Table Of ContentNEUROLOGIE : Anatomie du Système Nerveux.
Introduction :
• Le système nerveux est à l’origine de tous les comportements humains, élaboration, exécution, évaluation,
complexité de l’organisation du SN justifie la diversité des comportements.
• 10 milliards de neurones, structure hyper complexe.
• Des structures particulières de ce système assure des fonctions particulières = relation structure/ fonction.
• Ces structures peuvent être hiérarchisées en bas et haut niveau, ces dernières étant apparus plus tard au niveau de
l’évolution phylogénétique, elles commandent les structures de bas niveau.
I) Notion d’embryogenèse :
La genèse du SN est un phénomène précoce et rapide (début 3ème semaine de grossesse, achevé à la 12ème semaine). Toutes
les structures seront mise en place à l’exception du corps calleux.
L’architecture précoce de tous les embryons de vertébrés résulte du processus de gastrulation qui va permettre la formation
d’un embryon à trois feuillets :
L’ectoderme qui donne naissance à la peau et au SN, le mésoderme(cid:1) système musculaire et vaisseaux sanguins,
l’endoderme (cid:1) viscères et système squelettique.
Les conséquences de la gastrulation sont la formation de la chorde dorsale, formée à partir de cellules mésodermique, elle
s’étend sur toute la longueur de la ligne médiane. Du fait de sa proximité avec l’ectoderme, celui-ci va se transformer en SN,
rendu possible car la chorde envoie les signaux inducteurs qui vont permettre la différenciation des cellules de l’ectoderme en
cellules précurseur du tissu nerveux. Ce processus s’appelle la neurulation.
La plaque neurale apparaît à la 3ème semaine de la vie embryonnaire. Cette plaque va se replier, se courber pour donner la
gouttière neurale qui se ferme vers la 4ème semaine de vie embryonnaire et donne le tube neural.
Après formation du tube, les ébauches des principales structures du SN vont prendre forme :
Stade à 3 vésicules :
Vers la 5ème semaine de vie embryonnaire, la partie rostrale du tube neural se différencie (de proximal à distal) en
rhombencéphale, mésencéphale (cerveau intermédiaire), prosencéphale.
2 divisions supplémentaires aboutiront à la formation du cerveau adulte.
Stade à 5 vésicules :
Grâce à des mécanismes de différenciation cellulaire au niveau du rhombencéphale et prosencéphale :
• Rhombencéphale : il va donner le métencéphale (distal), et le myélencéphale (proximal).
• Prosencéphale : il donnera diencéphale et télencéphale.
Les régions les plus antérieures régissent les activités conscientes, ainsi que le stockage et le traitement de l’information. Les
régions les plus postérieures contrôlent les activités inconscientes.
II) Anatomie fonctionnelle du système nerveux :
2.1) Les différentes subdivisions :
SN = ensemble des structures nerveuses incluses dans la boîte crânienne (encéphale) + colonne vertébrale (moelle épinière ou
ME).
• La substance grise (SG): constituée par un regroupement de corps cellulaires de neurones = centre d’intégration
nerveux. Ex : moelle épinière, la substance grise contribue à la construction des mouvements réflexes.
• La substance blanche (SB): constituée de fibres = regroupement d’axones permettant la conduction des messages
nerveux. SNC (cid:1) SNP et inversement. Elle permet de relier les 2 hémisphères cérébraux, ainsi que les différentes
parties (structures) d’un hémisphère.
2.2) Les protections du SNC :
2.2.1) Protection osseuse :
Crâne : structure résistante protégeant le cerveau, constitué par des os plats reliés par des sutures :
• Os frontal.
• 2 os pariétaux.
• 2 os temporaux.
• Os occipital.
La base du crâne est peu résistante, car perforée par de nombreux orifices permettant le passage d’artères, veines et nerfs
crâniens.
Au niveau postérieur, le trou occipital correspond à la séparation entre le bulbe rachidien et la ME.
Vertèbres : formées de 2 parties entourant le canal rachidien.
• Partie antérieure : corps vertébral = spondyle.
• Partie postérieure : 2 apophyses transverses et 1 apophyses épineuse.
On observe des surfaces articulaires et des trous de conjugaison (cid:1) passage d’artères, veines et nerfs.
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2.2.2) Les méninges :
Enveloppe de tissu conjonctif entourant le SNC et délimitant différents espaces (du plus externe au plus interne) :
Surface épidurale (cid:1) dure-mère (cid:1) espace sous dural (cid:1) arachnoïde (cid:1) espace sous arachnoïdien (cid:1) pie-mère.
La dure-mère est la méninge la plus épaisse des 3, l’arachnoïde est avasculaire, la pie-mère est composée d’un réseau
vasculaire dense qui fournit au SNC l’oxygène et les nutriments.
2.2.3) Le liquide céphalo-rachidien (LCR) :
Liquide produit de façon permanente par les plexus choroïdes (ventricules latéraux et 4ème ventricule) : 125 ml/6h. Volume
total = 150 ml.
Il remplit les ventricules, s’écoule dans l’espace sous arachnoïdien par des ouvertures au niveau du 4ème ventricule, il forme
un coussin hydraulique. Il est réabsorbé par le sang au niveau des villosités arachnoïdiennes.
