La neurophysiologie

Thèmes abordés

Neurophysiologie, système nerveux, circuits neuraux, SNC système nerveux central, transmission synaptique, moelle épinière, reflex somatiques, ganglions, système musculaire

Résumé du document

Jour 0 : fécondation.
Jours 4 : division du zygote jusqu'à obtention de la morula.
Jour 5 : masse de cellules internes qui donne l'embryon et autre masse qui forme le placenta.
Jour 13 à 18 : formation de 3 feuillets (résultant de la gastrulation) les couches sont appelées endoderme, mésoderme et ectoderme (l'ectoderme produit le système nerveux).
Formation de la corde à partir de la ligne primitive, détermine la position du SN et la différenciation des cellules ectodermiques (qui se différencie ensuite en cellules précurseurs neurales).
Jour 19 : neurulation, La plaque neurale se transforme en gouttière neurale. jusqu'à se toucher de par en part et former le tube neural (constitué de cellules précurseurs neurales).

Extraits

[...] -Des neurotrophines agissent comme des étiquettes qui permettent aux différents cônes de croissance des axones de reconnaître les bonnes cellules cibles -L'endroit exact où se forme la synapse sur la cellule est étroitement contrôlée C)Formation et stabilisation sélective des synapses Dans les muscles et les ganglions périphériques dont les neurones sont dépourvus de dendrites chaque fibre innerve davantage de cellules cibles à la naissance qu'a la maturité Il y a suppression de contacts immatures avec focalisation d'un nombre croissant de synapses sur un plus petit nombre de cellules cibles D)Neurones adultes et cellules gliales -Ont une longévité extrême -Sont amitotique -Ont un métabolisme dont la vitesse est exceptionnellement élevée -Sont des cellules complexes et longues : Possèdent un corps cellulaire et un ou plusieurs prolongement (axone ou dendrites) -La plupart des neurones ont 3 structures fonctionnelles en commun -Une structure réceptrice -Une structure conductrice -Une structure sécrétrice Les transport axonal antérograde lent = Transporte les filaments du cytosquelette et des protéines cytosol-solubles, assurent le renouvellement de 80% des protéines totales de l'axone, permettant la croissance neuronale et le renouvellement du cytosquelette Transport axonal antérograde rapide = Déplacement de petites vésicules le long des microtubules Transport rétrograde = Transport de grosses vésicules, permettant le retour de molécules vers le soma, pour dégradation dans le lysosome Les cellules épendymaires font l'interface entre les ventricules et le tissu nerveux Les astrocytes ressemblent à des étoiles, leur fonction essentielle est de maintenir un environnement chimique adéquat pour la production de signaux nerveux Les oligendrocytes déposent autour de certains axones une enveloppe riche en lipides , la myéline, qui a des effets importants sur la vitesse de la conduction du PA, les cellules qui élaborent la myéline sont des cellules de Schawann Les cellules de la microglie dérivent de cellules précurseurs hématopoïétiques, certaines pouvant toutefois dériver directement de cellules précurseurs neurales, ces cellules peuvent phagocyter des débris de neurones ou des agents étrangers E)La myélinisation Myélinisation des neurones → Assurée par des cellules de Schwann Seules cellules gliales du SNP Myelinisent les axones uniquement 2 voies de différenciation en fonction de la taille de l'axone Si diamètre axonal > 1 μm → Cellules de Schwann myélinisantes Si diamètre axonal [...]

