Potentiel générateur créé (=dépolarisation)
6- L’afflux de Ca2+ active des canaux Cl-, donc sortie de Cl- qui augmente la dépolarisation
7- Le potentiel générateur active des canaux Na+ voltage-dépendants, alors un PA est transmis (synapse) vers un interneurone du bulbe olfactif (SNC)
Constitution du système olfactif des Invertébrés
Organe spécifique comme les antennes ou les sensilles avec un pore
3 types de papilles gustatives
1- Foliées
2- Fungiformes
3- Circumvallées
Principe de la détection du goût salé
Le Na2+ de la nourriture entre dans la cellule par les canaux ioniques - la dépolarisation ouvre les canaux à Ca2+ - la cellule relâche des NT
Principe de la détection du goût acide
Les ions H+ de la nourriture bloquent les canaux à K+ - les K+ ne peuvent sortir de la cellule - la dépolarisation ouvre les canaux à Ca2+ - la cellule relâche des NT
Décrire l’organisation du système gustatif
- Papilles gustatives - bourgeons gustatifs - cellules gustatives
- Pore dans la papille qui laisse entrer les goûts
- Microvillosités sensitives, la membrane qui capte les goûts
- Synapse de la cellule réceptrice avec un neurone afférent, donc transmission du signal à un interneurone du SNC
Principe de la détection du goût sucré
Activation de la protéine G par le changement de conformation du récepteur lié à la substance - l’adénylate cyclase est activée et convertit l’ATP en AMPc - les canaux à K+ se ferment - la dépolarisation ouvre les canaux à Ca2+ - la cellule relâche des NT
Principe de la détection du goût amer
Activation de la protéine G par le changement de conformation du récepteur lié à la substance - la PLC est activée et transforme PIP2 en IP3 - IP3 ouvre les canaux à Ca2+ intracellulaires - la cellule relâche des NT
Qu’est-ce que les propriorécepteurs?
Récepteurs sensibles des muscles et articulations pour la locomotion et la posture; récepteurs toniques
Nommer les mécanorécepteurs phasiques
- Corpuscules de Meissner : pression faible et toucher discriminant; capsule de tissus conjonctifs
- Corpuscules de Paccini : pression forte et étirement; capsule de tissus conjonctifs
- Follicules pileux : mvts des poils; à la racine du poil
Nommer les mécanorécepteurs toniques
- Terminaisons libres : pression, nocicepteurs de la douleur, thermique, chimique
- Disques de Merkel : pression faible et toucher discriminant, dendrites liées à cellules rondes
- Corpuscules de Ruffini : pression forte et étirement
Distinguer la sensille trichoïde vs. la sensille campaniforme
- Trichoïde : protubérance cuticulaire en forme de cil; vibration et toucher
- Campaniforme : protubérance cuticulaire en forme de dôme; organisée en grappes; détecte la déformation cuticulaire liées aux mouvements pour la coordination de la locomotion
3 types de propriorécepteurs
- Fuseaux neuromusculaires : contractiles seulement au bout; détectent la longueur du muscle et l’étirement
- Fuseaux neurotendineux : stimulés par un changement de tension dans le tendon, détectent aussi son étirement
- Récepteurs capsulaires : donne des informations sur la position et le mouvement des articulations
Décrire le mécanisme de l’audition
1- L’oreille externe capte les sons de l’air ambiant vers le canal auditif
2- Le tympan vibre à la fréquence du son reçu
3- Les osselets sont le système de levier amplificateur du son reçu; la pression augmente
4- Il y a transmission de la vibration amplifiée à la fenêtre vestibulaire de faible surface; le liquide est déplacé dans la rampe vestibulaire
5- Sons dont la fréquence est plus faible que le seuil n’excitent pas les cellules ciliées et passent par l’hélicotréma; sons plus forts que le seuil font vibrer la lame basilaire, ce qui fait bouger les stéréocils liés à des neurones
Quels sont les organes auditifs des Invertébrés?