Le LCR assure une protection mécanique et chimique, c’est un milieu propice à la production des potentiels d’action post-
synaptiques (PAPS), sa composition chimique ne doit pas trop fluctuer.
Présence du LCR :
2 ventricules latéraux (droit et gauche), qui communique avec le 3ème ventricule par le trou de MONROE. Le 3ème ventricule
communique avec le 4ème ventricule par l’aqueduc de SYLVIUS. Le 4ème ventricule se poursuit dans la ME par le canal de
l’épendyme.
2.2.4) La barrière hémato-encéphalique :
Les échanges entre le système sanguin et le tissu nerveux s’effectuent à travers la paroi des capillaires où le débit est le plus
faible.
Cette zone d’échange = barrière hémato-encéphalique (BHE). Les capillaires sanguins sont plus étanches que ceux présents
dans le reste du corps. On retrouve des jonctions serrées entre le capillaire et les astrocytes (= cellules nerveuses) qui
empêchent le passage des ions. Le glucose, l’eau, l’oxygène, le dioxyde de carbone et de nombreuses substances liposolubles
(alcool, caféine, nicotine, drogue, anesthésique) vont pouvoir diffuser à travers le BHE grâce à la présence de transporteurs
spécifiques (ex : transporteur au glucose).
Cette BHE joue un rôle dans l’homéostasie, elle pose problème dans l’administration de certains médicaments ayant pour
cible le cerveau.
2.3) Organisation du SNC :
2.3.1) La moelle épinière (ME) :
Long cordon de 45 cm environ, enfermée dans la colonne vertébrale dans le canal rachidien.
Diamètre = 15mm, présente 2 renflements, un cervical donnant naissance au plexus brachial, un lombaire pour le plexus
lombo-sacré.
Elle s’étend du trou occipital à L1-L2. La partie terminale se prolonge par la queue de cheval ou phylum terminal. Emergence
de 31 paires de nerfs rachidiens.
La ME se divise en 2 parties :
• La substance blanche est composée des cordons antérieurs, postérieurs et latéraux qui véhiculent l’information
nerveuse (voie afférente ou sensitive, voie efférente ou motrice).
• La substance grise forme la partie centrale de la moelle épinière, elle est en forme de H ou papillon. Sert dans
l’intégration des messages nerveux (agglomération de corps cellulaires).
Au niveau de la substance grise, différentes subdivisions :
• Au niveau des cornes :
o Cornes postérieures : intègrent les messages nerveux sensitifs.
o Cornes antérieures : intègrent les messages nerveux moteur.
• Au niveau de la corne postérieure (différent type de sensibilité) :
o Partie la plus externe : traitement des informations liés à la sensibilité enteroceptive (informations
provenant de l’extérieur).
o Partie médiane : traitement des informations liées à la sensibilité proprioceptive (ensemble des
informations permettant de situer la position des segments corporels les uns par rapport aux autres.
o Partie la plus interne : traitement des informations liées à la sensibilité interopceptive (informations
provenant des viscères).
• Au niveau de la corne antérieure :
o Partie la plus interne : responsable de la motricité viscérale (modification de diamètre de certains
organes).
o Partie la plus externe : motricité somatique (production de mouvements réflexes).
Au niveau de la substance blanche, différentes subdivisions :
• Les racines rachidiennes supérieures : innervent la tête.
• Les racines rachidiennes moyennes ou médianes : innervent le tronc et les membres supérieures.
• Les racines rachidiennes inférieures : innervent le tronc et les membres inférieures.
• Cette organisation de la ME = organisation métamérique, avec 2 aspects :
o Au niveau de la racine postérieure : les informations traitées viennent de la surface cutanée particulière
ou dermatome.
o Au niveau de la racine antérieure : les informations traitées viennent d’un groupe musculaire particulier
ou myotome.
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Rôles de la ME :
• Relais entre le SNP + structures nerveuses centrales (SNC).
• La ME = centre intégrateur sensori-moteur, rôle essentiel dans les mouvements réflexes. L’intégration des
informations sensorielles (substance grise) se fait par un neurone sensoriel, il en résulte un message nerveux
moteur.
• Mouvement réflexe = mouvement automatique involontaire = réponse stéréotypée.
o Réflexe mono synaptique : 1 neurone sensoriel + un neurone moteur.
o Réflexe bi synaptique : 1 neurone sensoriel + 1 inter neurone + 1 neurone moteur.
o Réflexe poly synaptique : plusieurs synapses permettant d’avoir une certaine adaptabilité.
2.3.2) Le tronc cérébral :
Il possède 3 structures : bulbe rachidien, pont de VAROLE, mésencéphale. C’est un renflement de la ME au niveau de sa
partie antérieure, en continuité avec celle-ci.
Au niveau du TC : formation diffuse s’étendant tout le long du TC = formation réticulée :
• Activatrice ascendante : augmentation de la sensibilité corticale.
• Activatrice descendante : augmentation du tonus musculaire.
• Elles regroupent tous les centres qui contrôlent l’activation. Quelque soit la formation réticulée, il y a une perte de
spécificité de l’information.
