Système nerveux - PP4

Question 1

Explique un moyen de défense des plantes impliquant une substance ainsi que deux de ses exemples.

Answer 1

• Fabrication de substances toxiques pour les animaux; molécules psychoactives comme les brévétoxines des algues rouges.

Ex. 1- Curare de la liane d’Amazonie (était utilisé par des tribus pour enduire leurs fléchettes). Fonctionnement : action paralysante pour les animaux, empêche la contraction des muscles respiratoires (animal meurt rapidement et cesse de manger la plante)

Ex. 2- Ouabaïne de la Strophantus gratus d’Afrique. Fonctionnement : modifie le rythme cardiaque des animaux empoisonnés.

Tous les deux : impact sur le système nerveux, modifient la circulation des signaux électriques des animaux empoisonnés.

Question 2

Nomme les différentes parties du système nerveux.

Answer 2

Système nerveux central (SNC) : commandes, « cerveau »
= encéphale + moelle épinière

Système nerveux périphérique (SNP) : voyage de l’information, nerfs
= Division afférente (sensitive) : sens vers le SNC
= Division efférente (motrice) : SNC vers les effecteurs
= Nerfs crâniens + ganglions à l’extérieur du SNC + nerfs spinaux

Question 3

Dans quel sens voyage l’information sensorielle?

Answer 3

(sens unidirectionnel)
Stimulus internes et externes –» Récepteurs sensoriels-> Neurones afférentes -> interneurones -» SNC (Intégration)

Question 4

Dans quel sens voyagent les commandes motrices?

Answer 4

SNC -> Neurones efférents -> Système nerveux autonome ou Système moteur -> Effecteurs (muscles lisses, muscle cardiaque ou glandes/muscles squelettiques)

Question 5

Nomme et explique les rôles des différents organes de l’encéphale I

Answer 5

1- Cerveau (le conscient) :
- Contrôle des muscles squelettiques
- Permet l’apprentissage, les émotions, la mémoire et les perceptions
- Cavités remplies de liquide cérébrospinal : les ventricules (+ substances grise + substance blanche)

2- Cervelet :
- Mémoire musculaire, vrais réflexes
- Coordination et équilibre
- Mémorisation des habiletés motrices
- Composé de l’aire motrice primaire (bouger) et de l’aire somesthésique primaire (ressentir)

Question 6

Nomme et explique les rôles des différents organes de l’encéphale II

Answer 6

1- Diencéphale :
- Constitué du thalamus qui trie les informations sensitives
- De l’hypothalamus qui participe à plusieurs mécanismes endocriniens par son contrôle de l’hypophyse (glande qui participe au système nerveux et endocrinien)

2- Tronc cérébral (inconscient) :
- Constitué du bulbe rachidien qui régule diverses fonctions viscérales (fonctions dont on est inconscient, comme la respiration, la température corporelle et le pH sanguin)

Question 7

Nomme et explique les rôles des différents organes de l’encéphale III

Answer 7

1- Le système limbique :
- Siège des émotions
- Dans son corps amygdaloïde, la mémoire émotionnelle est conservée dans un endroit séparé de nos autres souvenirs. Ainsi, la mémoire émotionnelle est l’un des meilleures.
- Aussi, le bulbe olfactif est relié au système limbique, ce qui explique pourquoi la mémoire olfactive est excellente.

Question 8

Nomme les différentes parties de la division efférente du SNP

Answer 8

1- Système nerveux autonome (contrôle des muscles lisses, du muscle cardiaque et des glandes):
- système nerveux sympathique
- système nerveux parasympathique
- système nerveux entérique

2- Système moteur (contrôle des muscles squelettiques)

Question 9

Différencie le système nerveux sympathique et parasympathique.

Answer 9

1- Système nerveux sympathique (dépense d’énergie, stress)
2- Système nerveux parasympathique (état de repos, économie d’énergie)

Question 10

Dans les acteurs de la respiration, lesquels font partie de la division afférente et de la division efférente?

Answer 10

Afférente : artères carotides + aorte (message vers le SNC)
Efférente : diaphragme + muscles intercostaux (commandes motrices du SNC vers eux)

Question 11

Nomme les 6 étapes de la régulation de la respiration.

