LE NERF : 1ère Partie

Les nerfs sont constitués dans l’organisme par des prolongements axoniques des cellules nerveuses. L’ensemble des axones forme les nerfs.

1 .Fonction :

Ils ont pour fonction la conduction de l’influx nerveux. L’influx nerveux est une onde de dépolarisation appelée potentiel d’action (PA).

Il y a deux types de messages :

- les messages afférents (ou sensoriels) : ils partent de la périphérie et vont être transmis par ces nerfs au SN.

- les messages efférents (ou moteurs) : ils vont du centre nerveux à la périphérie (ex : muscle).

Dans l’organisme, il existe des nerfs uniquement sensitifs, ou uniquement moteurs, mais la grande majorité des nerfs est mixte.

A .Fonctions motrices :

Somatiques : ils obéissent à la volonté. Ils sont souvent destinés à des muscles striés squelettiques.

Végétatives : c’est le système nerveux autonome. Ils ne dépendent pas de la volonté. Ils règlent le fonctionnement des organes : ils règlent l’homéostasie (ou la stabilité du milieu intérieur). Le système nerveux autonome est lui-même composé de deux systèmes :

L’orthoS : C’est un système diffus, divergent, qui provoque des réactions généralisées. La voie efférente est constituée de 2 neurones, qui font relais dans un ganglion (ggl) situé à distance de l’organe.

Le paraS : il est moins étendu, plus localisé. Le relais se trouve à proximité de l’organe.

L’orthoS est très généralisé. Par exemple, la réaction de peur entraîne une augmentation de la fréquence cardiaque, une augmentation de la ventilation…

Le paraS est beaucoup plus localisé : exemple : rougissement de la face.

Dans l’organisme, cette différenciation entre commande volontaire et commande involontaire n’est pas toujours très nette. Par exemple : le diaphragme : c’est le muscle essentiel de la respiration, il est permanent, mais il est possible de le commander.

B .Fonctions sensorielles :

Il y a différents types de sensibilité :

- extéroceptive : c’est la perception des phénomènes venant de l’extérieur de l’organisme.

- intéroceptive : elle provient de plus profond, des viscères.

- proprioceptive : elle est très importante. On n’en a pas toujours conscience. Elle provient des muscles et des zones articulaires, et permet de savoir en permanence le degré de contraction et la position articulaire.

2 .Structure du neurone :

Le neurone est l’unité fonctionnelle (UF) du système nerveux.

Ex : un motoneurone médullaire : c’est une cellule nerveuse, qui prend son origine dans la moelle épinière, et qui va innerver les muscles striés squelettiques. Il est très long. Un motoneurone médullaire est en contact avec 5000 à 6000 autres cellules nerveuses.

La gaine de myéline a une structure lipidique. Au niveau des nœuds de Ranvier, il y a une zone de faible résistance au courant électrique.

Autre exemple de cellules nerveuse : une cellule pyramidale. Elles constituent les faisceaux moteurs principaux.

Autre exemple : une cellule en T :

Ces structures ont permis d’élaborer une classification basée sur la structure de la cellule nerveuse, et la présence ou non, autour, d’une gaine de myéline. La 2^ème chose, c’est le diamètre de la fibre. Plus une fibre est grosse (myélinisée), plus elle conduira vite l’influx nerveux. Il existe une relation : vitesse = 6 x diamètre.

La vitesse est en m/s, et le diamètre en mm.

Exemple : une fibre de 20 mm de diamètre conduit l’influx à une vitesse d’environ 120 m/s.

L’intégrité de l’axone est directement dépendante du corps cellulaire. C’est ce qu’on appelle la dégénérescence Wallerienne.

3 .Le potentiel de repos :

Les cellules nerveuses sont des cellules excitables. Ces cellules sont capables de maintenir une différence de potentiel (ddp) entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule : c’est le potentiel de repos (PR).

1°) Mise en évidence :

On travaille sur des axones de calmar, car il y a des axones géants (diamètre » 1 mm).

On dispose : une de référence, et l’autre exploratrice (souvent de verre), et remplie de solution conductrice (K+, Cl-).

Cas 1 : les 2 électrodes sont à la surface du neurone, la ddp = 0.

Cas 2 : on fait pénétrer l’électrode à l’intérieur de l’axone. On observe qu’il existe une ddp de – 90 mV entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Cette ddp est constante tant qu’il n’y a pas de stimulation : c’est le potentiel de repos (PR).

