BIO5068 Guide CS Portages Outaouais

8/10/2019 BIO5068 Guide CS Portages Outaouais

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BIO 5068-2Guide dapprentissage

Septembre 2006


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Le cours Le systme nerveux chez lhumainfait partie du programme dtudes deBiologie 5esecondairede la formation gnrale des adultes (FGA). Le programmecomprend les neuf cours suivants :

Programme rvis Juillet 2003

BIO-5061-1 Le systme respiratoire chez lhumain

BIO-5062-2 Le systme reproducteur et la prinatalit chez lhumain

BIO-5063-2 Le systme digestif chez lhumain

BIO-5064-2 Lanatomie et la physiologie des cellules

BIO-5065-2 La transmission des caractres hrditaires

BIO-5066-1 Le systme squelettique et musculaire chez lhumain

BIO-5067-1 Le systme endocrinien chez lhumain

BIO-5068-2 Le systme nerveux chez lhumain

BIO-5069-1 Lcologie

Ce cours, dune dure de 50 heures, peut donner droit deux units de cinquimesecondaire la condition de russir un examen soumis dans une commissionscolaire du Qubec. Aucun pralable nest exig pour ce cours.

Dans ce programme, lobjectif gnral de ce cours est :

Par lacquisition de notions danatomie et de physiologie, amliorer sacomprhension du fonctionnement du systme nerveux chez lhumain et desproblmes de sant qui y sont associs.

lintrieur des huit chapitres, les objectifs terminaux du cours sont inscrits dans unencadr.


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Le systme nerveux chez lhumain

BIO 5068-2

Responsable de la production : Carole Leroux (CS desPortages-de-lOutaouais)

Rvision pdagogique : Martine Bernier (CS desPortages-de-lOutaouais)

Gilles Coulombe (CS des

Portages-de-lOutaouais)

Rvision linguistique : Vincent Thberge (CS desPortages-de-lOutaouais)

Mise en page : Nelia Pavao Cabral (CS desPortages-de-lOutaouais)

dition septembre 2006


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TABLE DES MATIRES

INTRODUCTION GNRALE........................................................................................ 7

CHAPITRE 1 Dcrire lorganisation du systme nerveux..................................... 10

1.1 Prciser les trois fonctions de base du systme nerveux...............................................10

1.2 Distinguer les diffrents niveaux dorganisation du systme nerveux.............................12

1.3 Illustrer, laide dun schma, les diffrents niveaux dorganisation du systme

nerveux .........................................................................................................................12

1.4 Dcrire brivement les diffrents niveaux dorganisation du systme nerveux...............12

1.5 Prciser le rle des diffrents niveaux dorganisation du systme nerveux....................16

1.6 Associer aux diffrentes parties du systme nerveux les fonctions correspondantes ....17

CHAPITRE 2 Dcrire les cellules nerveuses.......................................................... 20

2.1 Distinguer les diffrentes cellules qui composent le systme nerveux ...........................20

2.2 Nommer les parties dun neurone..................................................................................23

2.3 Situer, sur un schma, les parties dun neurone ............................................................24

2.4 Dcrire brivement les parties dun neurone..................................................................25

2.5 Prciser le rle des parties dun neurone.......................................................................25

2.6 Distinguer les fibres nerveuses myliniques des fibres nerveuses amyliniques ...........28

2.7 Distinguer les diffrents types de neurones quant leur forme et leur fonction ..........28

2.8 Prciser le rle des neurones sensitifs somatiques, sensitifs viscraux et moteurs .......31

2.9 Prciser les caractristiques et le rle des diffrents neurorcepteurs...........................33

CHAPITRE 3 Dcrire la propagation de linflux nerveux ...................................... 37

3.1 Dfinir lexpression influx nerveux .............................................................................37

3.2 Prciser les types de facteurs qui provoquent linflux nerveux .......................................37

3.3 Expliquer la propagation de linflux nerveux...................................................................38

3.4 Prciser les facteurs qui influent sur la propagation de linflux nerveux..........................45

3.5 Prciser le rle dune synapse.......................................................................................47

3.6 Prciser la nature et la source des neurotransmetteurs.................................................50

3.7 Dcrire diverses faons qui permettent linflux nerveux de se propager......................52


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CHAPITRE 4 Dcrire le systme nerveux central.................................................. 57

4.1 Situer le systme nerveux central dans lensemble du systme nerveux.......................57

4.2 Distinguer les deux parties du systme nerveux central ................................................58

4.3 Nommer les principales parties de lencphale..............................................................594.4 Situer, sur un schma, les principales parties de lencphale ........................................61

4.5 Dcrire brivement les principales parties de lencphale..............................................62

4.6 Prciser le rle des principales parties de lencphale...................................................66

4.7 Nommer les principaux constituants de la moelle pinire.............................................68

4.8 Situer, sur un schma, les principaux constituants de la moelle pinire.......................68

4.9 Dcrire brivement les principaux constituants de la moelle pinire ............................68

4.10 Prciser le rle des principaux constituants de la moelle pinire .................................72

4.11 numrer les spcificits des hmisphres crbraux et de certaines de leurs aires ....72

4.12 Situer, sur un schma, la position de laire des sens, de laire prmotrice, de laire

motrice et de laire primaire sensitive.............................................................................75

4.13 Prciser la fonction de laire prmotrice, de laire primaire motrice et de laire primaire

sensitive ........................................................................................................................76

CHAPITRE 5 Dcrire le systme nerveux priphrique........................................ 82

5.1 Situer le systme nerveux priphrique dans lensemble du systme nerveux..............82

5.2 Nommer les lments qui composent le systme nerveux priphrique........................835.3 Situer, sur un schma, les lments qui composent le systme nerveux priphrique ..83

5.4 Dcrire brivement les lments qui composent le systme nerveux priphrique........84

5.5 Prciser le rle des lments qui composent le systme nerveux priphrique.............86

5.6 Prciser la nature dun nerf et celle dun ganglion .........................................................89

5.7 Expliquer la nature dun plexus......................................................................................91

CHAPITRE 6 Expliquer larc rflexe........................................................................ 93

6.1 Dfinir lexpression arc rflexe...................................................................................936.2 Situer, dans le cerveau, les centres de contrle dun arc rflexe ...................................94

6.3 Dcrire les constituants dun arc rflexe simple ou complexe ........................................94

6.4 Distinguer un rflexe monosynaptique dun rflexe polysynaptique ...............................95

6.5 Prciser le rle des rflexes rotulien, achillen et stylo-radial ........................................96

6.6 Expliquer un cas concret darc rflexe ...........................................................................97


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CHAPITRE 7 Illustrer le processus de rgulation exerc par le systmenerveux autonome.................................................................................................... 101

7.1 Situer le systme nerveux autonome dans lensemble du systme nerveux................101

7.2 numrer les organes contrls par le systme nerveux autonome............................103

7.3 Expliquer la principale diffrence entre le systme nerveux autonome et le systme

nerveux somatique ......................................................................................................104

7.4 numrer les trois principales diffrences entre le systme sympathique et le

systme parasympathique...........................................................................................105

7.5 Dcrire le processus de rgulation de la respiration ....................................................107

7.6 Nommer les structures anatomiques qui interviennent dans la rgulation des

battements du cur ....................................................................................................109

7.7 Situer, sur un schma, les structures anatomiques qui interviennent dans largulation des battements du cur .............................................................................109

7.8 Dcrire le processus de la rgulation cardiaque ..........................................................110

CHAPITRE 8 Expliquer les effets de lalcool, des drogues et de certainsmtaux lourds sur le systme nerveux................................................................... 114

8.1 Dfinir le terme drogue ............................................................................................114

8.2 Distinguer les diffrents types de drogues ...................................................................115

8.3 Donner au moins deux exemples de chaque type de drogues.....................................115

8.4 Prciser les principaux effets de chaque type de drogues ...........................................115

8.5 Expliquer les deux types de perturbations causes aux neurones par les drogues

psychotropes ...............................................................................................................134

8.6 Dcrire les effets de lalcool sur le systme nerveux....................................................134

8.7 Expliquer les variations, dun individu lautre, des effets de lalcool sur le systme

nerveux .......................................................................................................................134

8.8 Dcrire les effets des constituants nocifs du tabac sur le systme nerveux .................139

8.9 Dcrire les effets du cannabis et de la cocane sur le systme nerveux ......................144

8.10 Expliquer les phnomnes de dpendance relatifs la consommation de drogues et

dalcool........................................................................................................................146

8.11 Prciser les effets de certains mtaux lourds sur le systme nerveux .........................148

SOLUTIONNAIRE DES EXERCICES ........................................................................ 155

BIBLIOGRAPHIE ....................................................................................................... 165


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INTRODUCTION GNRALE

Figure 1.1

Source : DUFOURD, P. Biologie humaine, ERPI, 1984, p. 186.

Nous vivons dans un monde en perptuel changement : le temps quil fait, la mode, le

prix de lessence, lentourage, la circulation automobile. Tout change autour de nous.