2.3.2.1) le bulbe rachidien :
• Il possède des pédicules cérébelleux inférieurs qui servent de points d’ancrages pour le cervelet. Le bulbe rachidien
forme la jonction entre la ME et l’encéphale (portion basse du TC).
• Fonction végétative : possède les centres vitaux respiratoire et cardiaque.
• Centre cardio-accélerateur et centre cardio-modérateur (fonction antagoniste).
• Sur la face ventrale du bulbe rachidien, on distingue 2 pyramides : composées par des gros faisceaux moteurs
formant la voie pyramidale responsable de la motricité volontaire.
• Autre structure : l’olive bulbaire recevant des informations provenant de l’encéphale, de la ME et du cervelet,
l’information traitée sera protégée dans le cervelet. Rôle : intervient dans les mouvements stéréotypés, au niveau
des actions d’équilibre et des mouvements volontaires.
• Sur la face dorsale de BR : noyaux graciles et cunéiformes, ils intègrent des informations sensorielles : sensibilité
tactiles, kinesthésique, elles proviennent du côté opposé du corps.
• Noyaux vestibulaire : traite l’information liée à l’équilibre.
• Noyaux du nerf vague (nerf X) : le plus important su système nerveux parasympathique.
2.3.2.2) Le pont de VAROLE (structure relais) :
• Pédoncules cérébelleux moyens : point d’ancrage pour le cervelet.
• Carrefours pour les fibres entre la ME, l’encéphale, le cervelet (sensitive et motrice).
• Mise en relation du cervelet avec le TC.
2.3.2.3) Mésencéphale :
• Pédoncules cérébelleux supérieurs. Il s’étend depuis le pont de VAROLE jusqu’à la partie inférieure du
diencéphale.
• Colliculli supérieurs : mouvement des yeux lors de la présence d’un stimulus visuel.
• Colliculli inférieurs : mouvement de la tête et du tronc en réponse à un stimulus auditif.
• Production de comportements moteurs innés et locomoteurs (spécifique de l’espèce).
• Production de comportements postoriaux (posture) et locomoteurs.
• Substance noire participent aux activités musculaires inconscientes, elle est associée aux ganglions de la base pour
former la voie nigrostriatale.
• Noyau rouge : il sert à coordonner les mouvements, le tonus musculaire, la marche.
2.3.2.4) les nerfs crâniens :
12 paires de nerfs crâniens naissent au niveau du TC et quittent le SNC par des trous à la base du crâne :
I) n. olfactif : sensitif, lié à l’odorat (cavité nasale).
II) n. optique : sensitif, impliqué dans la vision (transmet les informations de la rétine).
III) n. moteur oculaire commun : responsable en partie du mouvement des yeux.
IV) n. pathétique.
V) n. trijumeau : sensitif, 3 branches pour toute la face.
VI) n. moteur oculaire externe.
VII) n. faciale : moteur, commande les muscles de la face.
VIII) n. cochléo-vestibulaire : sensitif, pour l’audition et l’équilibre.
IX) n. glosso-pharyngien : motricité du pharynx et sensibilité de la langue.
X) n. vague ou pneumogastrique : moteur, déglutition et phonation.
XI) n. spinal : moteur, muscles cervicaux (trapèzes, sterno-cléido-mastoïdien).
XII) n. hypoglosse : moteur, commande la langue.
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2.3.3) Cervelet :
Second système par rapport à l’axe ME, TC et cerveau. Localisé sous le cortex occipital, rattaché au TC par les pédicules
cérébelleux.
Organisation double :
• Dans le sens antéropostérieur : le cervelet est divisé en 10 lobes (I à X), selon une organisation métamérique.
Chaque lobule correspond à une partie déterminée du corps.
• Dans le sens latéral : on distingue une partie centrale, le vermis situé entre les 2 hémisphères cérébelleux.
2.3.3.1) Partie centrale :
C’est la partie la plus ancienne au niveau phylogénétique. Elle contrôle les muscles posturaux de manière à avoir une tonicité
suffisante pour assurer le maintien du corps. Elle enregistre la position ainsi que les mouvements de la tête dans l’espace.
2.3.3.2) Le cervelet intermédiaire :
il joue un rôle dans le contrôle du mouvement lorsque celui-ci est en cours d’exécution. Il reçoit une copie de la commande
motrice et il reçoit des informations périphériques (proprioceptive, visuelle) sur les effets du mouvement en cours, il fait la
comparaison entre la commande motrice et l’exécution réelle.
En cas de différence, il envoie un message aux structures corticales qui vont générer éventuellement une correction.
2.3.3.3) Le cervelet cortical :
Présent uniquement chez les mammifères, 2 fonctions principales :
• Préparer le mouvement = programmation motrice.
• Fonction d’assistance pour l’apprentissage de nouveaux mouvements. Rôle important dans la coordination des
mouvements. Il va permettre un réglage spatial et temporel des séquences du mouvement.
2.3.4) Le cerveau :
2.3.4.1) Le diencéphale : il comporte le thalamus, l’hypothalamus et l’épiphyse.