- Sensille trichoïde modifiée (non spécialisée) : capte les vibrations
- Organe de Johnston : période de reproduction, cris des conspécifiques; base des antennes
- Organe tympanique : sons environnants, cuticule très mince
- Organe supratympanique : vibrations, sur les pattes
Distinguer le statocyste vs. le statolithe
- Statocyste: Cavité remplie de fluide, dont la paroi est couverte de neurones mécanorécepteurs
- Statolithes: particules denses de carbonate de calcium
Décrire le mécanisme de l’équilibre
- Changement d’orientation corporelle de l’animal
- Statolithes suivent la gravité = mouvements sur la paroi du statocyste
- Signal sur les neurones sensoriels active une protéine membranaire
- Dépolarisation du neurone
- Transmission du signal au SNC
Décrire l’organisation des canaux semi-circulaires
- Disposés en 3 plans perpendiculaires
- Joints par un renflement; chacun une ampoule et une série de sacs (utricule et saccule)
- Appendice de la saccule = lagena ou canal cochléaire chez les oiseaux et mammifères
- Renflement contient les cellules ciliées mécanoréceptrices
Décrire le mécanisme des cellules sensorielles ciliées
- Repos : entrée régulière de K+ dans la cellule (quelques canaux ouverts), partiellement dépolarisée, entrée de Ca2+ dans la cellule, les NT sont libérés et des PA sont engendrés à une fréquence régulière
- Dépolarisation : tous les canaux K+ sont ouverts (tous les stéréocils penchent vers le kinocilium), dépolarisée, entrée de Ca2+ dans la cellule, les NT sont libérés et des PA sont engendrés à une fréquence plus élevée qu’au repos
- Hyperpolarisation : tous les canaux K+ sont fermés, fréquence des potentiels d’action diminue, car moins de Ca2+ entre dans la cellule
Qu’est-ce que la macule et quelle est sa fonction?
- Contient des otolithes (= pierres d’oreille) posées sur une matrice gélatineuse au dessus d’une membrane recouverte de plus de 100 000 cellules ciliées
- Est composée de la saccule (verticale) et de l’utricule (horizontale) = 2D
- Accélération linéaire (avoir une idée de la vitesse)
- Stimulée lorsque le corps est en position penchée
Qu’est-ce que le crista et quelle est sa fonction?
- Cupule contenant une matrice gélatineuse en vis-à-vis d’une membrane contenant de nombreuses cellules ciliées
- Dans les ampoules; 3 canaux = 3D
- Accélération angulaire
- Stimulé par les mvts circulaires du corps
Décrire le mécanisme de l’ampoule
- Le fluide du canal pousse sur la paroi de l’ampoule et donc sur la cupule
- Stimulation des cellules ciliées du canal au fluide en mouvement
- Changement de fréquence des PA dans les neurones afférents associés
- Dépolarisation et hyperpolarisation selon la direction du mouvement
(c’est le fluide qui pousse sur la paroi, ce qui fait bouger les cils dans différentes directions; comme il y a 3 ampoules, les informations de posture sont simultanées et permettent une orientation 3D du corps par rapport à son environnement)
Qu’est-ce que les neuromastes?
- Cellules ciliées et cellules de soutien dans une capsule gélatineuse
- Permettent de détecter les mouvements de l’eau (proie ou prédateur)
- Sur la ligne latérale et la portion antérieure des animaux aquatiques
Qu’est-ce qu’un photorécepteur? Nommer les 2 types
- Récepteur sensible aux photons dont la longueur d’onde est incluse dans leur spectre de visibilité
- Transforment le signal lumineux en signal électrique
- Captent des longueurs d’onde entre 300 et 1000 nm
- Photorécepteur rhabdomérique (dans les microvillosités membranaires et pour la plupart des Invertébrés)
- Photorécepteur ciliaire (dans une membrane de dérivation ciliaire et pour les Vertébrés + quelques Invertébrés)
De quoi est constitué “l’oeil” dans les premiers stades évolutifs?
- Épithélium simple récepteur incluant un écran pigmenté et des cellules photoréceptrices
- Détecteurs de lumière seulement (présence / absence)
L’évolution vers “l’oeil vrai” implique quoi dans sa composition?
- Épithélium modifié; le récepteur est en cupule optique différenciée
- Apparition d’accessoires optiques (lentille et cornée) permettant la formation des images à la façon d’une caméra (focaliser les rayons lumineux)
4 grands types d’oeil animal
- Oeil plat : Rétine plane (cellules photoréceptrices) et épithélium pigmenté
- Oeil en tête d’épingle : Rétine courbée et épithélium pigmenté (discrimination de la direction et de l’intensité lumineuse)
- Oeil vésiculaire/camérulaire : Lentille (cristallin), une rétine courbée et un épithélium pigmenté (polarisation de la lumière (= focalisation lumineuse))
- Oeil composé : multitudes d’ommatidies ayant chacune leur propre lentille (comme plusieurs petits yeux qui peuvent chacun focaliser la lumière)
Qu’est-ce que l’image intégrée des insectes?