Notre corps lui-mme se transforme en vieillissant.

Afin de profiter au maximum de notre milieu de vie, nous devons faire face ses

variations, cest--dire nous y adapter. Analysons un exemple dadaptation un

changement de lenvironnement.

Cline roule bicyclette; elle aborde un carrefour alors que le feu de circulation passe

au rouge. Sa vie peut tre mise en danger si elle poursuit sa course. Cline sadapte

la situation par un mouvement simple et efficace : elle saisit pleines mains ses

poignes de freins et immobilise son vlo.


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Ce mouvement des mains rsulte dun travail musculaire. Il sest produit parce quun

signal venu du milieu extrieur, sous forme de lumire rouge, a inform Cline dun

danger. Le signal a t capt par un organe rcepteur, lil, puis transmis au systme

nerveux qui la analys et qui a command la raction des muscles du membre

suprieur. Une information venue de lextrieur(le feu rouge) a donc dclench une

action sur un lment de ce mme milieu (la bicyclette).

La relation avec lenvironnement est essentielle la survie. Elle met en jeu nos organes

les plus gros, cest--dire nos muscles (40 % de notre masse corporelle) et nos os

(15 % de notre masse corporelle). Elle met aussi en jeu nos organes les plus

complexes, ainsi que notre systme nerveux. Sans les organes des sens, nos actions

nauraient pas de signification.

Figure 1.2



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Le systme nerveux est le principal systme responsable de lharmonie des fonctions

dans notre organisme; cest lui qui relie comme un tout, limmense population de vos

cellules. En particulier, le systme nerveux nous permet dagir en fonction des

informations reues du milieu extrieur par nos organes des sens.

Notre systme nerveux est un vaste rseau de cellules trs spcialises nommes

neuronesqui forment des circuits complexes parcourus par des influx nerveux. Les

neurones sont des cellules si spcialises quil leur est impossible de se reproduire.

Cela fait quavec le temps, le systme nerveux devient de moins en moins performant.

Dans son organisation et son fonctionnement, le systme nerveux peut tre compar

un rseau tlphonique. Il comprend essentiellement deux types de structure : les

centres nerveux et les nerfs1.

Figure 1.3 : Le principe dorganisation dun systme de communication centralis


1Introduction gnrale tire de : DUFOURD, P. Biologie humaine, ERPI, 1984, p. 189 et p. 239.


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Chapitre 1

Description de lorganisation du systme nerveux

Parmi tous les organes que nous possdons, le cerveau est sans contredit le plusimportant. Il est aussi le plus complexe. Pendant que vous lisez ce texte, votre cerveauvous permet den percevoir les lettres, den enregistrer la forme et, en comparant cesformes avec vos souvenirs, de former des mots. Il vous permet aussi de sentir le papier

du bout des doigts et bientt, il vous donnera lordre de tourner la page. vrai dire,mme les actes les plus simples reprsentent un exploit en termes dactivitcrbrale.

Le systme nerveux remplit trois fonctionstroitement lies (voir fig. 1.4).

Premirement, par lintermdiaire de ses millions de rcepteurs sensoriels, il reoitde linformation sur les changements qui se produisent tant lintrieur qu lextrieurde lorganisme. Ces changements sont appels stimuluset linformation recueillie estappele information sensorielle.

Deuximement, il traite et interprte linformation sensorielle et dtermine laction entreprendre, ce qui constitue le processus dintgration.

Troisimement, il fournit une rponse motricequi a pour effet dactiver les effecteurs :les muscles ou les glandes.

Rsumons-nous : vous tes au volant et vous voyez un feu rouge devant vous(information sensorielle); votre systme nerveux analyse cette information et lassocie laction darrter (intgration de linformation) : votre pied enfonce alors la pdalede frein pour immobiliser le vhicule (rponse motrice).

1.1 Prciser les trois fonctions de base du systme nerveux.


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Afin de faciliter ltude et la comprhension du systme nerveux, on reconnat quil y adeux niveaux dorganisationdans le systme nerveux : le systme nerveux central(SNC) et le systme nerveux priphrique (SNP). Chaque systme a un rle qui luiest propre et est compos de diffrentes parties.

1. Systme nerveux central (SNC):

Rle : centre de rgulation et dinterprtation du systme nerveux.

Composantes: lencphale et la moelle pinire (voir fig. 1.6)

Le SNCest le grand patron du systme nerveux. Il reoit des messages (linformationsensorielle), il lanalyse et rpond par des messages moteurs.

Figure 1.5 : Le systme nerveux central

1.2 Distinguer les diffrents niveaux dorganisation du systme nerveux.

1.3 Illustrer, laide dun schma, les diffrents niveaux dorganisation du systmenerveux.

1.4 Dcrire brivement les diffrents niveaux dorganisation du systme nerveux.


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2. Systme nerveux priphrique (SNP) :

Rle: assurer la communication entre le SNC et toutes les parties delorganisme.

Composantes: constituer des nerfs crniens (12 paires) et des nerfsrachidiens (31 paires).

Les nerfs crniens sont la voie de communication entre lencphale et les diversesparties du corps et ce, dans les deux directions. Les nerfs rachidiens, quant eux,vhiculent les influx nerveux de la moelle pinire aux diverses parties du corps et viceversa (fig. 1.6).

Comme on peut le constater, le SNP fonctionne dans deux directions que nousappelons voies. Ces voies sont physiquement distinctes comme le sont les voies des

autoroutes o il y a une voie direction nord et lautre direction sud.Le SNPest constitu, tout dabord, de la voiesensitiveou affrente (affere : apporter).Elle comprend des fibres nerveuses qui vhiculent linformation (influx nerveux) vers leSNC. Cette information est recueillie grce aux nombreux rcepteurs sensoriels telsque ceux des organes des sens, de la peau et des muscles qui sont appelsneurofibres affrentes somatiques (soma : corps). Les neurofibres affrentesviscrales, quant elles, sont des rcepteurs sensoriels conduisant les influx nerveuxprovenant des viscres (organes internes) vers le SNC. On peut dire que le rle de lavoie sensitive est dinformer le SNC de tout ce qui se passe lintrieurcomme lextrieur du corps.

Le SNPcomprend aussi la voie motriceou effrente (efferre : porter hors). Les fibresnerveuses, qui la composent, acheminent les influx nerveux partant du SNC vers lesorganes effecteurs,soit les muscles et les glandes. Lerlede la voie motrice est derpondre au message sensitif par une rponse motrice. Ainsi, par la rponsemotrice, des muscles se contractent et des glandes scrtent des hormones.


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Figure 1.6 : Le systme nerveux priphrique

La voie motricese divise son tour en deux : le systme nerveux somatiqueet lesystme nerveux autonome(SNA).

Le systme nerveux somatique est responsable de conduire les ordres, en

provenance du cerveau, vers les muscles squelettiques cibls grce aux fibresnerveuses motrices somatiques. On le nomme aussi systme nerveux volontaire,carnous pouvons consciemment contracter nos muscles squelettiques, comme lorsquenous dcidons de prendre une pomme dans un panier de fruits. Ainsi, les messages ducerveau provoquent la contraction des muscles cibls et tout a parce que nous enavions dcid ainsi.


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Le systme nerveux autonome (SNA), quant lui, contrle lactivit des muscleslisses, du muscle cardiaque et des glandes grce la contribution des fibres nerveusesviscrales. Ce systme fonctionne de faon autonome, cest--dire sans avoir ypenser. Par exemple, on ne sarrte pas pour penser faire battre notre cur ni fairescrter de linsuline par notre pancras, ni pour faire progresser notre chyle dans

lintestin grle. Cest l la tche du systme nerveux involontaire.Le systme nerveux autonome (SNA) se subdivise son tour en systmesympathique et en systme parasympathique. Les deux systmes travaillent defaon oppose. Dans le cas du systme sympathique, il augmente et stimule lactivitnerveuse, tandis que le systme parasympathique va ralentir et inhiber lactivitnerveuse. Nous ltudierons plus en dtails au chapitre sept.

Regardez bien lorganigramme qui suit. Il illustre les liens entre les diffrentes parties dusystme nerveux.

Figure 1.7 : Schma de lorganisation du systme nerveux


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Prcisons, maintenant, lesrlesattribus chaque niveau dorganisation du systmenerveux.

TABLEAU DES RLES POUR CHAQUE NIVEAU DORGANISATIONDU SYSTMENERVEUX

Niveau dorganisation Rles

Systme nerveux central (SNC)

Cest le grand patron. Accumule les messages, les analyse et donne les

ordres en consquence.

Systme nerveux priphrique (SNP)

Cest le transmetteur des messages enprovenance du SNC aux organes priphriques(muscles, glandes et viscres).

Capte les messages provenant du mondeextrieur et des diffrentes parties du corps.

Transmet au systme musculaire, aux glandes etautres organes, les ordres provenant du SNC.