Answer 11

1- Déséquilibre (ex. est allé faire de l’exercice) : augmentation de la concentration de CO2 (trop d’acidité, pH est affecté)
2- Détection pas des chimiorécepteurs des vaisseaux sanguins
3- Influx nerveux envoyé au SNC via le SNP division afférente
4- Analyse et prise de décision par les centres de régulation de la respiration du SNC (bulbe rachidien)
5- Influx nerveux envoyé au diaphragme et muscles intercostaux via le SNP division efférente
6- Changement de la fréquence respiratoire, retour à la normale de la concentration de CO2 et du pH

Question 12

Combien de cellules sont impliquées dans un arc réflexe et pourquoi?

Answer 12

• 3 cellules (2 cellules nerveuses + 1 neurone au SNC)
• Parce que passer d’un neurone à l’autre ça prend du temps, donc moins il y a de cellules impliquées, plus le message et la réaction se font vite.

Question 13

Explique le réflexe rotulien en 6 étapes.

Answer 13

1- Un percussion du ligament patellaire qui est relié au muscle quadriceps déclenche le réflexe rotulien
2- Récepteurs sensoriels détectent un étirement soudain dans le muscle quadriceps
3- Des neurones sensitifs de la division afférente transmettent l’information aux neurones de la moelle épinière
4- Les neurones efférents transmettent au muscles du quadriceps la commande de contraction, qui fait relever la jambe
5- Aussi, les neurones sensitifs communiquent avec les interneurones de la moelle épinière
6- Les interneurones inhibent les neurones moteur des muscles ischiojambiers ce qui empêche ces muscles de se contracter afin qu’ils ne s’opposent pas à l’action du quadriceps.

Question 14

Qu’est-ce que le système nerveux? De quelles cellules est-il composé?

Answer 14

• Réseau de centaine de millions de cellules interconnectées appelées neurones qui transmettent les influx nerveux
• Aussi composées de cellules gliales qui (entre autres) soutiennent les cellules nerveuses, communiquent avec les neurones et participent à la transmission/modulation (adaptation de l’intensité) des signaux nerveux

Question 15

Nomme les organites principaux des neurones et leurs rôles.

Answer 15

• Dendrites : sensibilité des neurones, reçoivent l’information, connexion entre les neurones. Composé du corpuscule nerveux terminal et télotendrons.
• Axone : voyage de l’influx nerveux
• Gaine de myéline : accélère le transport de l’influx nerveux, protège l’axone, composée d’oligodendrocytes (cellules gliales) dans le SNC, de neurolemmocytes dans le SNP. 300 couches de myéline autour de l’axone, composée de tous entre les cellules gliales (nœuds de Ranvier) qui sont nécessaire pour le passage de l’oxygène.
• Corps du neurone : structures de base; noyau, cône d’implantation de l’axone,

Question 16

Combien y a-t-il de gliocytes (cellules gliales) par neurone? Nomme les 3 types de gliocytes ainsi que leur rôle/emplacement.

Answer 16

• 10 à 50 par neurone
• Astrocytes : soutien dans le SNC (seulement), constituent la barrière hémato-encéphalique (entre le sang et l’encéphale, empêche les bactéries d’entrer dans l’encéphale s’il y a une infection)
• Oligodendrocytes : composent la gaine de myéline dans le SNC, assurent la protection de l’axone
• Neurolemmocytes : composent la gaine de myéline dans le SNP, assurent la protection de l’axone

Question 17

Qu’est-ce que le potentiel de membrane et qu’a-t-il de particulier chez les cellules nerveuses?

Answer 17

• Différence de potentiel électrique entre les deux faces d’une membrane cellulaire; pompes génèrent un potentiel de membrane négatif.
• Généré par les pompes électrogènes des cellules (H+, Na+/K+, etc.), ce potentiel de membrane est donc négatif, où la cellule perd des cations (-70 mv)
• Chez les neurones, ce potentiel est nommé potentiel de repos. Celles-ci ont la capacité de faire varier très rapidement ce potentiel.

Question 18

Qu’est-ce que l’équation de Nernst et à quoi sert elle?

Answer 18

• Indique le potentiel d’équilibre d’un certain ion à l’intérieur/extérieur d’un neurone.
• Ei = z X 62 mv (log [ion] ext./[ion] int)

Question 19

Nomme les potentiels d’équilibre max et min de la cellule nerveuse

Answer 19

(en plus des pompes, il y a des canaux ioniques qui permettent la diffusion facilitée, où il y a plus de canaux K+ à l’intérieur que Na+ (plus à l’extérieur))

• Max : potentiel d’équilibre Na+, +62 mv. Valeur qu’on obtiendrait si on ne changeait rien, si les pompes/canaux ne travaillaient pas/valeur maximum que le Na+ pourrait atteindre (moment où le gradient électrique est dans le sens inverse du gradient de concentration)
• Min : potentiel d’équilibre K+, -90 mv. Valeur la plus négative du potentiel, moment où la force des gradients électriques et de concentration s’annulent.