A) Le thalamus :
Il est situé de part et d’autre du 3ème ventricule. C’est une série de noyau accolés les uns aux autres. Il s’agit d’un centre de
relais : presque toutes les informations sensorielles y font relais a part les informations olfactives, on parle de centre
d’intégration plurimodalitaire.
C’est un centre de regroupement et de triage des informations sensorielles. Centre de relais des informations motrices.
Relations somatotopiques avec le cortex : à une région du thalamus correspond une région du cortex.
B) L’hypothalamus :
Placé en dessous du thalamus, autour du 3ème ventricule. Il comporte une série de noyaux qui contrôlent les besoins vitaux :
• Alimentation.
• Température.
• Fonction sexuelle.
• Rythmes circadiens.
Centre de l’homéostasie qui contrôle le système nerveux autonome.
C) L’épiphyse : ou glande pinéale.
Elle sécrète de la mélatonine et joue un rôle dans la régulation du cycle circadien.
2.3.4.2) Le télencéphale :
• Considérer comme le cerveau contrôlant les comportements finalisés.
• Composé du système lymbique, des noyaux gris centraux et du cortex.
A) Le système lymbique :
Organisation comprenant un ensemble de structure interconnectées. Parmi elles, on trouve l’hypocampe. Il sélectionne les
informations sensorielles à mémoriser. Une lésion de l’hypocampe entraîne le syndrome de KORSAKOFF ou amnésie
antérograde : plus aucune informations ne peut être mémorisées après la destruction de cette partie, les souvenirs antérieurs
sont conservés. L’hypocampe jour un rôle dans le processus de mémorisation, il permet d’amorcer cette mémorisation.
L’amygdale : comportement de peur et de fuite, d’affrontement (fureur).
• Corps mamillaires : processus de mémorisation.
• Septum ou fornix : mécanismes d’agressivité, récompense/punition.
Rôles du système lymbique : deux grande fonctions.
• Il contrôle l’affectivité (cerveau des émotions).
• Il participe au processus de mémorisation.
o Mémoire déclarative : exprimée par le langage, accessible à la conscience.
o Mémoire procédurale : non accessible à la conscience, mémoire des habiletés motrices.
Aspect temporel de la mémoire :
• Mémoire immédiate : fraction de seconde à seconde.
• Mémoire à court terme : seconde à minute.
• Mémoire à moyen terme : minute à heure.
• Mémoire à long terme : jour à année.
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B) Les noyaux gris centraux :
Ensemble de noyaux que l’on va retrouver dans la partie centrale du cerveau (comme pour le système lymbique). Composée
du putamen, du globus pallidus et du noyau coudé. Ils ont pour rôle le contrôle du mouvement : déclenchement et exécution
des programmes moteurs (voie extra-pyramidale). Automatisation du geste mémoire procédurale.
Ex : pathologie :
• Maladie de PARKINSON : rareté des mouvements.
• Chorée de HUNGTINGTON : comportements moteurs inadaptés.
C) Les structures corticales (cortex) :
Cortex = mince enveloppe (2-4 mm), recouvrant les structures sous corticales (cf. si dessus).
Chez l’homme, structure très plissée, lui permettant d’augmenter considérablement sa surface par rapport à une faible
augmentation de la boîte crânienne. Pour se repérer, on utilise d’une part les reliefs remarquables (sillons, scissures), ainsi
que des circonvolutions ou gyrus (gyri).
Subdivision en 4 lobes visibles et un lobe invisible (lobe de l’insula).
Le sillon central délimite le lobe frontal en avant et le lobe pariétale en arrière. Le sillon latéral horizontal (scissure de
SYLVIUS) délimite le lobe frontal et le lobe pariétal du lobe temporal. Le lobe occipital se situe an arrière du cerveau (partie
postérieure de celui-ci).
Les fonctions assurées par les structures corticales correspondent aux traitements des informations conscientes. Ce traitement
des informations conscientes correspond à des opérations mentales élevées qui doivent être effectuées par des structures
cérébrales situées le plus haut dans la hiérarchie du système nerveux.
Relation structure/fonction au niveau du cortex : classification de BROADMAN (1906).
Exemples :
• Lobe frontal : information avec le mouvement dont la décision a été prise consciemment par le sujet.
• Lobe pariétal : information somesthésique. Partie postérieure correspond à une zone d’intégration multi-modale
des informations sensorielles.
• Lobe occipital : informations visuelles.
• Lobe temporal : informations auditives.
Divisions fonctionnelles du cortex :
On distingue des aires primaire, chargées d’analyser de façon détaillée le stimulus provenant de l’extérieur (aspect qualitatif
et quantitatif). Elles sont uni modales et connectées aux aires secondaires ou associatives.
Les différentes structures corticales sont reliées entre elles par des fibres d’associations = connections s’effectuant au sein
d’un même hémisphère :
• Les fibres commissurales permettent le passage de l’information entre deux hémisphères, dont le corps calleux.
• Les fibres de projection : connections à la périphérie : arrivée et envoi de messages nerveux.