! Voie sensitive (affrente)

Conduit le message en provenance des cellulesnerveuses sensitives au SNC par les neuronessensitifs somatiques et par les neurones sensitifs

viscraux.

! Voie motrice (effrente) Conduit la rponse motrice approprie au

stimulus sensitif reu. Le message part du SNC, par la voie motrice

jusqu la structure vise.

! Systme nerveux somatique Conduit les influx nerveux du SNC aux musclesvolontaires par la voie motrice.

! Systme nerveux autonome (SNA) Il est involontaire. Conduit les influx nerveux du SNC aux muscles

lisses, au muscle cardiaque et aux glandes.

Systme nerveux sympatique Son activation prpare l'organisme l'activit

physique ou intellectuelle. Devant un stressimportant, c'est lui qui orchestre la rponse defuite ou de lutte.

Systme nerveuxparasympatique

Son activation amne le ralentissement desfonctions de lorganisme afin den conserverlnergie.

Source : http://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/a/a_01/a_01_cr/a_01_cr_ana/a_01_cr_ana.html

1.5 Prciser le rle des diffrents niveaux dorganisation du systme nerveux.


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Rsumons, maintenant, les fonctions remplies par les diffrentes parties du systmenerveux.

PARTIES FONCTIONS CORRESPONDANTES

Systme nerveux central(SNC) Encphale

etmoelle pinire

Cest le grand patron du systme nerveux.

Cest lui qui reoit les messages (influx nerveux) provenantde lextrieur et du reste du corps, les analyse et lesrenvoie aux organes concerns.

Cest le centre dintgration du systme nerveux.

Voie sensitiveou

partie affrente

! Neurones sensitifs somatiques :

transportent les influx nerveux capts par divers types dercepteurs au systme nerveux central.

! Neurones sensitifs viscraux :

transmettent les influx nerveux provenant des viscres ausystme nerveux central.

Systme nerveuxpriphrique (SNP)

Voie motriceou

partie effrente

! Systme nerveux somatique (volontaire)

Fonctions motrices volontairement contrles par la

conscience.

Soccupe de transporter des influx nerveux qui provoquentla contraction des muscles squelettiques.

! Systme nerveux autonome (involontaire)

Rgularise les fonctions du monde intrieur et des viscresen relation avec les systmes cardio-vasculaire, digestif etglandulaire indpendamment de la volont et de laconscience.

Il se subdivise en deux parties :

1. Systme sympathique :

Gnralement, il active les fonctions de lorganisme.

2. Systme parasympathique :

Il ralentit ce qui a t activ par le sympathique.

1.6 Associer aux diffrentes parties du systme nerveux, les fonctionscorrespondantes.


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Exercice de synthse

1. Quest-ce qui distingue, dans le systme nerveux de lhumain, la voie motrice de lavoie sensitive?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

2. Identifiez les deux parties du systme nerveux central.

______________________________________________________________________

3. Compltez le diagramme de lorganisation du systme nerveux suivant.


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4. Quel est le rle :

a) du systme nerveux central (SNC)?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________

b) du systme nerveux priphrique (SNP)?

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

5. Dans le cas du systme nerveux priphrique quel est le rle de :

a) la voie sensitive ou la partie affrente?

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

b) la voie motrice ou la partie effrente?

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________


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dans le systme nerveuxpriphrique (SNP)

CHAPITRE 2

Dcrire les cellules nerveuses

Vous connaissez maintenant lorganisationdu systme nerveux. La partie qui suit vavous permettre den savoir plus sur ce qui compose le tissu nerveux, soit les cellulesnerveuses.

Le systme nerveux est form de milliards de cellules nerveuses intimement colles lesunes aux autres reprsentant 80% du systme, alors que le 20% restant consiste endes espaces entre les cellules. On distingue donc deux grands types de cellules :

1. Les neurones

2. Les cellules glialesou gliocytes qui se subdivisent leur tour en :

Astrocytes;Microglies;

pendimocytes;Oligodendrocytes;

Cellules satellites ou gliocytes ganglionnaires; Cellules de Schwannou neurolemmocytes.

Voyons maintenant de plus prs ce qui caractrise chacune des cellules :

1. Les neurones sont des cellules trs spcialises qui ont pour fonctions deproduire, de conduire et dacheminer, dune faon bien particulire des

messages, les influx nerveux, entre les diverses parties du corps. On a valuleur nombre environ quatorze milliards. Ils possdent plusieurs caractres quiles distinguent des autres types de cellules :

Ils ont une morphologie et une anatomie bien particulires. Ils sont des cellules excitables.

2.1 Distinguer les diffrentes cellules qui composent le systme nerveux.

dans le systme nerveux central (SNC)


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La grande majorit des neurones nont pas la capacit de se reproduire. Celaamne un bien fcheux rsultat : lorsquun neurone est dtruit, il nest pasremplac.

Chaque neurone possde une fonction spcifique et participe un circuitnerveux form de chanes de neurones.

Les neurones peuvent atteindre une taille considrable jusqu un mtre delongueur. Ils doivent tre constamment et abondamment nourris en oxygne. Ceci

sexplique par la lourde tche qui leur incombe. Quelques minutes sansoxygne, et cest la mort des neurones qui en ont t privs.

2. Les cellules glialessont de petites cellules qui entourent les neurones. On enretrouve six sortes : quatre au niveau du systme nerveux central (SNC)etdeux dans le systme nerveux priphrique (SNP).Chacune dentre elles aune forme et une fonction spcifique mais, de faon gnrale, elles servent de

soutien aux neurones (charpente du systme nerveux) et les aident senourrir(voir fig. 2.1).

Le terme nvroglieest souvent utilis au lieu de cellules gliales. Ce mot signifielensemble des cellules non nerveuses ( lexception des microglies) qui font contactavec les neurones ou leurs prolongements.

Figure 2.1 : Diffrents types de cellules gliales

Source : http://www.octc.kctcs.edu/gcaplan/anat/images/Image426.gif


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Regardons de plus prs les divers types de cellules glialesqui composent leSNC:

Astrocytes : elles sont les plus nombreuses dans le SNC et les plus polyvalentes de toutes

les cellules gliales.

elles ont la forme dune anmone de mer avec de longues ramifications trsdlicates.

Rles : elles servent de soutien aux neurones quelles enveloppent. elles ancrent les neurones aux capillaires sanguins qui les approvisionnent en

glucose sanguin. elles semblent avoir un rle dans la transmission de linflux nerveux dans les

synapses.

Microglies :

elles sont de petites cellules ayant la forme dun uf et elles prsentent desprolongements en forme dpines.

Rle : elles se dplacent vers des sites o se trouvent des microorganismes ou des

cellules nerveuses mortes et elles les phagocytent (elles les mangent). Cela estcaus par le systme immunitaire qui ne peut faire passer ses anticorps dans leSNC.

pendymocytes: elles sont des cellules de recouvrement, comme le sont les cellules qui

composent lpithlium de notre peau. elles ont la forme dun cube ou dun prisme et certaines dentre elles sont cilies

ou possdent des microvillosits.

Rles : elles recouvrent les cavits se trouvant dans lencphale et dans la moelle

pinire. les cils qui recouvrent certaines cellules servent faire circuler le liquide cphalo-

rachidien.

Oligodendrocytes : elles sont peu ramifies. elles sont alignes le long des axones pais et senroulent autour de ces

derniers. elles sont trs concentres dans la matire blanche (cette notion apparat au

chapitre 4).

Rle : elles forment la gaine de myline (il sagit dune barrire isolante).


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Jetons, maintenant, un coup dil aux divers types de cellules glialesdu SNP:

Cellules satellitesougliocytes ganglionnaires:

elles recouvrent le corps cellulaire des neurones sensitifs situs dans lesganglions spinaux. Nous y reviendrons au chapitre cinq.

Rle : elles ont un rle structurel et mtabolique.

Cellules de Schwannou neurolemmocytes :

elles forment la gaine de myline enveloppant les axones.

Rle : elles permettent la rgnration des neurofibrilles priphriques.

Un neurone type se compose de diverses parties ayant chacune une fonction qui lui estpropre. Elles sont disposes ainsi, dans le sens de la propagation de linflux nerveux :

les dendrites;

le corps cellulaire ou pricaryon;

le noyau;

laxone;

les nuds de Ranvier;

la gaine de Schwann;

larborisation terminale.

2.2 Nommer les parties dun neurone.


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Le schma suivant situe les diffrentes parties dun neurone.

Figure 2.2 : Structure dun neurone

Source : http://ici.cegep-ste-foy.qc.ca/gbourbonnais/sf_181/powerpoint/nervl_181.pdf

2.3 Situer, sur un schma, les parties dun neurone.


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La gaine de Schwann: cest une couche protectrice, segmente, lectriquement isolante, forme de

myline, recouvrant laxone. Il existe des axones qui ne sontpas recouverts demyline.

Rle : elle augmente la vitesse de transmission de linflux nerveux.

Figure 2.3


Figure 2.4



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Les nuds de Ranvier:

ce sont des espaces de 1 2 mm entre les segments de la gaine de myline delaxone.