[...] Neurophysiologie I)Développement du système nerveux Jour 0 = Fécondation Jours 4 = Division du zygote jusqu'à obtention de la morula Jour 5 = Masse de cellules internes qui donne l'embryon et autre masse qui forme le placenta Jour 13 à 18 = Formation de 3 feuillets (résultant de la gastrulation) les couches sont appelées endoderme, mésoderme et ectoderme (l'ectoderme produit le système nerveux) Formation de la corde à partir de la ligne primitive, détermine la position du SN et la différenciation des cellules ectodermiques (qui se différencie ensuite en cellules précurseurs neurales) Jour 19 = Neurulation, La plaque neurale se transforme en gouttière neurale jusqu'à se toucher de par en part et former le tube neural (constitué de cellules précurseurs neurales) A)La neurogenèse : Des cellules précurseurs neurales aux neurones Les neurones et cellules gliales apparaissent à partir de cellules précurseurs neurales 2 types de cellules souches précurseurs, deux types de divisions : -Divisions symétriques de cellules souches neurales, avec division lentes et auto-renouvellement indéfini -Divisions asymétriques (cellules transitionnelles entre cellules souches et cellules différenciées) B)La migration des neurones Les neuroblastes formés migrent pour former 6 différentes couches successives C)Différentiation initiale des neurones et de la glie La corde, la planque du plancher, le neurectoderme et les tissus adjacents produisent des signaux moléculaires qui induisent la différentiation des cellules des tissus de l'embryon D)De l'agrégation à la maturation Arrivés à leur destination définitive les corps cellulaires des neurones forment des couches et constituent la substance grise du SNC La maturation = Pousse des prolongement (neurites = axone + dendrites), se poursuit par la synaptogenèse Ces prolongements permettent la connexions des neurones entre eux E)Développement du SNC jusqu'à la naissance Passage du stade 3 vésicules au stade 5 vésicules du tube neurale au court du développement Anomalie génétique et perturbation du développement cérébral chez l'Homme : Hydrocéphalie → Lié au K augmentation du volume des ventricule II)Construction des circuits neuraux A)Le cône de croissance Le neurone se différencie et émet des prolongements qui formeront l'axone et les dendrites Dans la phase de croissance ces prolongements sont semblables et sont appelés neurites L'extrémité en croissance d'une neurite est le cône de croissance qui sert à reconnaître le trajet à emprunter L'extrémité exploratrice du cône de croissance est composée de feuillets membranaires (les lamellipodes), desquels partent les filipodes qui se rétractent pour explorer l'environnement Les mouvements nécessaires aux déplacement se font grâce au cytosquelette, la croissance de la neurite se produit lorsqu'un filipode au lieu de se rétracter s'accroche au substrat et étire le cône de croissance, lorsque le cône de croissance a atteint l'organe cible, il s'aplatit et forme une synapse, la croissance de l'axone s'arrête Le cône de croissance suit des signaux de guidage qui le guideront à l'endroit où il doit établir des connexions L'actine G (globuline) est incorporée en actine F (filamenteuse) en réponse à des signaux attractifs Des signaux répulsifs sous-tendent le démantèlement de l'actine F (dépolymérisation) Ces processus sont influencés par des variations du Ca2+ intracellulaire dues à l'activité de canaux Ca+ Trois grandes familles : -La 1er est faite de molécules attachées à différents supports situés sur la voie qu'emprunte le cône de croissance : Ce sont des molécules d'adhérence cellulaire (CAM) CAM avec mode d'action indépendant du calcium : -Les intégrines -Immunoglobulin superfamily CAMs CAM avec mode d'action dépendant du calcium : -Cadhérines : Jouent un rôle crucial dans la gastrulation et dans le développement du système nerveux, acteur dans la stabilisation synaptique -La 2eme famille fait intervenir des molécules libres qui se diffuse dans le milieu qui entoure le cône de croissance (chimiotropisme) Les signaux de guidage du cône de croissance peuvent être diffusibles ou non (comme pour les CAM) Les molécules diffusibles chimioattractives les mieux caractérisées sont les nétrines Sécrétées par les cellules cibles elles diffusent et influencent à distance le cône de croissance en se fixant sur des récepteurs trans-membranaires spécifiques Les molécules de guidage de la croissance axonale ne sont pas attractives ou répulsives en soi : Leur effet dépend du type de récepteur exprimé sur le cône de croissance (la nétrine-1 est attractive pour les interneurones de la commissure dorsale, mais agit comme un facteur répulsif pour certaines classes de motoneurones Du coté de la chimiorépulsion on retrouve la famille des sémaphorines, ces molécules peuvent être soit fixées à la membrane cellulaire, soit sécrétées et diffusées dans le milieu environnant 1 → Signaux agissant sur le cône de croissance 2 → Suite à l'application de nétrine sur un cône de croissance en culture, la concentration en Ca2+ varie dans les lamellipodes 3 → Cône de croissance en culture se rétractant suite à l'application de sémaphoine 3A -La 3eme catégorie de molécules sont les facteurs de croissance : Ce ne sont pas vraiment des signaux de signalisation, mais ces facteurs de croissance sont nécessaires à l'allongement de l'axone et jouent un rôle crucial dans la formation des connexions synaptiques Le facteur de croissance des nerfs n'affecte que certaines catégories de neurones périphériques, les facteurs trophiques apparentés sont appelés Neurotrophines B)Récepteurs des facteurs neurotrophiques Familles des récepteurs des neurotrophines : Les récepteurs Trk (tyrosine kinase) et le récepteur p75 Toutes les neurotrophines sont sécrétées sous forme immature, qui subira un clivage protéolytique Les Trk ont une affinité élevée pour les seuls ligands matures, tandis que p75 a une affinité élevée pour les neurotrophines immatures et faible pour les neurotrophines matures Signalisation par les neurotorophines, la signalisation peut conduire à différentes réponses cellulaires en fonction de la cascade de signalisation intracellulaire que met en jeu le récepteur après avoir lié son ligand Pour comprendre les effets spécifiques des interactions neurotrophiques, il faut disposer d'au moins 3 éléments -La nature des neurotrophines disponible localement -La combinaison de récepteurs dont dispose le neurone -Les voies de signalisation intracellulaire qui vont être activées Les facteurs de croissance contribuent non seulement de manière importante à la sélection des populations de neurones, mais aussi à la stabilisation sélective des synapses B)Les facteurs de croissance et la mort neuronale Les neurones d'abord isolés finissent par constituer des circuits, ces réseaux acquièrent la capacité de traitement de l'information qui fait notamment la puissance du cerveau La survie d'un neurone dépend en grand partie de la relation qu'il va entretenir avec sa cellule cible, si on réduit le nombre de cellules cibles, on réduit le nombre de neurones qui y sont connectés À l'opposé, l'existence d'une grande population cellulaire à innerver en vie = Un plus grand nombre de neurones Il existe donc une certaine compétition entre les neurones pour des facteurs de survie (facteurs de croissance ou neurotrophines, sécrétés par les cellules cibles qui sont indispensables à la survie et à la croissance des neurones), la mort de ces neurones interviendra via un mécanisme de mort cellulaire programmée appelée apoptose Comment chaque axone reconnaît-il la bonne cellule cible ? 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