Latéralisation et spécialisation hémisphérique :
Deux hémisphères qui contrôlent chacun la moitié du corps situé du côté opposé. Il existe des spécialisations hémisphériques
(cid:1) un hémisphère domine l’autre : ce qui conduit l’individu à être latéralisé. Les deux hémisphères ne traitent pas strictement
le même type d’information. Au niveau de l’hémisphère gauche, spécialisation dans le traitement des informations relatives
aux langages (aire de BROCCA), raisonnement analytique, logique et séquentiel. Hémisphère droit : traitement des
informations spatiales, intuition, sensibilité musicale artistique, etc.
2.4) Vascularisation du système nerveux centrale :
2.4.1) Vascularisation de l’encéphale :
Le sang parvient au cerveau grâce aux artères carotides internes (provenant de la bifurcation des artères carotides communes)
et aux artères vertébrales (provenant des artères sous clavières). Les artères vertébrales se rejoignent sur la face ventrale du
tronc cérébral pour donner naissance à l’artère basilaire. Celle-ci rejoint la circulation sanguine provenant des carotides au
niveau d’un anneau artériel = polygone de WILLIS.
Au niveau de l’encéphale, la circulation sanguine se distingue en une circulation artérielle antérieure composée par les artères
cérébrales antérieures et moyennes (moyenne = artère sylvienne). Elles amènent le sang au niveau de la partie antérieure de
l’encéphale.
Il existe une circulation antéro postérieure qui irrigue le tronc cérébral et qui va comprendre les artères cérébrales postérieure,
les artères vertébrales et l’artère basilaire.
La circulation veineuse est composée de deux systèmes, un superficiel, assurant un drainage des surfaces dorso latérales et
dorso médiales. Un profond constitué de deux veines se jetant dans le sinus veineux droit puis dans les veines jugulaires.
L’encéphale reçoit une quantité importante d’oxygène (2 % du poids du corps, 20 % de la consommation totale d’oxygène).
Les neurones sont très sensibles à une anoxie, qui entraînent la nécrose.
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2.4.2) Vascularisation de la moelle épinière :
Elle est irriguées par les artères vertébrales provenant de branches segmentaires de l’aorte. Elles forment un réseau situé
autour de la moelle épinière qui va comprendre une artère spinale antérieure et deux artères spinales postérieures (réseau
vertical).
Il existe également un réseau horizontal constitué par plusieurs artères radiculaires issues des artères vertébrales.
Sur une section transversale de moelle épinière, les deux artères spinales antérieures irriguent les 2/3 antérieures de la moelle,
les artères spinales postérieures irriguent le 1/3 restant (majeur partie de la chorde dorsale).
Il existe un réseau vasculaire mettant en relation ces deux sources d’irrigation et envoyant des ramifications au niveau de la
substance blanche. Le retour veineux est assuré par un réseau qui comportent des veines de diamètres plus importants.
III) Système nerveux périphérique :
3.1) Définition :
Prolongement du système nerveux central = ensemble de nerfs se ramifiant en une multitude de branche pour innerver
l’ensemble du corps :
SNP : il comprend le SN somatique et SN autonome.
3.1.1) Système nerveux somatique :
Nerfs moteurs : nerfs oculomoteurs.
Nerfs sensitifs : nerf optique.
Nerfs mixtes : nerf glosso-pharyngien, nerf rachidien.
Tronc cérébral (cid:1) trou de conjugaison (cid:1) 12 paires de nerfs crâniens.
Moelle épinière (cid:1) racine rachidienne (cid:1) 31 paires de nerfs rachidiens.
Les nerfs rachidiens s’anastomosent et donnent des plexus brachiaux ou lombaire, qui peuvent aboutir à des troncs nerveux.
Différents plexus :
• Plexus cervical : formé par les 4 premiers nerfs cervicaux.
• Plexus brachial : racine C5-C8 + Th1.
o Nerf cubital : moteur muscle de la main, sensitive 4ème et 5ème doigts.
o Nerf médian : nerf de la pronation, moteur muscle main et avant bras, sensitif trois premiers doigts et
moitié du 4ème.
o Nerf radial : nerf de l’extension (coude, poignet, doigts).
• Plexus lombaire : racine L1-L5.
o Nerf fémoral : motricité et sensibilité du quadriceps.
• Plexus sacré : L5 + S1-S3.
o Nerf sciatique : motricité face postérieure de la cuisse, et sensibilité de la face postérieure de la cuisse,
jambe et pied.
3.1.2) Système nerveux autonome :
Inaccessible à la conscience et la volonté : c’est le SN végétatif, assurant un fonctionnement coordonné de l’ensemble des
systèmes viscéraux. Il permet les échanges au sein des organisation sympathique et parasympathique.
SNA possède des centres nerveux dans la moelle épinière :
• SNS : partie médiane de la ME.
• SNP : partie crâniale et sacrée de la ME.
Caractéristiques :
• Fibres pré et post ganglionnaires.
• Tout les organes reçoivent une double innervation.
• SNS gère les dépenses d’énergie, SNP la conservation de l’énergie.
• Rapidité et intensité commune au deux systèmes.
3.2) Histologie :
Nerfs = fibres myélinisées de petit ou gros calibre, ainsi qu’amyélinique (gaine de myéline = cellule de SCHWANN).
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NEUROLOGIE : Histologie et Neurophysiologie.