Rles : ils servent capter les stimili provenant de lextrieur de lorganisme. ils permettent une transmission par sauts de linflux nerveux. Ainsi, la

conduction de linflux nerveux sen trouve amliore, ne connaissant ni baissednergie ni ralentissement de vitesse.

Figure 2.5


Larborisation terminale:

ce sont les prolongements que lon retrouve lextrmit de laxone. lintrieurde ces prolongements, se trouvent des vsicules qui contiennent une substance,le neurotransmetteur.

on appelle synapse la rencontre de larborisation terminale avec les dendrites

des neurones avoisinants.

Rle : ces prolongements permettent le passage de linflux nerveux vers les prochains

neurones grce la libration du neurotransmetteur contenu dans les vsicules.


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Les axones qui sont recouverts de myline (une lipoprotine de couleur blanchtre)sont appels fibres ou axones myliniques. Ils sont gnralement trs longs. Ceux quien sont dpourvus sont, pour leur part, dsigns comme amyliniqueset sont pluttcourts.

Ainsi, la matire blanche doit sa couleur la prsence daxones recouverts demyline. Quant la matire grise, elle doit sa couleur au fait quelle est compose decorps cellulaireset daxones dpourvus de myline.

Il est possible de classer les neurones suivant leur structure ou selon la faon dont ilspropagent les influx nerveux. Nous allons aborder la classification structurale desneurones. Dans ce type de classement, nous retrouvons trois types de neurones (voirfig. 2.6) :

1. Les neurones unipolaires :

o un seul prolongement part du corps cellulaire et il peut, par la suite, se

diviser en deux.

2. Les neurones bipolaires:

elles montrent deux prolongements (ples) partant de part et dautre ducorps cellulaire.

3. Les neurones multipolaires.

elles possdent un corps cellulaire trs ramifi (plusieurs ples) donnantnaissance une multitude de dendrites;

cest la forme la plus souvent rencontre.

2.6 Distinguer les fibres nerveuses myliniques des fibres nerveuses amyliniques.

2.7 Distinguer les diffrents types de neurones quant leur forme et leur fonction.


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Figure 2.6 : Classification structurale des diffrents types de neurones


Lorsque nous regardons la classification fonctionnelle des neurones, nousconstatons l lexistence de trois types de neurones:

1. Les neurones moteursou effrents :

conduisent linflux nerveux du SNC vers les effecteurs tels que les muscles; ils contrlent ainsi lactivit motrice volontaire; ils sont surtout multipolaires.

Figure 2.7



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2. Les neurones sensitifs ou affrents :

conduisent linflux nerveux des rcepteurs au SNC; ils sont surtout unipolaires.

Figure 2.8


3. Les neurones dassociation ou interneurones :

ils associent les neurones sensitifs aux neurones moteurs; ils se retrouvent en trs grande concentration dans le SNC; ils sont majoritairement multipolaires;

leur taille et le nombre de dendrites varient.

Figure 2.9

Source : www.dgpc.ulaval.ca/bio90192/chap5/chap5.pdf


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Nous avons vu que le systme nerveux priphrique (SNP) comprend une voiesensitive ou affrente et une voie motrice ou effrente. La voie sensitive, quant elle,comprend des neurones somatiques et des neurones viscraux. Les neuronessensitifs somatiquessont responsables du transport des messages capts grce auxrcepteurs situs sous la peau ou dans les muscles tandis que les neurones sensitifsviscraux transmettent les messages provenant desviscres tels que lestomac, lespoumons, les intestins, etc.

Les neurones sensitifs possdent des terminaisons nerveuses appeles rcepteurs.Ces rcepteurs sont sensibles tous les changements qui se produisent lintrieur ou

lextrieur du corps. Ils peroivent le froid et le chaud, la pression, la douleur et lescontacts lgers (effleurements). Les images qui suivent reprsentent divers types determinaisons nerveuses ou rcepteurs.

Ces changements provenant de lextrieur ou de lintrieur de lorganisme sont appelsstimuli. Selon Marieb, un stimulus cest un excitant ou un irritant provoqu par unchangement de lenvironnement, ce qui voque une raction.

Ainsi, le rcepteur du neurone sensitif capte le stimulus et transmet le messagecapt aux autres cellules nerveuses environnantes. Le message ou linflux nerveuxse rend jusquau cerveau (dans la rgion [appele aire] correspondant au stimulus o ilsera interprt), mais passe obligatoirement par la moelle pinire. Les principalesdivisions du cerveau (appeles aires) en rapport avec leurs tches spcifiques seronttudies au chapitre quatre. Le cerveau analyse alors la nature du stimulusreu etretourne un ordre aux organes appropris. Par exemple, si on touche un polon tropchaud, les rcepteurs du neurone sensitifcaptent le stimulus. Un influx nerveux estalors gnr et est achemin au cerveau par le nerf sensitif, en passant par lamoellepinire.

Les neurones moteurs sontchargs de transmettre linflux nerveux au cerveauenrponse un stimulus. La structure qui rpond cette action (il peut sagir dun muscle,dune glande, dun organe) est nomm leffecteur.Ainsi, dans le cas de la personnequi touche au polon chaud, le cerveau qui a reu linflux nerveux en provenance desrcepteurs de chaleuraura vite fait de gnrer un influx nerveuxquil acheminera ses muscles du bras et de la main par le neurone moteur, en passant parla moellepinire, afin darrter ce contact entre la main et le polon trop chaud.

Que de mots nouveaux pour une raction aussi naturelle! Prenons un exemple concretafin de mieux intgrer tout ce nouveau vocabulaire. Vous sortez de la piscine et lairfrais vous donne la chair de poule. Que se passe-t-il ?

2.8 Prciser le rle des neurones sensitifs somatiques, sensitifs viscraux etmoteurs.


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La sensation du froid constitue le stimulus. Sous la peau, les rcepteurs du froidcaptent cette sensation. Ce stimulus gnre un influx nerveuxqui se rend dans lairedu cerveau correspondante par le neurone sensitif et ce, en empruntant la moellepinire. Le chemin emprunt par ce message se nomme voie sensitive. Lecerveau analyse linflux arrivant par la voie sensitive et rpond en gnrant un nouvel

influx nerveux qui quitte laire du cerveau par le neurone moteur, en passant denouveau par la moelle pinire. Cet influx nerveux va alors atteindre les effecteurs,c'est--dire les muscles horripilateurs qui sont attachs chacun des vos poils. Cesmuscles tant stimuls, ils se contractent et font relever chaque poil sur la surface deVotre corps donnant naissance la chair de poule. Le chemin emprunt par linfluxnerveux se rendant aux muscles horripilateurs par le neurone moteur se nomme voiemotrice(voir fig. 2.10).

Figure 2.10 : Schma de la voie sensitive et de la voie motrice


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Le systme nerveux priphrique (SNP)est dot de divers types de neurorcepteurs,appels aussi rcepteurs sensoriels. Ce sont des structures charges de ragir auxchangements qui se produisent dans lenvironnement, cest--dire les stimuli1. Ils sontclasss suivant le type de stimulus quils captent, selon leur situation anatomiqueet selon la complexit de leur structure.

Les neurorcepteurs classs suivant le type de stimuliperus se regroupent en cinqgroupes :

les mcanorcepteurs sont sensibles aux dformations mcaniquescommecelles dues au toucher, la pression (pression artrielle y compris), auxvibrations, ltirement et la dmangeaison.

les thermorcepteurssont sensibles aux diffrences de tempratures.

les photorcepteurs ragissent aux variations dintensit lumineuse. Lesseuls photorcepteurs de notre organisme font partie de la rtine de lil.

les chimiorcepteurs dtectent les substances chimiques en solution (lesodeurs sont des molcules solubles dans le mucus du nez; les saveurs sontaussi des molcules qui se dissolvent dans la salive et toutes les substancesdissoutes dans notre sang).

les nociorcepteurs peroivent des stimuli qui pourraient tre dommageablessils perduraient. Ce type de stimuli est interprt, par le cerveau, comme de ladouleur.

En situations extrmes comme la chaleur ou le froid intense, les neurorcepteurstouchs vont agir comme nociorcepteurs. Le message reu et interprt par lecerveau en sera un de douleur.

1Tire de : MARIEB, E. Anatomie et physiologie humaines, ERPI, 2005, p. 504.

2.9 Prciser les caractristiques et le rle des diffrents neurorcepteurs.


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3. Par leur diffrence de fonction, on peut diviser les neurones en trois types. Quels

sont-ils?

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

4. Lextrmit des dendrites de plusieurs neurones sensitifs est munie dune structure

capable de capter les stimuli. Quel nom porte cette structure?

______________________________________________________________________

5. Quel est le rle des cellules gliales dans le systme nerveux central?______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

6. Identifiez les diverses catgories de neurones.

a) b) c)

a)_______________________________b)___________________________________

c)______________________________________


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7. Pour chaque situation dcrite ci-dessous, identifiez le type de neurorcepteur(suivant la nature du stimulus) qui est stimul.

