Physiologie du neurone

I- INTRODUCTION :

Les neurones possèdent deux propriétés fondamentalement liées : l’excitabilité et la conduction qui leur permettent de recevoir, de propager et de transmettre des informations sous forme d’influx nerveux.

II- LES TRANSPORTS AXONAUX :

Plusieurs types
– Transport antérograde rapide (100-400mm/j):renouvollement des protéines membranaires de l’axone, enzymes de synthèse des NT et précurseurs des NM -Transport antérograde lent (0.1-2mm/j):Renouvellement du cytosquelette, apporte l’axoplasme des axones en croissance.
– Transport des mitochondries :
Renouvellement des mitochondries de l’axone et des terminaisons 10-40mm/j
– Transport axonal rétrograde : rôle d’élimination des déchets. 150-200mm/j

III- LE POTENTIEL DE REPOS (PR) :

A- Mise en évidence :

Caractéristique de toutes les cellules vivantes, sa valeur est variable d’une cellule à l’autre.Les propriétés électriques qui découlent de cette ddp sont à l’origine du fonctionnement des neurones.

B- Origine :

1- Phénomènes passifs :

a- Differences des concentrations ioniques :

Au repos, il existe une inégalité de répartition des ions de part et d’autre de la membrane (tableau). La séparation de charge qui en résulte est à l’origine d’un mouvement passif d’ions à travers des « canaux de fuite » sélectifs à chaque espèce ionique.Ces mouvements passifs s’effectuent selon deux gradients :

– Un gradient de concentration (osmotique).

– Un gradient électrique dû à la ddp (Vm) de repos.

concentrations ioniques : (exemple de l’axone géant de calmar)

b- Potentiel d’équilibre : équation de NERNST Cette équation permet de calculer le potentiel d’équilibre d’un ion (E ion) c’est-à-dire le potentiel de membrane pour lequel cet ion est en équilibre vis-à-vis des forces électrochimiques. Ex = R.T/ZF.Ln Xe/Xi

c-Perméabilité membranaire :

En réalité, la membrane est perméable à plusieurs ions et les flux ioniques sont fonction non seulement des forces électrochimiques (Em-Eion) mais aussi des perméabilités ou conductances « g » respectives, d’où l’équation de Goldman.

2- Phénomènes actifs :

Pour assurer la stabilité des concentrations ioniques il faut l’intervention d’un processus actif de transport en sens inverse (contre les gradients électrochimiques) : C’est la pompe à Na+-k+ ATP ase.

– Fonctionnement : schéma

Les variations locales du potentiel de membrane se manifestent sous deux formes :

IV- EFFET D’UNE STIMULATION INFRALIMINAIRE : LES POTENTIELS LOCAUX (ÉLECTROTONIQUES)

– Modèle électrique équivalent de la membrane :

Ces phénomènes locaux sont dus aux propriétés physiques passives de la membrane.

La bicouche lipidique isolante constitue l’équivalent d’un condensateur ( Cm) ; les protéines conductrices opposent une résistance Rm au courant Im traversant la membrane.

La membrane peut donc être comparée à la juxtaposition de circuits élémentaires reliés par des résistances longitudinales (RL) du milieu intracellulaire.

On défini deux constantes :
– Réponse locale : constante de temps. C’est une fonction des valeurs de Cm et de Rm.

– Réponse propagée : constante d’espace, elle est fonction des valeurs de RL

V- EFFET D’UNE STIMULATION SUPRALIMINAIRE : LE POTENTIEL D’ACTION PROPAGE (PA) :

C’est le mode de communication du système nerveux sur de longues distances.

– Caractéristiques : on distingue plusieurs phases :

– Dépolarisation rapide et brusque avec inversion du Vm (de -70 à +30) et début d’une repolarisation rapide, sa durée est de 0,5 à 1 m sec et correspond à la période réfractaire absolue (PRA).

– Repolarisation plus lente : Correspond à la période réfractaire relative (PRR)

– Une post dépolarisation

– Une post hyperpolarisation


– le potentiel d’action résulte d’une augmentation brutale de g Na+ avec entrée massive de Na+ et inversion du Vm.

– La repolarisation est due à l’inactivation des canaux Na+ VD et surtout à l’activation « retardée » des canaux K+VD.

– Le retour à l’équilibre de repos est assuré par la pompe à Na+ K+ ATP ase.

– Bases ioniques du potentiel d’action :

– Au moment de la pointe Vm tend vers le E Na+, en effet :

– Si on bloque les canaux Na+ Voltage Dépendants par la tetrodotoxine (TTX) : la cellule est inexcitable malgré un PR normal.

– La technique du « voltage clamp » montre qu’au cour de la pointe, pour g K+ =1, gNa+ =20

VI- -Conduction nerveuse : deux situations :

– Fibres non myélinisées :

La dépolarisation membranaire induit des « courants locaux » qui dépolarisent les régions voisines d’où ouverture des canaux Na+VD et formation d’un potentiel d’action à distance.

– Fibres myélinisées :

Le potentiel d’action formé au premier nœud se déplace vers le second du fait de la présence de la gaine de myéline (isolante) : c’est la conduction saltatoire .

Cours du Dr R. Riri – Faculté de Constantine