Question 20

Quand y a-t-il de la dépolarisation ou de l’hyperpolarisation?

Answer 20

• Varie selon la concentration de certains ions, à l’ouverture de certains canaux ioniques :

-dépolarisation : le potentiel de membrane change et se rapproche de zéro; entrée d’ions positifs dans la cellule (Na+)
- hyperpolarisation : le potentiel de membrane change et s’éloigne de zéro; sortie d’ions positifs (K+) ou entrée d’ions négatifs (Cl-)

(où les cellules sont polarisées négativement au repos, -70 mv)

Question 21

Est-ce qu’un changement de potentiel peut être gradué? Est-ce qu’un influx nerveux peut être gradué

Answer 21

• Oui, petits, moyens, grands : un changement de potentiel gradué se produit dans un seul endroit du corps et y reste, ce n’est pas un potentiel d’action/influx nerveux!
• Non, ils ont tous la même taille. La variation est dans la fréquence/vitesse à laquelle ils se propagent

Question 22

Qu’est-ce qu’un influx nerveux?

Answer 22

• Potentiel d’action; une dépolarisation qui atteint le seuil d’excitation (-55 mv). a toujours la même forme, la même taille.

Question 23

Qu’est-ce que les canaux des neurones ont de particulier?

Answer 23

• Les canaux (neurone = changement de potentiel par diffusion facilitée) sont à ouverture contrôlée.
  Il y a 2 types de canaux :
  1) Canaux tensiodépendants ou voltagedépendants : dépendent du potentiel électrique, ne s’ouvrent que si la cellule atteint un certain potentiel, une certaine charge.
  2) Canaux chimiodépendants : dépendent de la présence d’un ligand

Question 24

Nomme et explique les différentes étapes de la formation d’un influx nerveux. (aussi connaître la forme/les données du graphique)

Answer 24

1- État de repos : les canaux Na+/K+ voltages dépendants sont fermés, potentiel de repos (-70mv)

2- Dépolarisation : un stimulus provoque l’ouverture des canaux chimiodépendants Na+, l’entrée des ions Na+ entraine la dépolarisation de la membrane, et elle peut atteindre le seuil d’excitation (-55 mv)

3- Phase de dépolarisation du potentiel d’action : La plupart des canaux voltage dépendants Na+ sont ouverts Vs aucun des canaux K+. Les Na+ entrent à volonté, augmentation +++ du potentiel de la membrane.

4- Phase de repolarisation du potentiel d’action : potentiel de membrane atteint +35 mv (formation de l’influx nerveux), les canaux tensiodépendants Na+ se referment alors que les canaux tensiodépendants K+ s’ouvrent, repolarisation de la membrane jusqu’à ce qu’elle atteigne -80 mV.

5- Hyperpolarisation : certains canaux K+ sont toujours ouverts alors que tous les canaux Na+ sont refermés. Quand ils se referment, la pompe Na+/K+ ramène les ions à leur endroit de départ, on rétablit les concentrations d’ions de départ retour à l’état de repos (-70 mv)

6- Période réfractaire : Étape de quelques millisecondes, avant la prochaine dépolarisation, neurone devient insensible, les canaux ne peuvent plus s’ouvrir, ils sont fermés.

Question 25

Comment fonctionne la propagation de l’influx nerveux le long de l’axone?

Answer 25

• L’axone est dépolarisé région par région (dépolarisation = entrée en potentiel d’action de l’influx)
• Ce voyage est unidirectionnel en raison de la période réfractaire (les neurones deviennent insensibles après le potentiel d’action, ne peuvent pas revenir en arrière)

Question 26

Quel facteurs influencent la vitesse de transmission de l’influx nerveux?

Answer 26

1- Le diamètre du neurone : grand diamètre=grande vitesse de l’influx
2- Conduction saltatoire de la gaine de myéline : conductions par « bonds » (noeuds de Ranvier) = grande vitesse

Question 27

Comment se propage l’influx dans un axone sans Gaine de myéline?

Answer 27

• Le sodium se diffuse d’une région de l’axone à une autre
• Le changement local de potentiel de la membrane permet à de nouveaux (prochains) canaux de s’ouvrir, dans la prochaine région
• Cela se reproduit d’un bout de l’axone à l’autre
• Vitesse de propagation = 2 m/s

Question 28

Qu’est-ce que la conduction saltatoire et que permet-elle?