1. Un coup de marteau sur un doigt. ___________________________________

2. Le got de sucr en mangeant du gteau. _____________________________

3. La sensation de brlure au contact dune surface brlante. ________________

4. Larrive dune lumire trop vive. ____________________________________

5. Un arbre qui tombe sur une jambe. ___________________________________


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CHAPITRE 3

Dcrire la propagation de linflux nerveux

Les neurones sont trs sensibles aux stimuli : on dit quils sont excitables.Lorsquunneurone reoit un stimulus adquat, il produit un signal lectrique et le conduit tout lelong de laxone. Lintensit du signal est toujours la mme, peu importe le type destimulus et sa source. Ce phnomne lectrique, appel influx nerveux ou potentiel

daction, est la base mme du fonctionnement du systme nerveux1

.

Un influx nerveux, cest une onde de dpolarisation qui se propage delle-mme.Cest en quelque sorte un courant lectrique gnr et propag dans un neurone et

jusquau neurone suivant.

Ce sont des facteurs physico-chimiquesqui permettent la gnration et la propagationdun influx nerveux dans le neurone. On en reconnat deux types: des facteursphysiqueset des facteurs chimiques.

En comparant la propagation de linflux nerveux le long dun neurone un courantlectrique, le facteur physique devient le passage du courant lectrique dans leneurone.

Pour transmettre linflux nerveux dun neurone un autre, certaines substanceschimiques quon nomme neurotransmetteurs sont ncessaires. Ce sont donc les

facteurs chimiques.

1Tir de : MARIEB, E. Anatomie et physiologie humaines, ERPI, 2005, p. 408.

3.1 Dfinir lexpression influx nerveux.

3.2 Prciser les types de facteurs qui provoquent linflux nerveux.


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Lhumain sest longtemps questionn sur lorigine et sur la nature de lnergie quipermettait la communication entre les parties du corps. Il tait fort intrigu par ce quipermettait aux membres de bouger et aux parties du corps de ressentir diversessensations2.

Figure 3.1 : Luigi Galvani

Source : http://www.infoscience.fr/histoire/biograph/biograph.php3?Ref=28)

Une premire tentative de rponse fut apporte au dix-huitime sicle alors quunitalien, Luigi Galvani(1737-1798),dmontre que les cuisses de grenouilles,disposes

sur une plaque de verre et recouvertes d'une feuille de mtal, ragissent quand unecharge lectrique est applique dans la partie haute de la colonne vertbrale de l'animalmort. Six ans plus tard, il obtient un rsultat inattendu. Les cuisses de grenouillesmortes se contractent mme lorsqu'elles sont isoles et aussi longtemps que leurs nerfsrestent relis au sol. Pour lui, ces phnomnes sont dus une forme d'lectricitanimale; il publie en 1791 De Viribus Electricitatis in motu musculari commentarius.Dans cet ouvrage, il appuie, entre autres, l'ide que les nerfs et les muscles desanimaux contiennent du fluide lectrique3. Regardez la figure 3.2 qui dmontre lesexpriences de Galvani.

2Tir du site : http://www.dgpc.ulaval.ca/bio90192/chap5/chap5.pdf.

3Tir du site : http://www.infoscience.fr/histoire/biograph/biograph.php3?Ref=28.

3.3 Expliquer la propagation de linflux nerveux.


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Figure 3.2 : Expriences de Galvani

Source : http://www.dgpc.ulaval.ca/bio90192/chap5/chap5.pdf

Ensuite, en 1850, lAllemand,N. Von Helmholtz,mesure la vitesse de linflux nerveuxdans un nerf.

Il faudra attendre le vingtime sicle pour comprendre le phnomne dlectricitanimale. Et cest deux Anglais, Alan Hodgkin et Andrew Huxley,que lon doit cettedcouverte en 1950. Ils travaillent alors avec des neurones gants qui provenaientdescargots de mer ou de calmars. La taille de ces neurones est trs imposante : lediamtre de leur axone fait lui seul un millimtre, soit 500 fois plus gros que celui de lamajorit des axones humains.

Figure 3.3 : Calmar Figure 3.4 : Neurone gant de calmar



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Figure 3.5 : Le neurone au repos


Comme on peut le constater la figure 3.5, lintrieur du neurone est chargngativement et lextrieur, positivement. La borne de rfrence tant place lintrieur, on dit quil y a une diffrence de potentielde -70 milliVolts (mV).

Toutes les cellules de notre corps sont polarises entre -20 et -200 mV. Lcartsexplique par la varit des cellules dont notre corps est compos. Les cellules sont,en fait, de minuscules piles chimiques o la borne positive constitue la surface de lamembrane cytoplasmique et la borne ngative, lintrieur de la membranecytoplasmique.

On pourrait donner trois raisons la diffrence de potentiel des cellules :

1. La diffrence de concentration en ions lintrieur ou lextrieur de lamembrane dun neurone.

Un ion est un atome ou une molcule portant une charge lectrique positive oungative.

2. La permabilit de la membrane ces ions.

Permabilit slective de la membrane. La membrane du neurone laissepasser les ions de potassium plus (K+) et peu ou pas les autres ions;cest pour cette raison quon dit quelle a une permabilit slective.

Les ions de sodium (Na+) et de chlore (Cl-) peuvent pntrer dans la cellule

en passant par des protines de la membrane. Mais, elle reste peupermable au sodium (Na+) et au chlore (Cl-).

Les protines et certains groupements sont trop volumineux pour pouvoirpasser au travers de la membrane.


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Figure 3.6 : Schma de la rpartition des charges de part et dautre de la membranecytoplasmique neuronale


Chaque ion de potassium (K+) qui traverse la membrane ajoute une charge positive lextrieur et en enlve une lintrieur. De chaque ct, les ions positifs en surplussaccumulent sur la surface de la membrane cellulaire. La surface interne se couvredonc dions ngatifs et la surface externe, dions positifs.

Figure 3.7 : Schma des forces impliques dans le dplacement du K+



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3. La prsence de pompes, cest dire de transporteurs actifsdont le rle estde maintenir cette diffrence de concentration en ions de part et dautre de lamembrane.

La membrane neuronale est donc dote de pompes sodium-potassiumqui

maintiennent lquilibre entre les ions de sodium et de potassium. Pourchaque trois ions de sodium qui sortent, deux ions de potassiumentrent par les pompes sodium-potassium.

Voyons maintenant le mcanisme de la propagation de linflux nerveux.

Lorsquun rcepteur est stimul, par exemple, quand on se pique le bout du doigt, lapolarit de la membrane sinverse. L o le rcepteur a t stimul, la membranecellulaire devient ngative lextrieur et positive lintrieur. Les charges lectriquessinversent alors brutalement. On appelle potentiel daction cette dpolarisationponctuelle de la membrane neuronale. Lintrieur de la cellule est dsormais devenu

positif par rapport lextrieur de la cellule.

Stimulation du rcepteur Dpolarisation ponctuelle de la membrane

Figure 3.8 : Consquences de la stimulation dun rcepteur

Source : www.dgpc.ylaval.ca/bio90192/chap5/chap5.pdf


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En quelques mots, on pourrait dfinir un influx nerveux comme tant une suite depotentiel daction le long de la membrane dun axone, suite lapplication dunstimulus. Il est intressant de savoir que les anesthsiants locaux comme la xylocane(substance que lon injecte sous la peau quand on doit, par exemple, se faire faire despoints de suture) agissent en empchant la membrane neuronale de se dpolariser.

Comme linflux nerveux ne peut tre propag et se rendre laire sensitive du cerveau,alors on ne ressent pas la douleur!

Rsumons-nous.

Le neurone, comme toutes les cellules, est polaris.

Lintrieur de la membrane est ngatif. Lextrieur de la membrane est positif. Il y a une diffrence de potentiel entre lextrieur et lintrieur, de -70 mV au

repos (quand il ny a pas dinflux nerveux).

Il y a trois raisonsqui expliquent une telle polarisation :

1. La prsence de diffrents ions positifs ou ngatifs de part et dautre de lamembrane.

2. La permabilit slective de la membrane neuronale aux ions positifs et/oungatifs.

3. Lexistence de pompes sodium-potassium sur la membrane du neurone.

Lorsquun rcepteur reoit un stimulus, il se produit, en ce point, une dpolarisation(cause par louverture des canaux sodium) momentane. On appelle potentieldaction, cette dpolarisation ponctuelle de la membrane neuronale. Il y a inversementde la polarit de la membrane : lintrieur devient positif et lextrieur devient, quant lui, ngatif. Cette vague de dpolarisation dferle le long du neurone; chaquedpolarisation est suivie dune polarisation de la membrane (voir fig. 3.8).

Linflux nerveux est donc une suite de potentiels daction rapprochs, parcourantlaxone, la suite dun stimulus appliqu la membrane neuronale du rcepteur.Chaque potentiel daction est immdiatement suivi dune repolarisation.