I) Histologie du SN :
1.1) Unité fonctionnelle du SNC : le neurone.
Neurone 10%, cellules gliales 90%.
1.1.1) Caractéristiques générales du neurone :
• SN = 100 milliards de neurone :
• Amitotique : ne se reproduit pas.
• Grande longévité.
• Métabolisme élevé (5% du poids du corps, 20% de l’énergie totale consommée).
• Noyau volumineux (avec ADN).
• RE, AG (cid:1) synthèse de protéine.
• Mitochondrie (cid:1) production d’énergie.
1.1.2) Caractéristiques spécifiques du neurone :
• Corps cellulaire ou soma.
• Prolongements fins ou névrites : axones et dendrites.
• Neurone = cellule capable de réagir à un stimulus en produisant une réponse spécifique = message nerveux (peut
devenir un potentiel d’action si l’intensité est suffisante).
Les dendrites :
Expansion du corps cellulaires, toujours amyéliniques, contours irréguliers avec parfois des épines dendritiques. Elles
contiennent des neurotubules et neurofilaments.
Les axones :
Prolongement cytoplasmique unique du neurone, naît au niveau du cône d’implantation, longueur variable (quelques cm à
2m). Trajet +/- long, il possède au niveau de sa partie terminale de nombreuses ramifications ou arborisation terminales
contenant toutes de nombreuses synapses. Cet axone peut être entouré sur une grande partie de sa longueur par une gaine de
myéline (augmente la vitesse de conduction).
La transmission de l’information nerveuse s’effectue toujours par l’intermédiaire de ces prolongements. L’influx nerveux
arrive au niveau des dendrites et se propage en direction du corps cellulaires. Une fois au niveau du corps cellulaire (cid:1) PA
qui se dirige vers l’arborisation finale.
Il existe une différence entre ces deux types de prolongements, au niveau du sens de circulation de l’influx nerveux.
La taille du corps cellulaire n’est que de quelque mm, alors que les prolongements mesurent pour certains 1 ou 2m.
Les axones longs sont recouverts d’une gaine de myéline. La myéline formée par l’intermédiaire de cellules gliales
s’enroulant autour de l’axone :
• Pour le SNP : cellules de Schwann.
• Pour le SNC : oligodendrocytes.
Entre ces deux cellules, existence d’une portion amyélinique = nœud de RANVIER.
Classification structurale :
Neurone uni, bi ou multipolaire.
Classification fonctionnelle :
Neurone sensitif, moteur, d’association (inter neurone).
1.1.3) Synapses :
Synapse = point de contact permettant la transmission à sens unique de l’influx nerveux d’un neurone à un autre ou à une
cellule effectrice, mode unidirectionnel. Elle est constituée :
• Eléments présynaptiques : contient des vésicules présynaptiques.
• Eléments postsynaptiques : contient des récepteurs.
• Fente synaptique : espace entre les deux premiers éléments.
Différents types de synapses : (cf. schéma).
Axo-somatique, axo-axonique et axo-dendritique.
Phénomène de convergence et divergence.
1.2) La névroglie (cellules gliales) :
90% des cellules du SN sont des cellules de soutien. Elles remplissent tous les vides entre les neurones (en noir sur le
schéma). Différentes catégories de cellules :
1.2.1) Les astrocytes :
Elles contiennent des filaments dans leur cytoplasme. Rôle de tampon ionique. Deux types :
• Astrocytes fibreux présents dans la substance blanche. Cellules étoilées de forme ovale, avec des prolongements
nombreux s’insinuant entre les axones.
• Astrocytes protoplasmiques présents dans la substance grise. Même forme.
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1.2.2) Les épendymocytes :
En fait sous catégorie des astrocytes. Ils tapissent les cavités internes du SNC : cavités ventriculaires et canal rachidien. Elles
présentent des cils très mobiles sur leurs surfaces libres contribuant au mouvement du LCR. Les cellules épendymaires sont
reliées entre elles par des jonctions serrées de type GAP. A certains endroits, différenciation de cet épithélium épendymaire
pour former le plexus choroïde.
1.2.3) Les oligodendrocytes :
De petites tailles, ils présentent des antigènes spécifiques, protéines intervenant dans la synthèse de la myéline. Les
prolongements sont en contact avec la gaine qui entoure l’axone.
1.2.4) La microglie :
Cellules de petites tailles, de formes allongées avec quelques prolongements courts. Après une lésion du tissu nerveux, elles
se transforment en macrophages.
En résumé :
• Soutien.
• Régulation de la composition du milieu cérébral.
• Phagocytose des cellules mortes ou corps étrangers.
• Gaine de myéline.
Contrairement aux neurones, ces cellules peuvent se reproduirent activement.
1.3) Le système nerveux périphérique : les nerfs.
Ils sont constitués par des fibres nerveuses myélinisées ou non, regroupées dans des fascicules.
L’axone est entouré par une gaine de myéline, elle-même entourée par l’endonèvre qui correspond à du tissu conjonctif placé
à l’intérieur d’un fascicule. Chaque fascicule est entouré par de la périnèvre. L’épinèvre est du tissu conjonctif dense
entourant le tronc nerveux, c'est-à-dire la somme de tous les fascicules. A l’intérieur du tronc nerveux passent également des
vaisseaux sanguins.