Answer 28

• Propagation de l’influx avec la Gaine de myéline, la dépolarisation se produit seulement aux noeuds de Ranvier (trous sans gaine) et l’influx « saute » d’un noeud à l’autre.
• Permet moins de perte de potentiel de membrane et une grande vitesse de propagation (120 m/s)
• D’ailleurs un axone myélinisé de 20 micromètres de diamètre est aussi rapide qu’un axone non myélinisé de 800 micromètres

Question 29

Où se fait la transmission de l’influx nerveux d’un cellule à l’autre et quels sont les 2 types de transmission?

Answer 29

Au niveau du synapse : jonction entre deux cellules nerveuses adjacentes

2 types : électrique (rapide) et chimique (lent)

Question 30

Quelle est la force de la transmission synaptique électrique? Quelle est sa faiblesse?

Answer 30

• Sa très grande rapidité; on y perd que quelques millisecondes
• Elle est plus contraignante : l’influx nerveux est NÉCESSAIREMENT transmis d’une cellule à l’autre, on ne peut contrôler cette transmission (ex. on ne peut pas envoyer le message de pas contracter un muscle dans un arc réflexe

Question 31

Chez qui retrouve-on le plus de transmission synaptique électrique : l’adulte ou l’embryon?

Answer 31

l’embryon

Question 32

Explique la transmission synaptique électrique.

Answer 32

• Rencontre entre le neurone présynaptique et le neurone postsynaptique; la fente synaptique est très petite. (3.5 nm)
• Avec les pores de chaque membrane, il y a la formation de canaux ioniques Na+ (à partir des protéines connexins) qui permettent la formation d’un lien entre les 2 cytoplasmes. Les petites molécules peuvent donc suivent le gradient électrochimique et se transmettre à l’autre cellule.
• Le neurone postsynaptique va alors pouvoir se dépolariser, atteindre le seuil d’excitation (-55 mv) et poursuivre la transmission.

Question 33

Nomme un désavantage et un avantage de la transmission synaptique chimique (en expliquant le mécanisme à l’origine de l’avantage)

Answer 33

• Beaucoup plus lent (perd 300-500 millisecondes)
• Mode de transmission beaucoup moins contraignant grâce aux canaux chimio dépendants : des canaux ioniques à ouverture contrôlée.

Question 34

Qu’est-ce qui est nécessaire/particulier dans la transmission synaptique chimique (2)

Answer 34

• Besoin d’utiliser des messagers chimiques; les neurotransmetteurs
• Fente synaptique beaucoup plus large que dans la transmission électrique

Question 35

Nomme les 10 étapes (rip) de la transmission synaptique chimique.

Answer 35

1- Arrivée du potentiel d’action dans le corpuscule nerveux terminal; le neurone présynaptique atteint +35mv
2- Ouverture des canaux voltage dépendants Ca2+
3- Entrée de Ca2+ par diffusion facilitée dans le CNT du neurone présynaptique (augmentation de la concentration de Ca2+)
4- Migration des vésicules synaptiques de neurotransmetteurs vers la membrane présynaptique.
5- Fusion+explosion des vésicules à la membrane; Exocytose des neurotransmetteurs dans la fente synaptique
6- Diffusion simple des neurotransmetteurs (permise par l’énergie cinétique de ces derniers) au travers de la fente synaptique
7- Certains neurotransmetteurs se « fixent » sur des canaux chimio dépendants sur la membrane postsynaptique (** les neurotransmetteurs n’entrent pas dans la prochaine cellule : ils provoquent la venue d’ions dans la cellule en ouvrant des canaux **)
8- Ouverture des canaux chimio dépendants; cela mène à la dépolarisation ou l’Hyperpolarisation de la cellule, dépendant du type de canal qui est ouvert (K+, Na+,…)
9- Diminution de la concentration de neurotransmetteurs dans la fente synaptique à cause de la diffusion simple des canaux hors de la fente (les canaux se referment tranquillement). Pour les NT restants, 2 possibilités : dégradation (enzymes) ou recapture
10- Fermeture des canaux chimio dépendants

Question 36

Pourquoi un canal chimio dépendant Na+/K+ cause quand même une dépolarisation et non pas un maintien de l’état de repos?