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Linflux nerveux se dplace le long des fibres nerveuses une vitesse pouvant varier de3 km lheure prs de 400 km lheure. La vitesse de linflux nerveux est trsvariable selon le type de fibres nerveuses. Deux facteurspeuvent faire varier cettevitesse :

1. Le diamtre des fibres nerveuses :

plus le diamtre de la fibre est grand, plus il conduit linflux nerveuxrapidement.

2. La prsence de myline sur laxone :

dans les fibres non recouvertes de myline, linflux nerveux parcourtlaxone de proche en proche une vitesse lente.

dans les fibres recouvertes de myline, (la myline est un bon isolantlectrique), la dpolarisation de la membrane de laxone ne peut se produirequau niveau dun nud de Ranvier. On appelle ce type de conduction, laconduction saltatoire, cest--dire que la transmission de linflux nerveux sefait par sauts de un ou deux millimtres, dun nud de Ranvier lautre. Celaassure une plus grande rapidit de conduction avec une dpense dnergiemoindre.

Figure 3.10 : La conduction saltatoire


Les neurones moteurs et ceux qui proviennent des organes des sens sont myliniss,car ils conduisent les influx nerveux rapidement et ont un grand diamtre. Par contre,les fibres nerveuses innervant les viscres et celles responsables de transmettre la

3.4 Prciser les facteurs qui influent sur la propagation de linflux nerveux.


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douleur ont un petit diamtre et conduisent les influx nerveux lentement. Elles ne sontdonc pas recouvertes de myline.

Il est important, ce point-ci, de prciser que la gnration dun potentiel daction nestpossible que si le stimulus a une intensit suffisamment grande (ou intensit minimale).

On parle alors de la loi du tout ou rien. On veut dire que si le stimulus estsuffisamment grand pour la gnration dun potentiel daction, il y aura production duninflux nerveux, sinonrienne se passera.

Cette loi se base sur le fait quun rcepteur (quel quil soit) possde un seuil minimaldexcitabilit. Cela signifie qu partir dun stimulus dune intensit suffisante, il ragiraen initiant un influx nerveux. Si lintensit est plus faible que le seuil minimaldexcitabilit, il restera inactif. Par contre, si lintensit atteint ou dpasse ce seuilminimal, il ragira toujours de la mme faon. Cela veut dire quune fois dclench,linflux nerveux se propage le long du neurone une vitesse caractristique de chaqueneurone. Linflux nerveux est donc indpendant de lintensit.

Certains rcepteurs de lorganisme sont trs sensibles, ils ont donc un seuil minimaldexcitabilit trs bas. Par contre, certains autres sont plus tolrants; ils ont alors unseuil minimal dexcitabilit lev. Rgle gnrale, plus laxone est gros (en terme dediamtre), plus son seuil dexcitabilit est bas et plus la vitesse de conduction de linfluxest grande. Cette dernire peut varier de cinq 120 mtres par seconde.

De la mme faon, les fibres plus petites auront un seuil dexcitabilit plus lev et lavitesse de propagation de linflux nerveux sera plus lente : de trois quinze mtres parseconde.

Par exemple, les photorcepteurs des yeux sont en gnral trs sensibles la lumireet, partir dune certaine intensit lumineuse (le seuil minimal dexcitabilit), ils nousobligent fermer les yeux. Mme si on augmente lintensit de la source lumineuse, letemps de raction restera le mme et on devra fermer les yeux tout aussi rapidement.Les seuils dexcitabilit peuvent aussi varier dun individu lautre, ainsi certainespersonnes tolrent beaucoup mieux la chaleur ou le froid que certaines autres.

SAVAIS-TU QUE

Llectroencphalographie est lenregistrement des phnomnes lectriquesqui sont responsables du fonctionnement du cerveau. Les messages lectriques ducerveau sont enregistrs sur une bande de papier qui se droule. Les courbesenregistres prsentent un rythme rgulier et diffrent suivant lactivit crbrale delindividu. Llectroencphalographie rend de prcieux services la mdecine, en cequi a trait par exemple lpilepsie.


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Nous savons maintenant que lorsque que le stimulus est suffisamment fort, il y aproduction dun potentiel daction et gnration dun influx nerveux qui dferle plus oumoins vite, dpendant de divers facteurs comme la prsence de myline sur laxone etle diamtre de la fibre nerveuse. Nous connaissons aussi la faon dont cet influx sepropage tout au long de laxone du premier neurone excit. Pour que linformation soittransmise au cerveau ou leffecteur, elle doit tre transmise une srie de neurones.Cest donc dire quen plus de propager le potentiel daction le long de laxone, lesneurones doivent possder un moyen de relayer linformation dun neurone lautre.

Dans le systme nerveux, les neurones sont souvent disposs la queue leu leu.Rgle gnrale, larborisation terminale dun neurone prcde les dendrites du neurone

suivant (fig. 3.11) et la plupart du temps, les neurones formant une chane sont situstrs prs lun de lautre, mais ne se touchent pas. Lespace ainsi cr entrelarborisation terminale dun neurone et les dendrites du neurone suivant se nommefente synaptique et la fonction compose du quasi contact, arborisation terminale;dendrite prend alors le nom desynapse.

4. Synapses et neurotransmetteurs

Synapse: Point de rencontre entre les terminaisons axonales et une

autre cellule.

Entre les cellules r ceptrices et les

neurones sensitifs

Entre les neurones moteurs et les

cellules musculaires

Entre deux neurones

Cellule prsynaptique

Cellule postsynaptique

Figure 3.11 : La synapse

Source : http://ici.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/gbourbonnais/sf_181/powerpoint/nerv2_181.pdf

3.5 Prciser le rle dune synapse.


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Anatomie de la synapse

Figure 3.12 : La synapse (dtails)

Source : http://ici.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/gbourbonnais/sf_181/powerpoint/nerv2_181.pdf

Il existe deux types de synapses : la synapse lectrique et la synapse chimique, la pluscourante.

La synapse lectriquese produit quand les membranes de deux neurones qui entrenten synapse font contact direct. Linflux nerveux se propage comme le ferait le courantlectrique qui passe du fil la prise de courant.

Membrane du neurone qui transmetlinflux nerveux (o il a t gnr)

Membrane du neurone qui loignelinflux nerveux de la synapse


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Dans la synapse chimique, il y a un espace entre les deux neurones qui entrent ensynapse. On appelle fente synaptique, cet espace entre les membranes prsynaptiqueet postsynaptique. Cest grce la libration dun type de substances, appelesneurotransmetteurs, que linflux nerveux parvient atteindre le neurone suivant.

Le rle de la synapse est de permettre linflux nerveux qui arrive larborisationterminale du neurone prsynaptique dtre propag au neurone post synaptique.

Figure 3.13 : La synapse lectrique et chimique

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Quest-ce qui se passe en ce qui concerne la synapse pour que linflux nerveux puissecontinuer vers le neurone suivant?

Il ny a rien de magique l dedans, seulement un mcanisme des plus ingnieux et trsperfectionn.

Figure 3.14 : La fente synaptique et les neurotransmetteurs


3.6 Prciser la nature et la source des neurotransmetteurs.


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Comme on le constate la fig. 3.12, dans lanatomie dune synapse, les boutonssynaptiques contiennent des vsicules synaptiques. Ces dernires renferment leneurotransmetteur.

Quand le potentiel daction arrive au bouton terminal dune synapse, la dpolarisation

de la membrane fait migrer quelques vsicules synaptiques vers la membrane dubouton. Les vsicules se fusionnent avec la membrane et dversent dans la fentesynaptique leur contenu (neurotransmetteur).

Figure 3.15

Source : www.dgpc.ylaval/bio90912/chap5/chap5.pdf

Une fois dans la fente synaptique, le neurotransmetteur reconnat les protinesrceptrices situes sur la membrane du neurone postsynaptique. Ces protines sontspcifiques aux neurotransmetteurs comme lest la cl pour une serrure de porte.

Figure 3.16 : Le mcanisme de fonctionnement de la protine rceptrice et du neurotransmetteur



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Le neurotransmetteur se lie donc la protine rceptrice. Il y a alors deuxpossibilits, selon le type de neurotransmetteur :

1. Les neurotransmetteurs activateurs ou excitateurs : ils dpolarisentla membrane du neurone postsynaptique, ce qui abaissele

seuil dexcitabilitdu neurone et augmentela sensibilit du neurone; ils gnrent donc un potentiel daction qui provoque un influx nerveux.

2. Les neurotransmetteurs inhibiteurs : Ils hyperpolarisent la membrane du neurone postsynaptique, ce qui

augmente le seuil dexcitabilit du neurone et diminue la sensibilit duneurone;

ils provoquent le fait que le neurone ne ragira pas au stimulus.

Jusqu maintenant, les recherches ont identifi une centaine de neurotransmetteurs.Voici deux exemples de neurotransmetteurs :

1. Lendorphine est un neurotransmetteur qui inhibe les sensations de douleur;son action est analogue celle de la morphine.

