Propagation de l'influx nerveux le long de l'axone

Le système nerveux est un réseau complexe de milliards de cellules appelées neurones. Ces cellules sont remarquables par leur capacité à communiquer entre elles grâce à des signaux électriques et chimiques. L'information circule dans le neurone sous forme d'influx nerveux, un phénomène électrique bref et localisé appelé potentiel d'action.

Un neurone se compose de trois parties principales :

• Le corps cellulaire, qui contient le noyau.
• Les dendrites, des prolongements courts qui reçoivent les signaux des autres neurones.
• L'axone, un long prolongement qui conduit l'influx nerveux vers d'autres neurones ou vers des cellules effectrices (muscles, glandes).

Au repos, c'est-à-dire lorsqu'il ne transmet pas d'information, la membrane de l'axone présente une différence de potentiel électrique entre l'intérieur et l'extérieur. On parle de potentiel de repos. L'intérieur de l'axone est plus négatif (environ -70 mV) que l'extérieur. Cette différence est maintenue par la répartition inégale d'ions (principalement Na⁺ et K⁺) de part et d'autre de la membrane, grâce à l'action de pompes Na⁺/K⁺ qui consomment de l'énergie (ATP) pour expulser 3 ions Na⁺ et faire entrer 2 ions K⁺. Des canaux ioniques spécifiques et sélectifs au K⁺ contribuent également à cette polarisation.

Lorsque le neurone est stimulé et que cette stimulation atteint un certain seuil (le seuil de dépolarisation), le potentiel de repos est brièvement inversé. C'est le potentiel d'action. Ce phénomène se déroule en plusieurs étapes :

1. Dépolarisation : Des canaux Na⁺ voltage-dépendants s'ouvrent brutalement, permettant une entrée massive d'ions Na⁺ dans l'axone. L'intérieur devient positif (+30 mV à +50 mV).
2. Repolarisation : Les canaux Na⁺ se referment et des canaux K⁺ voltage-dépendants s'ouvrent, provoquant une sortie d'ions K⁺. L'intérieur redevient négatif.
3. Hyperpolarisation : Les canaux K⁺ se referment lentement, entraînant une brève période où le potentiel de membrane est plus négatif que le potentiel de repos avant de revenir à l'état initial.

Le potentiel d'action est un phénomène du tout ou rien : soit la stimulation est suffisante et il se déclenche avec la même amplitude, soit elle ne l'est pas et rien ne se passe.

Le potentiel d'action généré au début de l'axone ne reste pas localisé. Il se propage de proche en proche le long de l'axone. La dépolarisation locale d'une zone de la membrane entraîne l'ouverture des canaux Na⁺ voltage-dépendants de la zone voisine, générant un nouveau potentiel d'action. Ce processus se répète sur toute la longueur de l'axone, comme une onde. La propagation est unidirectionnelle (du corps cellulaire vers l'extrémité de l'axone) grâce à une période réfractaire courte après chaque potentiel d'action, qui empêche la propagation en arrière.

La vitesse de propagation de l'influx nerveux est cruciale pour l'efficacité du système nerveux. Elle est augmentée par deux facteurs :

• Le diamètre de l'axone : Plus l'axone est large, plus la résistance au flux d'ions est faible, et plus la propagation est rapide.
• La présence d'une gaine de myéline : La myéline est une substance lipidique qui entoure l'axone par intermittence, formant une sorte d'isolant. L'influx nerveux ne peut alors se propager que d'un nœud de Ranvier (zones non myélinisées) à l'autre. C'est la conduction saltatoire, beaucoup plus rapide que la conduction continue sur un axone amyélinisé.