Answer 36

• Parce que le gradient électrochimique du Na+ est beaucoup plus puissant que celui du K+; l’état de repos étant de -70 mv, la différence entre le potentiel d’équilibre du Na+ (+62mv) et l’état de repos de la cellule est beaucoup plus grande que celle entre l’état de repos et le potentiel de repos K+ (-90)
• Le gradient de concentration du K+ est plus faible que le gradient du Na+. (plus de Na+ qui sort que de K+ qui entre)

Question 37

Est-ce qu’un neurone n’a qu’une seule synapse?

Answer 37

• Non, il peut en avoir des milliers, car, même s’il ne fabrique qu’un seul type de Neurotransmetteur; il est sensible à plusieurs NT différents (elle reçoit plusieurs signaux en même temps, dans plusieurs synapses différentes)

Question 38

Nommes les deux fonctions des synapses.

Answer 38

• Synapses excitatrices
• Synapses inhibitrices

Question 39

Dans l’intégration nerveuse : nomme la réponse postsynaptique et le type de canaux ouvert pour chaque type de synapse.

Answer 39

1) Excitatrice
- Potentiel gradué, PPSE (Potentiel Post-Synaptique Excitateur), dépolarisation
- Canaux chimio dépendants à Na+/K+

2) Inhibitrice
- Potentiel gradué, PPSI (Potentiel Post-Synaptique Inhibiteur), hyperpolarisation
- Canaux chimio dépendants à K+ ou Cl-

Question 40

De quoi dépend le type de réponse postsynaptique induite par chaque neurotransmetteur? (pcq les neurotransmetteurs peuvent être des inhibiteurs ou des excitateurs)

Answer 40

• Du type de canal ionique ouvert par le neurotransmetteur

Question 41

Est-ce qu’un seul PPSE dans la synapse chimique permet habituellement le déclenchement d’un potentiel d’action en atteignant le seuil d’excitation?(autrement dit, est-ce qu’un seul signal cause un potentiel d’action?)

Answer 41

• Non, c’est plutôt la sommation de divers PPS (PPSE et PPSI) qui permet d’atteindre ou non le seuil d’excitation.

Question 42

Que cause la sommation spatiale de PPSI et de PPSE?

Answer 42

• Un ralentissement de la fréquence des influx nerveux (parce qu’ils ont un rôle inverse, le dépolarisation prend plus de temps à atteindre)

Question 43

Nomme et explique les 2 types de sommation dans l’intégration nerveuse. (savoir les reconnaître sur un graphique)

Answer 43

• Sommation temporelle : Un même neurone provoque plusieurs PPSE successifs (tel un enfant gossant qui veut aller à Disney et qui le demande chaque jour pendant un an); une accumulation permettant d’atteindre le seuil d’excitation (-55mv). Le Na+ entre à plusieurs moments dans le temps, la pompe Na+/K+ n’A pas le temps de faire le « ménage », de dépolariser le neurone postsynaptique.
• Sommation spatiale : Différents neurones provoquent simultanément plusieurs PPSE permettant d’atteindre le seuil d’excitation (tel 12 enfants gossants qui veulent aller à Disney le même après-midi) Le Na+ entre à plusieurs endroits différents, en même temps.

Question 44

Explique l’action de différents poisons sur le système nerveux : les brévétoxines, le curare et la ouabaïne.

Answer 44

• Brévétoxines : imitent un NT, se fixent sur les canaux voltage-dépendants Na+; provoque leur ouverture et le seuil d’excitation est toujours atteint
• Curare : Imite l’acétylcholine en bloquant le récepteur neuromusculaire nicotinique (empêche l’ouverture des canaux chimio dépendants = empêche la dépolarisation= paralysie)
• Ouabaïne : bloque la pompe Na+/K+, empêche le retour à la normale des concentrations ioniques (empêche d’atteindre un potentiel d’action, empêche la transmission des influx nerveux).

En général, elles jouent toutes sur le voltage des neurones

Question 45

Comment fonctionnent certaines drogues/médicaments (fonctionnement général, exemples)?

Answer 45

• Empêche la recapture des neurotransmetteurs dans le neurone pré-synaptique
• Imite l’action d’un neurotransmetteur (par exemple l’acétylcholine) et se fixe sur les récepteurs du neurone post-synaptique (ouverture du canal ionique, entrée ne Na+)
• Limiter la sécrétion d’un neurotransmetteur inhibiteur afin de favoriser la dépolarisation du neurone post-synaptique.

En général, elles changent le potentiel de membrane d’un neurone ou change la fréquence de transmission des influx nerveux.