2. La srotonine est un neurotransmetteur excitateur qui permet au corps degarder une temprature interne constante (37O C). Si on compare avec lespoissons qui ont une temprature interne variable, quand leau dans laquelle lespoissons nagent est trs froide, leur sang lest aussi. Si leau se rchauffe, leursang fait de mme. Les poissons nont pas de srotonine dans leur systmenerveux pour rgler leur temprature interne.

SAVAIS-TU QUE

La maladie de Parkinson survient quand le systme nerveux ne produit plusassez de dopamine. La dopamine est un neurotransmetteur excitateur qui contrle lemouvement. Si les neurones ne peuvent plus en fabriquer, les mouvementsdeviennent dsordonns; alors on est incapable de les contrler.

3.7 Dcrire diverses faons qui permettent linflux nerveux de se propager.


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Figure 3.16 : Modes de fonctionnement possibles dun neurotransmetteur


Prenons un exemple : Paul travaille dans un abattoir. Il est un peu distrait et, encoupant un quartier de viande, deux de ses doigts ont frlde trop prs les couteaux.

Rsultat : Le voil amput de deux doigts. Bien sr, la panique peutsemparer de lui ce moment, mais Paul ne ressent aucunedouleur sur le coup. Comment est-ce possible?

Le message de la douleur ne parvient pas au cerveau parce que desneurotransmetteurs inhibiteurs se sont chargs dendormir les neurones qui auraientd transporter ce message au cerveau. Cet effet est malheureusement passager; une

fois lhpital, on devra lui injecter de la morphine, une drogue qui aura le mme effetque les neurotransmetteurs inhibiteurs, pour calmer la douleur.

Exercice de synthse

1. Le neurone est lectriquement polaris : lintrieur est ngatif et lextrieur, positif.

Quel mcanisme rend ce phnomne possible?

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2. Dfinissez ce quest un influx nerveux.

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3. Quest-ce que la loi du tout ou rien?

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4. Deux facteurs peuvent faire varier la vitesse de propagation dun influx nerveux.

Quels sont-ils? Dcrivez-les.

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5. Quest-ce que la conduction saltatoire? Dessinez un neurone et expliquez le

phnomne.

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6. Que signifie lexpression seuil minimal dexcitabilit?

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7. laide dun schma, dcrivez le mcanisme de dpolarisation dun neurone en

prcisant le mouvement des ions sodium et potassium.

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8. Quest-ce quune synapse et quel est son rle?

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9. Quest-ce quune fente synaptique?

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10. Quelle diffrence y a-t-il entre un neurone prsynaptique et un neurone

postsynaptique?

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11. Il existe deux types de neurotransmetteurs, quels sont-ils?

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12. Donnez un exemple de neurotransmetteur inhibiteur et un exemple de

neurotransmetteur activateur.

Inhibiteur : _____________________________________________________________

Activateur : ____________________________________________________________

13. Quel est leffet dun neurotransmetteur inhibiteur sur la membrane postsynaptique?

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CHAPITRE 4

Dcrire le systme nerveux central

Le systme nerveux central (SNC) est form de lencphaleet de la moelle pinire. Ilest compltement enchss dans des structures osseuses : lencphale est situ dansla bote crnienne et la moelle pinire dans le canal rachidien de la colonnevertbrale. Le systme nerveux central est le centre dintgration et de rgulationdu systme nerveux. Il reoit les messages sensoriels du systme nerveuxpriphrique et labore les rponses ces messages1. Le SNC est la composantedirigeante du systme nerveux.

Fig. 4.1 Systme nerveux

Source : http://cours.cstj.net/101-902-m.f/bio903/nerveux/partiesdesystnerveux.htm

1Tir de :SPENCE et MASSON. Anatomie et physiologie, (Une approche intgre), ERPI, 1983,

p 278.

4.1 Situer le systme nerveux central dans lensemble du systme nerveux.


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Figure 4.2 : Le systme nerveux central (SNC)

Source : www.dgpc.ulaval.ca/bio90192/chap6/chap6/chap6.pdf

Comme il est spcifi lobjectif prcdent, le systme nerveux central (SNC) secompose de lencphaleet de la moelle pinire (qui est son prolongement), situsrespectivement dans la bote crnienne et dans la colonne vertbrale. Ces deux parties

communiquent entre elles par le trou occipital.

Figure 4.3 : La loge osseuse du SNC


4.2 Distinguer les deux parties du systme nerveux central.


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Lencphale est une des deux parties du systme nerveux central (SNC). Il se composedu :

Cerveau Cervelet Tronc crbral

De plus, il constitue la partie la plus volumineuse du systme nerveux. Il est le sigedes centres moteurs, sensitifs et sensoriels. Cest aussi le lieu o sintgrent lesdiffrentes perceptions et o slaborent les grandes fonctions intellectuelles etaffectives, notamment celles du langage, de la pense, du raisonnement et des

sentiments. Chez ltre humain, la dimension et le poids du cerveau par rapport ladimension et au poids du corps sont parmi les plus levs de tous les mammifres, soitenviron 1 300 g; ce qui fait apparemment de lhumain ltre le plus intelligent du rgneanimal.

Lencphale est lun des organes les mieux protgs de lorganisme. Extrieurement, ilest recouvert de la bote crnienne et de trois membranes protectrices, lesmninges. Ces trois membranes sont places ainsi de lextrieur vers lintrieur :

la dure-mre; larachnode; la pie-mre

La dure-mreest une couche paisse et fibreuse, ayant lapparence du cuir. Elle estcolle la bote crnienne.

Larachnodeest la couche mdiane. Elle est spare de la pie-mre par un espaceappel espace sous-arachnodien.

La pie-mreest colle la surface de lencphale. Elle pntre les moindres creux etreplis.

Les mninges possdent des nombreux rcepteurs stimuls par la douleur. Lescphales (maux de tte) sont provoques par une vasodilatation des capillairessanguins qui parcourent larachnode. En se dilatant, les vaisseaux sanguins stimulentles rcepteurs douleur et causent les horribles maux de tte!

4.3 Nommer les principales parties de lencphale.


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Figure 4.3 : Les mninges

Source : http://schwann.free.fr/neuroanatomie-a.html

Intrieurement, lencphale est protg par le liquide crbro-spinal (anciennement

liquide cphalo-rachidien). Il est situ dans lespace sous-arachnodien. Il sert decoussin antichoc pour lencphale et la moelle pinire. De plus, il fait flotter lencphalequi, autrement, scraserait sous son poids.


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Voici un schma des diverses parties de lencphale :

Figure 4.4 : Schma de lencphale humain

4.4 Situer, sur un schma, les principales parties de lencphale.


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Voici une description des principales parties de lencphale :

1. Le cerveau, ou tlencphale constitue la partie la plus volumineuse delencphale, soit 83 % de sa masse. Il a une masse variant entre 1400 1800kg.

Il se divise en deux parties: les hmisphres crbraux droit et gauche. Ils sontrelis lun lautre par le corps calleux, compos de matire blanche. Ils sont sparspar un profond sillon qui va de lavant larrire : la fissure interhmisphrique (oufissure longitudinale).

Chaque hmisphre est responsable de traiter linformation en provenance dun ct ducorps. Mais attention : lhmisphre gauche gre le ct droit du corps etlhmisphre droit, le ct gauche. En coupe transversale, on voit que le cerveau secompose de matire blanche (corps calleux) entoure de matire grise. Le relief de lasurface des hmisphres crbraux (appel cortex crbral) est fort remarquable : ony voit des creux, desfissures,dessillonset des replis, descirconvolutions(ou gyri).Les fissures sont profondes tandis que les sillons sont peu profonds. Tous ces replisaugmentent de beaucoup la surface des hmisphres; ainsi la quantit de matire grisese trouve galement augmente.

Certaines fissures sont particulirement profondes. Elles permettent de diviser lecerveau en lobes. Chaque hmisphre se subdivise en cinq lobes :

lobe frontal : situ lavant.

lobe parital : situ au-dessus.

lobe temporal : situ sur le ct.

lobe occipital : situ larrire.

insula : situ au fond du sillon sparant le lobe temporal du reste du

cerveau. Il nest pas visible du cortex.

4.5 Dcrire brivement les parties de lencphale.


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La fissure de Rolandospare le lobe frontal du lobe parital et la fissure de Sylviusspare le lobe frontal et le lobe parital du lobe temporal voir fig. 4.5.

Figure 4.5 : Reprsentation schmatique du cerveau montrant les quatre lobes dun hmisphrecrbral et les fissures ou scissures de Rolando et de Sylvius.


Figure 4.6 : Coupe transversale du cerveau prsentant les hmisphres crbraux



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2. Le cervelet est une structure en forme de chou-fleur, fortement plisse, ce quiaugmente la quantit de matire grise quil contient en son centre. Il se trouve larrire de la tte, sous le cerveau et rattach au tronc crbral (derrire le pontde Varole). Il est, lui aussi, form de deux parties, les hmisphres crbelleuxqui sont runis par le vermis. En coupe transversale, on voit que la rpartition de

la matire grise par rapport la matire blanche est linverse du cerveau, cest--dire, que la matire blanche est localise dans la matire grise.