2°) Mécanisme :

Ce PR résulte de concentrations inégales (entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule) en ions, dont certains sont diffusibles, d’autre non. Un est important : K+. Sur la ddp de – 90 mV, » 87 sont dus au K+. C’est l’ion le plus inégalement concentré.

K+ est un ion extrêmement diffusible. Il y a des protéines à l’intérieur de la cellule, qui ne sont pas diffusibles, et qui sont chargées négativement. Ce sont des gros anions, non diffusibles. Ils créent à l’intérieur de la cellule une certaine électro-négativité, et retiennent des ions positifs à l’intérieur : c’est l’équilibre dit de Donnan.

Au niveau de la membrane, il existe des canaux de « fuite » : Na+, K+. La perméabilité au K+ est entre 50 à 100 fois supérieure à celle de Na+. Le flux sortant de K+ est donc très supérieur au flux entrant de Na+.

Il y a aussi des pompes à Na+/K+. Elles utilisent de l’énergie (ATP). On dit qu’elle sont de type électrogène : elles font sortir du Na+ et rentrer du K+, mais différemment : il entre 2 K+ pour 3 Na+ sortis. Il y a donc un excédent de charges positives à l’extérieur de la cellule. C’est ce qui explique cette ddp.

4 .Excitabilité du neurone :

1°) Définition.

L’excitabilité du neurone, c’est sa capacité de modifier son potentiel de repos sous l’effet d’une modification de l’environnement, c’est à dire sous l’effet d’une stimulation ou d’un excitant.

2°) Les excitants.

Physiologiques : la chaleur, le goût, …
Artificiels : substances chimiques, stimulations mécaniques, … On se sert quasiment toujours de l’électricité, car elle respecte les lois de l’excitabilité. On peut le quantifier, le limiter…

3°) Les conditions d’efficacité d’un excitant.

Vitesse d’établissement du courant très rapide.

Si la vitesse est beaucoup plus lente, la cellule ne « répond » pas car il y a un phénomène d’habituation. Il y a une limite entre stimulation efficace et stimulation inefficace.

L’angle a est appelé climalyse.

Seuil d’excitation. Potentiels infraliminaires aigus.

Pour qu’une fibre puisse faire un PA, il faut qu’on y applique une stimulation faisant passer la ddp de –90 mV à une intensité supérieure à –55 Mv.

Relation intensité/durée.

Cette relation a un aspect d’hyperbole équilatère. C’est valable aussi pour les muscles.

La rhéobase est l’intensité minimale pour laquelle on peut espérer une réponse nerveuse.

Le temps utile est le temps pendant lequel doit être appliqué une intensité I = rhéobase pour obtenir une réponse nerveuse. C’est difficile à calculer précisément. On préfère choisir un autre temps = chronaxie, qui est le temps pendant lequel on doit appliquer une intensité I = 2 fois la rhéobase, pour avoir une réponse nerveuse.

4°) Caractérisation de l’excitabilité.

On mesure la chronaxie. Plus la chronaxie diminue, plus la cellule nerveuse est excitable. Ce sont les fibres de gros diamètre qui ont les chronaxies les plus faibles. La chronaxie est d’autant plus faible que la cellule est excitable.

Périodes réfractaires : si, à une cellule nerveuse qui est en train de se dépolariser, on fait une seconde stimulation, quel que soit son temps, son intensité, la fibre ne répondra pas car elle se trouve en période réfractaire absolue (PRA). Elle est inexcitable.

Lorsqu’elle est en train de se repolariser : si on fait une stimulation de la même intensité que la première, il ne se passe rien. Si la 2^ème stimulation est supérieure à la première, on obtient une réponse. La fibre se trouvait donc dans un état d’hypoexcitabilité. Elle est en période réfractaire relative (PRR).

Cette PRA conditionne la fréquence de décharge de la cellule nerveuse.

Une cellule nerveuse ne peut pas donner des PA rapprochés de plus de 1 ms. Or, pour que le muscle fonctionne, il doit recevoir des trains de PA espacés d’un temps inférieur à 1 ms.

Il se produit une décharge asynchrone des motoneurones médullaires (tous n’envoient pas leurs influx en même temps). Le muscle reçoit donc des influx très rapprochés.

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