On peut recoudre l’épinèvre d’un nerf sectionné. Lorsque le neurone est sectionné, la partie non reliée au corps cellulaire
dégénère (même la myéline). L’axone peut repousser en empruntant le tunnel formé par la gaine de myéline et l’endonèvre (1
à 5mm/jour).
Dans un neurone ce ne sont pas toutes les fibres qui parviennent à repousser correctement ou à emprunter le bon chemin. Ce
processus n’a pas lieu dans le SNC.
II) La neurophysiologie :
2.1) Le neurone et le message nerveux :
• Unité fonctionnelle du SN.
• Responsable de l’émission et de la propagation du message nerveux.
• 2 propriétés : cellules excitables et sécrétrices.
• Pôle récepteur = axe somato-dendritique.
• Pôle émetteur = axone et collatérales.
• Influx nerveux généré au niveau du segment initial ou zone gâchette.
2.1.1) Le potentiel de repos :
On le mesure avec des électrodes (une plongée dans la cellule, l’autre en référence) et un oscilloscope. Il vaut environ –
70mV. Il s’agit d’une différence de potentiel entre l’extérieur et l’intérieur de la cellule.
Concentration en ions de chaque côté de la membrane :
Na+ K+ Cl- Protéines, ions
phosphates
Extra cellulaire beaucoup peu beaucoup peu
Intra cellulaire peu beaucoup peu beaucoup
2.1.2) Le potentiel d’action (PA) :
Les neurones peuvent réagir à un stimulus. La réaction est une ouverture des canaux à Na+ de la membrane (voltage
dépendant).
Quand le potentiel seuil est atteint, les canaux voltages dépendants s’ouvrent (canaux à Na+). Il y a une entrée massive de
Na+ qui entraîne une baisse de la polarité locale jusqu’à inversion de celle-ci. Le point dépolarisé reprend rapidement sa
polarité grâce à la fermeture des canaux Na+ et l’ouverture des canaux K+ qui conduit à une sortie massive de K+.
2.1.3) Notion de période réfractaire :
Lorsqu’on effectue des stimulations répétées d’un axone, on met en évidence une période réfractaire.
• Période Réfractaire Absolue (PRA) : si second stimulus avec un délai inférieur à 1 ms, aucune réponse au niveau
du neurone quelque soit l’intensité. Elle est liée au fait que les canaux à Na+ sont dans une phase d’inactivation.
• Période Réfractaire Relative (PRR) : la réaction est possible si l’intensité du stimulus est bien supérieur au seuil
normal. Elle s’explique par un retour à l’état activable d’un certain nombre de canaux à Na+.
2.1.4) Potentiel électronique et locaux :
Si la stimulation est inférieure à un seuil nécessaire, il y a genèse d’une réponse locale = potentiel local ou électronique.
Propagation de façon décrérmentielle.
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Les réponses enregistrées peuvent être graduelles, en fonction de l’intensité du stimulus. Ces potentiels locaux peuvent se
sommer dans le temps et l’espace. En fonction de la stimulation, on obtient en réponse locale une dépolarisation ou une
hyperpolarisation.
Différences entre réponse locale et PA :
Potentiel local Potentiel d’action
Réponse graduelle Tout ou rien : amplitude maximum d’emblée
Conduction décrémentielle Amplitude constante
Sommation possible Tout ou rien : aucune sommation
Différence de leurs effets est due à une différence Différence des effets est due à une différence de fréquence
d’amplitude
Dépolarisation ou hyperpolarisation Toujours dépolarisation
Dépend des canaux ionique récepteurs dépendants ou de Dépend des canaux voltage dépendants
variations spontanées du potentiel de repos
Le potentiel d’action à une valeur informative limitée car il ne peut pas exprimer l’intensité de la stimulation.
Perception de l’intensité du stimulus : le SNC peut faire le différence entre un stimulus faible et fort même si le potentiel
d’action est le même dans les deux cas. Un stimulus fort fait réagir plus de neurones qu’un stimulus faible. La fréquence des
potentiels d’action est plus grande si le stimulus est fort (sommation temporelle).
2.1.5) Propriétés fondamentales de la fibre nerveuse :
2.1.5.1) L’excitabilité :
• Lors de la stimulation d’une fibre nerveuse, on constate que l’intensité seuil dépend de la durée de la stimulation.
La stimulation est d’autant plus intense que la durée sera faible. Il existe de courtes intensité/durée caractérisant
l’excitabilité de la fibre étudiée.
• Pour chaque intensité de stimulation, on recherche le temps utile = durée nécessaire pour obtenir un potentiel
d’action. En dessous d’un seuil d’intensité de stimulation, le temps utile est infini, ce seuil s’appelle la rhéobase (=
plus petite intensité permettant d’obtenir une réponse). La chronaxie vaut la durée correspondant à deux fois la
rhéobase.
2.1.5.2) Conductibilité :
La vitesse varie de 3-300 km/h, elle dépend :
• Du diamètre : si il augmente, la vitesse augmente.
