Potentiel de Membrane Nerveuse et Transmission de l'Influx : Neurones et Synapses

Potentiel de Membrane Nerveuse et Transmission de l'Influx

Potentiel de Membrane Nerveuse et Transmission Générale

Tous les signaux nerveux sont transmis par les fibres nerveuses, que ce soit dans le cerveau, la moelle épinière ou les nerfs périphériques. Ces fibres nerveuses sont de longs prolongements appelés axones. L'axone est une structure tubulaire délimitée par une membrane cellulaire et remplie à l'intérieur d'un liquide fonctionnel appelé axoplasme.

Dans la membrane des fibres nerveuses, il existe un potentiel électrique d'environ -90 mV. Ceci est identifié sous le nom de potentiel de membrane. Ce potentiel est généré par les différences de concentration ionique à travers la membrane cellulaire.

La Jonction Neuromusculaire

Tous les muscles squelettiques sont contrôlés par des fibres nerveuses provenant de la moelle épinière. Dans les cornes postérieures de la matière grise, nous trouvons les fibres nerveuses sensitives, tandis que les fibres motrices quittent les cornes antérieures.

La jonction entre la fibre musculaire et le muscle est appelée la jonction neuromusculaire. La plaque ou union motrice est le lien entre l'extrémité d'une grande fibre nerveuse et les fibres du muscle strié (muscle).

Les branches de la fibre nerveuse à son extrémité forment un complexe appelé terminal ramifié axonale. Cette plaque terminale s'invagine dans la fibre musculaire, mais reste totalement à l'extérieur de la membrane musculaire.

• L'invagination de la membrane du muscle est appelée la fente synaptique.
• L'espace entre la terminaison de la fibre nerveuse et la fibre musculaire est appelé l'espace synaptique.

Cet espace est occupé par une substance gélatineuse appelée neurotransmetteurs, qui sont chargés de transmettre l'influx. Dans le cas du muscle strié, le neurotransmetteur est l'acétylcholine.

Le Neurone : Unité Fonctionnelle

Le neurone est l'unité fondamentale du système nerveux. Sa fonction cellulaire est la conduction et la transmission de l'influx nerveux. Les neurones ont la particularité de ne pas se reproduire, même si leur nombre est élevé.

Les neurones sont pourvus d'extensions. La plupart possèdent de multiples dendrites courtes. En plus de celles-ci, ils ont un autre prolongement plus long appelé axone, qui conduit l'impulsion vers un autre organe effecteur ou neurone.

En quittant le corps cellulaire, l'axone est recouvert de différentes gaines ; dans cet état, on l'appelle fibre nerveuse, qui se termine par le télodendrion ou ramification terminale nerveuse.

Le corps cellulaire (soma) se compose d'un noyau sphérique avec un nucléole, entouré par le cytoplasme (péricaryon) et enveloppé, à son tour, par la membrane cellulaire. Dans le cytoplasme se trouvent l'appareil de Golgi et les mitochondries, ainsi que deux éléments distinctifs : les granules de Nissl et les neurofibrilles.

• Les granules de Nissl jouent un rôle métabolique et disparaissent lorsque les neurones sont fatigués ou lésés.
• Les neurofibrilles traversent le cytoplasme et se prolongent dans les extensions ; leurs fonctions sont encore mal comprises.

La fibre nerveuse ou axone est un prolongement du corps du neurone. L'axone présente parfois une gaine de myéline graisseuse et parfois aussi une membrane mince appelée névrilème. Les deux servent de gaines isolantes pour empêcher la dispersion de l'influx nerveux. De plus, le névrilème agit dans la régénération de la fibre nerveuse.

La Synapse et la Transmission de l'Influx

La synapse est la jonction entre deux neurones. Grâce à cette union, les signaux sont transmis d'un neurone au neurone suivant ou à une cellule musculaire.

Lorsque l'influx nerveux atteint la jonction neuromusculaire, il provoque la stimulation de la membrane des terminaisons nerveuses, entraînant la rupture de nombreuses petites vésicules contenant de l'acétylcholine (stockées dans le télodendrion) et le revêtement de la fente synaptique par cette substance.

L'acétylcholine agit sur la membrane musculaire, augmentant la perméabilité aux ions sodium. L'entrée du sodium provoque un changement du potentiel de la fibre musculaire : comme l'intérieur était négatif et que les ions positifs (sodium) entrent, il y a un changement électrochimique appelé dépolarisation.

Cette dépolarisation locale (à la jonction neuromusculaire) génère un potentiel d'action qui se propage dans les deux directions le long de la fibre. Ce potentiel d'action entraîne la contraction musculaire.

Si l'acétylcholine sécrétée par les terminaisons nerveuses restait indéfiniment en contact avec la membrane des fibres musculaires, cela entraînerait un flux continu d'impulsions. Cependant, la cholinestérase (une enzyme) située sur la surface de la membrane synaptique décompose l'acétylcholine en acide acétique et en choline. Par conséquent, presque immédiatement après avoir stimulé la fibre musculaire, l'acétylcholine est détruite. Cela permet à la membrane de se re-polariser et d'être à nouveau prête pour une stimulation dès qu'un nouvel influx nerveux est reçu.

Potentiel de Membrane ou de Repos

Toutes les cellules excitables du corps maintiennent un équilibre électrochimique de chaque côté de la membrane plasmique, établi par divers ions tels que le sodium ($ ext{Na}^+$), le potassium ($ ext{K}^+$), le chlorure ($ ext{Cl}^-$) et le magnésium ($ ext{Mg}^{2+}$). Ces ions présentent des concentrations différentes à l'intérieur (intracellulaire) et à l'extérieur (extracellulaire) de la cellule.

Cette différence de concentration est due à deux facteurs principaux :

1. La quantité totale de chaque ion présente.
2. La différence électrique qui existe entre les deux compartiments.

Parmi tous les ions, nous nous concentrons sur deux : le sodium et le potassium.

• Le Sodium ($ ext{Na}^+$) se trouve en plus grande quantité à l'extérieur de la cellule (extracellulaire). La seule façon pour lui d'entrer dans la cellule est par un mécanisme appelé la pompe à sodium.
• Le Potassium ($ ext{K}^+$) se trouve en plus grande quantité à l'intérieur de la cellule et peut y circuler librement.

Il en résulte que la partie extérieure de la cellule est positive par rapport à l'intérieur. Si nous placions deux électrodes soit à l'extérieur, soit à l'intérieur, nous obtiendrions une valeur de zéro. Mais si nous en plaçons une à l'intérieur et une à l'extérieur, nous obtenons une valeur d'environ -90 mV.