I - Le message nerveux

nature du message nerveux :

La nature du message nerveux est électrique.

PA :

Un potentiel d’action se définit comme un signal électrique, produit par la stimulation, durant lequel il se produit une dépolarisation de la membrane (+ 30 mV) puis une repolarisation de la membrane (-70 mv) pour retourner à l’état de repos.

PR :

La potentiel de repos est la différence de potentiel (de tension dû à la présence des ions positifs et négatifs) entre l'extérieur et l’intérieur de la cellule. Ici elle est de -70 mV

Ces nerfs sont constitués d’une multitude de neurones.

Le message nerveux dans un neurone est codé en fréquence de potentiel d’action : plus l’intensité de stimulation est forte et plus les potentiels d’actions seront rapprochés.

Le codage dans un nerf (=faisceau de plusieurs fibres nerveuses) s’effectue quant à lui en amplitude de potentiel.

L’étude de l’activité électrique d’une fibre nerveuse peut être réalisée à l’aide d’électrodes très fines (microélectrodes) que l’on implante à l’intérieur de la fibre. En absence de toute stimulation, on constate que la membrane du neurone est polarisée : il existe une différence de potentiel (ddp) permanente de -70mV entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule (cela est due à une inégale répartition des ions de part et d’autres de la membrane). Cette différence de potentiel transmembranaire est appelée : potentiel de repos.

Si l’on stimule la fibre nerveuse, on modifie son état électrique de repos, ce qui provoque un potentiel d’action. Le potentiel d’action est une dépolarisation membranaire brusque (= inversion brusque de polarité). Il est toujours de même amplitude (100mV), se propage dans un seul sens et dure 3 à 4 ms. Il se définit en 4 étapes :

1- la dépolarisation (+30mV)

2- la repolarisation (-70mV)

3- l’hyperpolarisation 

4- le potentiel de repos

Au sein d’une fibre (= un axone), le potentiel d’action répond à la loi du tout ou rien, c’est-à-dire que dès que l’intensité de stimulation dépasse le seuil requis du neurone alors le potentiel d’action répond avec une amplitude maximale (tout), cependant si ce seuil n’est pas atteint il n’y aura pas de potentiel d’action (rien). 

La série de dépolarisation puis repolarisation membranaire au sein de la fibre constitue le message nerveux.

Le message nerveux se propage de proche en proche à une vitesse variable selon les types de fibres nerveuses. La vitesse peut augmenter lorsque :

• l’axone possède une gaine de myeline (isolant autour de l’axone) : dans ces cas-là, on dit que le message nerveux est saltatoire.
• Le diamètre des fibres est gros

En règle générale, la vitesse de propagation du message nerveux est d’environ 100 m/s.

Un réflexe est une réaction involontaire, intervenant très rapidement en réponse à un stimulus.

Le réflexe myotatique concerne les muscles squelettiques (c’est-à-dire les muscles rattachés aux os, responsables de la mobilité du squelette) : en réponse à son propre étirement, un muscle réagit immédiatement en se contractant.

Ce réflexe intervient inconsciemment à tout moment, assurant le maintien de la posture et l’équilibre du corps. Le réflexe myotatique est un outil de diagnostic souvent utilisé à l’aide d’un électromyogramme pour apprécier le fonctionnement du système neuromusculaire : par exemple, en percutant légèrement le tendon  d’Achille, il permet la détermination du temps de trajet « aller-retour » entre le tendon d’Achille et le muscle du mollet. Suite au stimulus, le réflexe fait intervenir successivement :

• Un récepteur sensoriel (fuseau neuromusculaire)  qui capte une sensation (le stimulus) et élabore un message nerveux circulant le long de la dendrite (ou fibre nerveuse sensitive).

• Le message est ensuite relayé au niveau du corps cellulaire du neurone sensitif, localisé dans la racine dorsale. Ce neurone projette son axone vers la moelle épinière, dans la substance grise, où il établit un contact via une synapse avec le corps cellulaire du neurone moteur. 

• Le neurone moteur se prolonge dans le nerf rachidien par un axone qui aboutit sur les cellules musculaires, où se situe la synapse neuromusculaire.

• La réception du message nerveux moteur provoque la contraction du muscle : organe effecteur de la réponse.

La réponse provoque un “aller-retour” rapide, involontaire, stéréotypée, mais son intensité est variable. C’est la raison pour laquelle on parle d’arc réflexe.

A - La transmission chimique du message nerveux

Dans l’arc réflexe, le neurone sensitif transmet le message nerveux au neurone moteur au niveau d'une synapse entre deux neurones. Puis, de la même façon, dans le neurone moteur (=motoneurone) le message nerveux arrive à l’extrémité de l’axone et est transmis aux fibres musculaires : on enregistre en effet des potentiels d’action musculaires, qui permettent la contraction de la fibre musculaire. Cette zone de connexion entre le bouton synaptique du motoneurone et le muscle est appelée synapse neuro-musculaire (ou jonction neuro-musculaire).

Le fonctionnement et la structure de ces synapses sont les mêmes : il y a un espace entre le neurone présynaptique et l’élément post-synaptique (neurone post-synaptique ou la fibre musculaire) appelé : fente synaptique.

La fibre présynaptique ou bouton synaptique contient beaucoup de vésicules. Ces vésicules renferment des neurotransmetteurs (ou neuromédiateurs).

Le message nerveux électrique codé en potentiel d’action le long de l’axone ne peut pas passer la fente synaptique : c’est pourquoi il se transmet en codage chimique grâce aux neurotransmetteurs (ici c’est l’acetylcholine).

Etape de propagation du message nerveux au niveau de la synapse neuro-musculaire :

1 - L’arrivée des potentiels d’actions le long de la fibre pré-synaptique déclenche la migration des vésicules à la surface de la membrane et leur exocytose.

2 - Il y a alors libération de l’acétylcholine (=neurotransmetteur) dans la fente synaptique.

3 - L’acétylcholine se fixe alors au récepteur du neurotransmetteur situé sur le muscle.

4 - Cette liaison provoque la contraction de la fibre musculaire.

Plus la concentration en acétylcholine libérée est importante, plus la fréquence en potentiel d’action musculaire est importante.

B - L’effet de substances antagonistes.

Certaines substances chimiques, naturelles ou de synthèses peuvent perturber le fonctionnement synaptique.

C’est l’exemple notamment des antagonistes de l’acétylcholine qui bloquent l’action de ce neurotransmetteur en se liant aux récepteurs de l’acétylcholine et empêchent donc la contraction de la fibre musculaire.

C’est le cas pour la conotoxine (poison libéré par un mollusque appelé le cône) ou le curare qui était enduit aux bouts des flèches des Indiens d’ Amérique afin de paralyser leurs proies.