• Présence de myéline autour de l’axone : augmente la vitesse.
Le potentiel d’action se propage de deux façons différentes :
• Courant de circuit locaux, de proche en proche.
• Conduction saltatoire : dépolarisation uniquement au niveau des nœuds de RANVIER. La myéline est un isolant
électrique.
2.2) La transmission du message nerveux : la synapse :
Synapse = point de connexion entre deux neurones.
2.2.1) Anatomie de la synapse :
Liaison entre un neurone pré et post synaptique.
2.2.2) Mécanismes de la transmission synaptique :
• Le potentiel d’action se propage jusqu’à la terminaison axonale ou bouton synaptique. Ouverture des canaux Ca2+
voltage dépendant (cid:1) augmentation de Ca2+ dans les boutons synaptiques.
• Fusion des vésicules synaptiques avec la membrane.
• Libération du médiateur dans la fente synaptique (exocytose).
• Liaison spécifique du médiateur avec des récepteurs de la membrane post synaptique.
• Ouverture des canaux ioniques récepteurs dépendants.
• Modification du potentiel de repos de la membrane post synaptique.
2.2.3) Les différents types de synapse :
La liaison du récepteur avec le neurotransmetteur (NT), peut avoir pour effet :
• Ouverture de canaux Na+ (cid:1) baisse de polarité de la membrane, si seuil atteint, PA, influx nerveux. (cid:1) synapse
excitatrice : PPSE.
• Ouverture de canaux Cl- ou de canaux supplémentaire à K+ (cid:1) Augmentation de la polarité de la membrane (cid:1)
Neurone difficile à dépolariser (seuil difficile à atteindre) (cid:1) Synapse inhibitrice : PPSI.
Effet du NT : selon le NT et selon le récepteur.
• NT excitateur : PPSE.
• NT inhibiteur : PPSI.
Chaque neurone reçoit des terminaisons PPSE et PPSI, comme le neurone moteur. Si plus de PPSE que PPSI (cid:1)
dépolarisation (cid:1) influx nerveux. = sommation spatiale.
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2.2.4) Les NT :
• Un médiateur doit répondre à plusieurs critères : substance contenue dans les terminaisons pré synaptique,
précurseurs chimiques et enzymes présents dans le neurone.
• Médiateur libéré dans l’espace synaptique par un mécanisme spécifique lié à un PA.
• Substance libérée fixée sur des sites spécifiques (cid:1) dépolarisation de membrane.
• Action de courte durée (cid:1) mécanisme d’inactivation et/ou d’élimination.
• Application artificielle du médiateur sur les éléments post synaptiques doit produire les mêmes effets que sa
libération pré synaptique.
Un neuromédiateur a une vie qui se résume en 6 étapes :
• Synthèse du neuromédiateur : au niveau du corps cellulaire (un précurseur), NT au niveau du bouton synaptique.
• Stockage de celui-ci (vésicule pré synaptique).
• Libération du NT par exocytose, en présence de Ca2+.
• Fixation du NT sur des récepteurs spécifiques de l’élément post synaptique.
• Inactivation par différents processus :
o Destruction du NT grâce à des enzymes spécifiques.
o Recaptage des NT par les éléments pré synaptiques.
o Dilution des NT dans l’espace extra cellulaire.
• Reconstitution de ce NT : elle peut utiliser les deux premières formes d’inactivation.
Plusieurs types de NT classables en fonction de l’effet post synaptique.
• Excitateurs : Ach, catécholamines, glutamate (cid:1) PPSE.
• Inhibiteurs : GABA, Glycine (cid:1) PPSI.
Mode d’action des drogues :
Effet antagoniste : elle bloque le récepteur du NT.
Ex : curare aux jonctions neuromusculaire (antagoniste de l’Ach). Antipsychotique (antagoniste de la dopamine).
Effet agoniste : la drogue a le même effet que le NT.
Ex : opiacés de fixent sur des récepteurs à endorphines.
Inhibiteur de recaptage : la drogue empêche le recaptage du NT.
Ex : cocaïne et amphétamines qui inhibent le recaptage de la dopamine.
2.3) Physiologie du nerf :
• Dans les nerfs, les axones sont disposés parallèlement les uns aux autres et ils sont entourés d’éléments conjonctifs.
Chaque axone conduit l’influx nerveux, le tracé final est l’électroneurogramme qui dépend de la composition du
nerf.
• Contrairement au PA, il n’y a pas d’application de la loi du tout ou rien. On observe une augmentation progressive
de l’amplitude du PA en fonction de l’intensité de la stimulation.
• Le nerf est composé d’axones de natures différentes. Si la stimulation est nettement supra liminaire, on recueille la
réponse des différents types de fibres qui composent le nerf. Les fibres de gros diamètres, myélinisées, on une
vitesse de conduction importante, elles sont très excitables et l’amplitude est très grande = fibres Aα.
• Au niveau de l’électroneurogramme, les différents retards retrouvés correspondent à des fibres moins performantes
que celles citées plus haut (β, γ, C).
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Description:régions les plus postérieures contrôlent les activités inconscientes. II) Anatomie fonctionnelle du système nerveux : 2.1) Les différentes subdivisions :.
