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1) Définir la nature du message nerveux et ses caractéristiques

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1) Définir la nature du message nerveux et ses caractéristiques

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(à l'aide des documents 1 et 2)

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Logiciel Propagation PA

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2) Rappeler les étapes de transmission d'un message entre 2 neurones, puis légender le schéma de la synapse neuro-neuronale

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2) Rappeler les étapes de transmission d'un message entre 2 neurones, puis légender le schéma de la synapse neuro-neuronale

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(à l'aide des animations 1 à 3)

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synapse neuro-neuronale

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3) Légender la photographie d'une synapse neuro-musculaire

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3) Légender la photographie d'une synapse neuro-musculaire

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(à l'aide du document 3)

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Logiciel Nerf: Étudier les sections "potentiels de repos, d'action", "vitesse de propagation" et "codage dans une fibre"

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Document 3: Le fonctionnement d'une synapse neuro-musculaire

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Document 3: Le fonctionnement d'une synapse neuro-musculaire

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Une fibre musculaire est le résultat de la fusion de plusieurs cellules durant le développement. Ce phénomène, que l'on appelle un syncytium, explique pourquoi une seule fibre musculaire peut contenir plusieurs centaines de noyaux. Ceux-ci sont situés à la périphérie du cytoplasme, juste sous la membrane cellulaire (sarcolemme).

Plus un organe nécessite un contrôle moteur fin, plus la taille de l'unité motrice est petite. Par exemple, un motoneurone peut déclencher la contraction de moins de 10 fibres musculaires dans les muscles oculaires. Dans le larynx, c'est à peine 2-3 fibres qui sont contrôlées par un motoneurone. À l'opposé, les unités motrices du muscle du mollet (gastrocnemius) comprennent de 1000 à 2000 fibres musculaires réparties dans tout le muscle.

Par ailleurs, bien que la réponse d'une unité motrice soit de type tout ou rien, la force de la réponse du muscle entier est, pour sa part, proportionnelle au nombre d'unités motrices activées.

Cette entrée de sodium, si elle est suffisante pour faire passer le potentiel de repos de la fibre musculaire de -95 milivolts à environ -50 milivolts, provoque un potentiel d'action musculaire qui se répand dans toute la fibre. Celui-ci voyage d'abord à la surface du

LA JONCTION NEUROMUSCULAIRE ET LA CONTRACTION DES MUSCLES

Les axones des motoneurones, lorsqu'ils arrivent à proximité d'un muscle pour l'innerver, se divisent en plusieurs branches qui vont chacune établir une jonction neuromusculaire avec une fibre musculaire. Le potentiel d'action en provenance d'un motoneurone va donc provoquer la contraction musculaire d'un ensemble de fibres musculaires formant ce que l'on appelle une "unité motrice".

L'unité motrice est donc le plus petit élément contractile que le système nerveux peut mettre en jeu. Le corollaire étant qu'une fibre musculaire n'est toujours innervée que par un seul motoneurone.

Quand un potentiel d'action arrive à une jonction neuromusculaire, il provoque le relâchement d'acétylcholine. Celle-ci se fixe sur les récepteurs nicotiniques situé sur la "plaque motrice", région spécialisée de la membrane post-synaptique de la fibre musculaire où se trouve concentrés les récepteurs. Cette fixation provoque l'ouverture de des récepteurs-canaux nicotiniques et l'entrée d'ions sodium dans le muscle.

sarcolemme, cette membrane excitable qui entourent les différentes structures cylindriques contractiles dénommées myofibrilles. Or, pour atteindre les myofibrilles, dont certaines sont situées en profondeur dans la fibre musculaire, le potentiel d'action musculaire suit le réseau de tubule T (pour transverse) qui partent du sarcolemme et s'enfoncent au cœur de la fibre.

Le potentiel d'action musculaire atteint ainsi une structure clé dans la cascade de réactions menant à la contraction musculaire : le réticulum sarcoplasmique, qui stocke les ions calciums nécessaires à la contraction musculaire. Or il existe un couplage physique direct entre une protéine sensible au potentiel de membrane des tubules T et un canal calcique du réticulum sarcoplasmique, de sorte que l'arrivée du potentiel d'action musculaire provoque l'expulsion de calcium du réticulum sarcoplasmique, le rendant ainsi disponible pour .