Composite en mosaïque de mini-images
Décrire l’organisation de l’oeil composé
- Cuticule modifiée en lentille cornéenne
- Cône cristallin
- Cellules rétinulaires photoréceptrices (captent les longueurs d’onde)
- Rhabdome = centre du cercle formé par les photorécepteurs rhabdomériques, où se projettent leurs microvilli (la rétine est autour; les microvilli transmettent les informations des longueurs d’ondes lumineuses aux cellules nerveuses)
Décrire l’organisation de l’oeil camérulaire
- Cornée : première lentille
- Iris : composée de muscles lisses pigmentés entourant l’ouverture de la pupille, se contractant ou se dilatant selon l’intensité lumineuse
- Cristallin: focalise la lumière sur la rétine (deuxième lentille)
- Rétine: synapse avec les cellules bipolaires, recouvre le fond du globe oculaire = cellules photoréceptrices + bipolaires + ganglionnaires
- Choroïde: membrane recouvrant la rétine, nutritive (riche en vaisseaux sanguins) et protectrice (froid, réflexion lumière), optimise les rayons lumineux durant la nuit afin de bien voir chez les animaux nocturnes
- Disque optique : tache aveugle, aucune cellule sensorielle qui reçoit des rayons lumineux
- Humeur aqueuse et vitreuse : remplissent la cavité, riches en nutriments
Décrire l’organisation de la rétine
- Cellules photoréceptrices : à l’arrière de la rétine
- Cellules bipolaires : synapse avec les cellules photoréceptrices
- Cellules ganglionnaires : synapse avec les cellules bipolaires
- Nerf optique: jonction des axones des cellules ganglionnaires passant à la surface de la rétine
- Fovea : section circulaire de la rétine où la lumière arrive directement sur les cellules photoréceptrices (ganglionnaires et bipolaires sont poussées sur le côté;
zone de meilleure vision de l’oeil) - Interneurones : dans la couche intermédiaire, capables de modifier les informations apportées au neurones (cellules horizontales = augmenter/diminuer la qté. de NT dans les synapses des cellules photoréceptrices; cellules amacrines = augmenter/diminuer la qté. de NT dans les synapses des cellules ganglionnaires)
Distinguer les bâtonnets vs. les cônes
- Bâtonnets : sensibles à la lumière faible, plus de photopigments, temps de réponse lent, intégration sur une longue période, 1 opsine=rhodopsine, vision nocturne et en « nuances de gris », vision périphérique, signal convergent (information concentrée)
- Cônes : sensibles à la lumière vive, moins de photopigments (donc plus de photons), temps de réponse rapide, intégration sur une courte période, 3 opsines=bleu, vert et rouge, vision diurne et en couleur, signal non-convergent (plus d’information apportée)
Décrire l’organisation des photorécepteurs
- Segment interne : forte concentration de mitochondries, énergie aux réactions photoréceptrices, cils de connexion vers le segment externe
- Segment externe : invaginations cytoplasmiques en disques, enfoui dans la partie pigmentaire de la rétine, réseau élaboré de photopigments
- Photopigments : rétinal (molécule photosensible) et opsine (différents types selon la longueur d’onde), dans les disques, changent de forme en absorbant la lumière
Distinguer le photorécepteur rhabdomérique vs. le photorécepteur ciliaire
Rhabdomérique : Invertébrés, voie de la PLC - PIP2 ensuite DAG = Dépolarisation
Ciliaire : Vertébrés, voie du GMPc - PDE ensuite baisse de GMPc = Hyperpolarisation faible/forte, selon l’intensité de la lumière
Qu’est-ce qu’un thermorécepteur? Nommer les 3 types
- Récepteur sensible à la chaleur ou au froid
- 3 types : sensibles au chaud (ex. fossette loréale); sensibles au froid et sensibles au chaud extrême
Décrire les récepteurs thermosensibles chez les Vertébrés
- Récepteurs du chaud: fossettes sensorielles des Reptiles captent la chaleur radiante émise par un individu endotherme et sont capables de capturer une proie en obscurité totale
- Récepteurs du chaud et du froid des Mammifères : sensibles à un faible changement de température, récepteurs spéciaux sur un neurone sensoriel afférent (récepteur lié à un canal cationique qui s’ouvre si le récepteur est activé = génération de la dépolarisation du neurone afférent), récepteurs polymodaux (ex. froid vs. ligand chimique de la menthe; chaud vs. ligand chimique de la capsaïcine, moutarde ou wasabi)
Qu’est-ce qu’un électrorécepteur?
- Récepteur sensible aux champs électriques
- Chez les organismes aquatiques (sensibles aux vagues et à la circulation de l’eau; sensibles aux animaux environnants)
- Poissons faiblement électriques : organe électrique = muscle/tissu nerveux modifié, cellules épithéliales modifiées dérivées de détecteurs de pression dans la ligne latérale
- Monotrèmes : mécanoréception et électroréception simultanées, neurones sensoriels détectant les proies proches du bec
Qu’est-ce qu’un magnétorécepteur?
- Récepteur sensible aux champs magnétiques; pour la navigation à l’aide du champ magnétique de la Terre
- Magnétite : métal répondant aux champs magnétiques, isolé dans certains neurones de l’épithélium olfactif de truites, agit comme une aiguille de boussole
4 types de navigation selon les espèces
- Champ magnétique terrestre
- Compas stellaire (étoiles la nuit)
- Compas solaire (rythme circadien, levée du soleil)
- Intégration vectorielle
