Transmission et intégration d’un message nerveux

Transmission et intégration des messages nerveux

Voir intro question de type 1 p321.
Sujet : les messages nerveux.
Problème : nature du message nerveux, information qu’il véhicule.
Mécanisme de :
Propagation dans un même neurone.
Transmission d’un neurone à un autre.
Traitement, intégration d’un même message nerveux par les neurones.

Le neurone : une cellule polarisée aurepos

Le potentiel de repos : l’état du neurone en absence de stimulation

Doc1 p322. Mise en évidence expérimentale.
Matériel biologique : fibre nerveuse (géante) placée dans l’eau de mer (respect des conditions de vie).
Utilisation d’électrodes qui permettent de déterminer l’état électrique :
De l’eau de mer : électrode réceptrice de référence.
Deuxième électrode qui peut êtreenfoncée dans l’axoplasme.
Ces deux électrodes réceptrices sont en relation avec l’oscilloscope qui mesurera la différence de potentiel (DDP) entre les deux électrodes réceptrices donc entre les deux milieux où elles sont placées.
1er temps de l’expérience : les deux électrodes réceptrices sont en surface de la fibre donc dans l’eau de mer (même milieu). DDP = 0.
2ème temps de l’expérience :une des électrodes réceptrices est enfoncée.
Trait vertical et descendant immédiatement. Il existe donc une DDP entre les deux électrodes réceptrices donc entre la surface membranaire et le cytoplasme de l’axone.
Cette DDP a une valeur de – 65mV quand l’électrode réceptrice est enfoncée.
Ceci indique donc que l’axoplasme est à un potentiel plus faible que sa surface.
Potentiel de surface >potentiel de repos.

Potentiel élevé : +
Potentiel plus faible : –

Application de cet état de polarisation universel chez tous les animaux : électromyogramme …
En absence de toute stimulation, le neurone (dans sa totalité : dendrite à l’arborisation terminale) ets polarisé : il manifeste une DDP (~ 70mV).
Cette DDP est appelée potentiel de repos ou de membrane parce qu’il existe de partet d’autre de la membrane cytoplasmique.
Ce potentiel de repos est constant, permanent en dehors de toute stimulation.

Origine du potentiel de repos : déséquilibre ionique

L’état du neurone au repos se manifeste électriquement, on en déduit qu’il fait intervenir des substances chargées électriquement : des ions.
Nécessité de déterminer la nature et la concentration des ions de part etd’autre de la membrane du neurone.

Flux net
Dialyse = forces passives
Gradient électrique

Il existe donc une inégale répartition des ions de part et d’autre de la membrane : il y a plus de charges positives que de charges négatives en surface (Na+ ; K+ / Cl-). Ceci est à l’origine du potentiel de repos.

Le maintien du potentiel de repos : une lutte avec dépense énergétique

Chaqueion est soumis à deux forces physiques qui autorisent leur transfert de part et d’autre de la membrane grâce à des canaux ioniques constamment ouverts dans la membrane cytoplasmique :
Le gradient de concentration dû à la différence de concentration de chaque ion et qui font passer les ions du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré : dialyse. Selon cette force, il y aura :Pénétration de sodium et de chlore.
Sortie de potassium.

Le gradient électrique dû à la polarité de la membrane.
Les cations passent du potentiel le plus élevé au potentiel le moins élevé :
Pénétration du sodium et du potassium.
Les anions passent du potentiel de plus faible vers le potentiel le plus fort :
Sortie du chlore.
Résultante de ces deux forces :
Sodium : Deuxgradients de même sens : flux net, pénétration importante de sodium dans la fibre.
Chlore : Deux gradients de sens opposés.
Cependant, il rentre davantage de chlore par dialyse qu’il n’en sort par gradient électrique. Il y a donc un flux net rentrant de chlore.
Potassium : Deux gradients de sens opposés.
Il sort plus de potassium par dialyse qu’il n’en rentre par gradient électrique. Flux…