L'excitabilité membranaire est une caractéristique que partagent les neurones et les fibres musculaires qui peuvent produire des potentiels d'action . Cette caractéristique ne leur est cependant pas exclusive puisqu'elle se retrouve entre autres dans les cellules glandulaires, les ovules fertilisés et certaines cellules végétales.

Plusieurs toxines peuvent affecter la jonction neuromusculaire et ses récepteurs nicotiniques. Certaines, comme la toxine botulinique, agissent au niveau présynaptique en empêchant la libération d'acétylcholine et produisant une faiblesse ou une paralysie musculaire.

Mais d'autres agissent directement sur le récepteur nicotinique en occupant le site de fixation de l'acétylcholine, mais sans provoquer l'ouverture du canal. L'acétylcholine étant libérée dans la fente synaptique mais ne pouvant se fixer aux récepteurs, la contraction musculaire n'a pas lieu. C'est de cette façon qu'agit le curare dont les indiens d'Amazonie enduisent leur flèche : le poison tue en paralysant les muscles du diaphragme. C'est le même mécanisme qui est à l'œuvre avec la bungarotoxine, un venin de serpent.

Certaines substances vont plutôt se loger dans le pore central du récepteur nicotinique, empêchant ainsi le passage des ions. C'est le cas de la procaïne, la lidocaïne ou la benzocaïne, des molécules utilisées pour l'anesthésie locale. Ou encore de la tétrodotoxine contenue dans le foie de certains poissons et qui, lorsqu'elle est ingérée, peut provoquer la mort en quelques heures.

Pour provoquer la contraction musculaire, l'acétylcholine doit se fixer sur les récepteurs nicotiniques de

LE RÉCEPTEUR NICOTINIQUE DE L'ACÉTYLCHOLINE

la jonction neuromusculaire. Ceux-ci sont constitués de 5 sous-unités qui forment une structure pentagonale organisée autour d'un canal central.
(cliquez sur 3. Ions and Ion Channels)

Le récepteur nicotinique est donc un récepteur canal (ou ionotrope), c'est-à-dire que c'est la même protéine qui forme le canal transmembranaire et qui fixe l'acétylcholine ou l'un de ses agonistes comme la nicotine. Leur fixation provoque alors une dépolarisation dans la cellule post-synaptique en y laissant entrer beaucoup de sodium et sortir un peu de potassium.

On distingue deux types de récepteurs nicotiniques: le N1 qui se trouve dans le système nerveux végétatif et le N2 qui est plutôt au niveau des jonctions neuromusculaires. Ces récepteurs font partie d'une grande famille de récepteurs canaux qui comprend ceux de la glycine, du glutamate (NMDA et AMPA) ou encore du GABA ( récepteurs GABA-A).

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Une fibre musculaire est le résultat de la fusion de plusieurs cellules durant le développement. Ce phénomène, que l'on appelle un syncytium, explique pourquoi une seule fibre musculaire peut contenir plusieurs centaines de noyaux. Ceux-ci sont situés à la périphérie du cytoplasme, juste sous la membrane cellulaire (sarcolemme).

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Synapse neuro-neuronale

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5) Expliquer l'appartenance du curare aux substances myorelaxantes et les risques de son utilisation.

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5) Expliquer l'appartenance du curare aux substances myorelaxantes et les risques de son utilisation.

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(à l'aide du document 5)

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Synapse neuro-neuronale

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4) Quelles sont les particularités de la synapse neuro-musculaire?

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4) Quelles sont les particularités de la synapse neuro-musculaire?

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(à l'aide du document 4)

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Document 4: De la jonction neuro-musculaire à la contraction musculaire

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Document 4: De la jonction neuro-musculaire à la contraction musculaire

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Document 5: Les perturbateurs synaptiques, agonistes et antagonistes

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Document 5: Les perturbateurs synaptiques, agonistes et antagonistes