3. Le tronc crbral est compos du bulbe rachidien, du pont (protubranceannulaire) et du msencphale. Cest au niveau du tronc crbral que prennentnaissance la majorit des nerfs crniens. En coupe transversale, la matireblanche entoure la matire grise. Dailleurs, le tronc crbral est surtoutconstitu de matire blanche qui recouvre des noyaux de matires grise. Ilforme la partie infrieure de lencphale; cette structure est en fait leprolongement direct de la moelle pinire.

Au-dessus du bulbe rachidien, se trouve le pont de Varolequi se distingue du bulberachidien parce quil est plus gros et plus renfl. Il est aussi compos de matire griseen son centre et de matire blanche lextrieur. Ces deux structures (le bulberachidien et le pont de Varole) font partie du tronc crbral qui constitue, en quelquesorte, la tige du systme nerveux central.

Figure 4.7 : Diverses vues de lencphale



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4. Le msencphaleou cerveau moyen prsente sur sa face ventrale deuxrenflements : les pdoncules crbraux.

Entre le msencphale et le cerveau, se trouve le diencphale. Il est compos detrois parties principales: le thalamus,lhypothalamus et lpithalamus.

5. Le thalamus reprsente environ 80% du diencphale. Il est form de deuxpetites masses relies entre elles par la commissure interthalamique. Onconsidre le thalamus comme la porte dentre du cerveau, car presque tousles neurones sensitifs y font synapse avec les neurones qui acheminerontlinformation laire crbrale vise.

6. Lhypothalamus doit son nom sa situation, cest--dire directement sous lethalamus. Il a la grosseur dune olive et est constitu de noyaux de matire grise.La glande endocrine la plus importante du corps, lhypophyse, est maintenue enplace par une tige de fibres partant de lhypothalamus.

7. Lpithalamus est constitu dune glande endocrine, lpiphyse, qui scrte lamlatonine. Il est aussi dot du plexus chorode qui fabrique le liquide crbro-spinal.

Figure 4.8 : Schma illustrant le thalamus, lhypothalamus et lpithalamus



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Voyons maintenant les rles qui incombent chacune des parties de lencphale. Afinden faciliter la tche, nous utiliserons le tableau qui suit :

Nom de la partie delencphale

Rles

Cerveauhmisphres crbraux

le contrle des sens le centre danalyse des messages llaboration des ordres adquats, du moins en ce qui

concerne les ordres conscients.

le centre de commande de tous les gestesvolontaires. gestion des fonctions de la parole, de la mmoire, du

raisonnement, de lmotivit, de la conscience, de lapense, du jugement, de limagination, delinterprtation des sensations et des mouvementsvolontaires.

lieu de lactivit consciente. centre de la perception, de lanalyse, de la

mmorisation des sensations perues par nos sens.

Cervelet

un point de jonction trs important o les commandesdu cerveau sont redistribues. responsable de la rgulation du tonus musculaire et

de la coordination du mouvement. coordonne les activits des muscles squelettiques

grce linformation sensorielle qui lui vient de sesrcepteurs de propriorception, dquilibre et demaintien de la posture.

reoit de linformation sensorielle sur le toucher, lavision et laudition.

Tronc crbral(noyaux)

relaisentre les centres suprieurs de lencphale et lamoelle pinire. rgle la frquence et la force des battements

cardiaques ainsi que le diamtre des vaisseauxsanguins.

responsable des mouvements respiratoires. Il contrlela frquence respiratoire et lamplitude de chaque

4.6 Prciser le rle des principales parties de lencphale.


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Nom de la partie delencphale

Rles

respiration.

responsable des rflexes respiratoires comme la toux,le hoquet et lternuement.

centre de la dglutition et du vomissement.

Tronc crbral(fibres mylinises)

relie les centres nerveux suprieurs, placs au-dessus du tronc, la moelle pinire.

lieu o la majorit des fibres reliant la moelle pinireau cerveau se croisent. (dcussation)

relie aussi le tronc crbral au cervelet plac juste au-dessus par lespdoncules crbelleux.

Thalamus

joue un rle essentiel dans la sensibilit, la motricit,lapprentissage et la mmoire. trie, regroupe et achemine les informations vers les

zones appropries du cerveau. permet de distinguer grossirement la valeur agrable

ou dsagrable des sensations. centre de relais pour les influx visuels et les influx

auditifs.

Hypothalamus

rgulation du fonctionnement de la plupart desorganes du corps (chef dorchestre du SNA).

joue un rle dans les motions. contrle de la temprature corporelle. rgulation de lapptit. rgulation de la soif. contrle des scrtions hormonales (systme

endocrinien). rgulation du sommeil.

pithalamus

contribue, par la partie piphyse, la rgulation veille-sommeil et de lhumeur.

scrte, par le plexus chorode, le liquide crbro-spinal.


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Nous connaissons maintenant de quoi se compose lencphale. Reste dcouvrir lesstructures qui acheminent linformation qui entre ou sort dans lencphale, la moellepinire et les nerfs. Nous commencerons notre tude par la moelle pinire.

La moelle pinire dun adulte occupe les deux tiers de sa colonne vertbrale. Au coursdu dveloppement embryonnaire, la moelle pinire cesse de crotre alors que lacolonne vertbrale continue son dveloppement, laissant ainsi la partie terminale de la

colonne pratiquement vide.

Figure 4.9 : La moelle pinire


4.7 Nommer les principaux constituants de la moelle pinire.

4.8 Situer, sur un schma, les principaux constituants de la moelle pinire.

4.9 Dcrire brivement les principaux constituants de la moelle pinire.


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La moelle pinire dbute au trou occipital, situe la base du crne, l o se terminele bulbe rachidien, et se prolonge jusquau niveau de la deuxime vertbre lombaire.Elle a laspect dun cordon arrondi long de 40 45 cm avec un diamtre de dix dix-huit millimtres. Elle se termine par le cne mdullaire et par une structure appelefilum terminal qui est un prolongement de la dure-mre.

Extrieurement, elle est protge par les vertbres de la colonne vertbrale. Aucentre de la colonne vertbrale, il y a un canal form par lempilement des vertbres, lecanal rachidien. Cest ce canal qui abrite et protge la moelle pinire. Intrieurement,ce rle est dvolu au liquide crbro-spinal, prsent dans lespace sous-arachnodien,aux mninges et une couche de graisse qui se trouvent dans la cavit pidurale(entre les vertbres et la dure-mre) (voir fig. 4.9). Le ligament dent maintient lamoelle pinire en place sur toute sa longueur.

Lorsquon se fait faire une ponction lombaire (voir fig. 4.10), cest du liquide crbro-spinalquon prlve dans lespace sous-arachnodien. Ce prlvement se fait laide

dune aiguille quon introduit entre la troisime et la quatrime vertbre lombaire, sousanesthsie locale. Cette technique permet la dcouverte de virus (poliomylite), debactries (mningite) ou de cellules sanguines (fracture du crne avec dommages auxtissus) et dtablir ainsi un diagnostic. Il est possible dutiliser le mme procd pourinjecter un colorant visible aux rayons X (mylogramme). On peut ainsi obtenir une idede ltat du canal rachidien.

Figure 4.10 : La ponction lombaire


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Vous avez srement entendu le terme pidurale. Ce procd consiste introduire uncathter trs fin dans la cavit pidurale(voir fig. 4.11), une cavit remplie de graisseet de nombreux vaisseaux sanguins, constituant une protection entre les vertbres et ladure-mre. On y injecte un anesthsiant qui inhibe la douleur. Cette technique estsouvent utilise lors de laccouchement afin de diminuer la douleur au cours de la

dernire phase de la dilatation du col de lutrus.

Figure 4.11 : La coupe transversale de la colonne vertbrale

Figure 4.12 : Coupe transversale de la moelle pinire

La moelle pinire est constitue de deux sortes de tissus : la matire griseau centreayant la forme dailes de papillon et la matire blanche en priphrie.

1. La matire grise est constitue des corps cellulaires, prolongements nonmyliniss, et des cellules gliales.

2. La matire blanche (fibres nerveuses mylinises) est compose de deuxtypes de fibres :


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a) Fibres ascendantes : elles acheminent les influx nerveux sensitifs verslencphale.

b) Fibres descendantes : elles acheminent les influx nerveux moteurs delencphale aux effecteurs en passant par les

fibres motrices des nerfs rachidiens.

En coupe transversale ou encore la forme dun H, la moelle pinire a laspect dunpapillon ayant les ailes ouvertes. Le papillon est constitu de matire grise enrobede matire blanche. Le haut et le bas des ailes sont appels cornes. Ainsi, le ctdorsal de la moelle pinire porte les cornes postrieures et le ct ventral, lescornes antr

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