Objectifs
• Identifier et nommer les éléments du tissu nerveux et les différentes parties d’un neurone ;
• Représenter schématiquement un neurone et l’annoter;
• Identifier et expliquer les manifestations électriques et ioniques responsable du potentiel de repos (PR);
• Définir la notion de potentiel de repos.
• Identifier et expliquer les manifestations électriques et ioniques responsable du potentiel d’action (PA) ;
• Relever les informations découlant de la courbe du potentiel d’action ;
• Définir la notion de potentiel d’action (PA) ;
• Nommer les différents modes de propagation du message nerveux le long d’une fibre nerveuse ;
• Démontrer que la vitesse varie avec certains paramètres (température, structure de la fibre, diamètre) ;
• Démontrer que la naissance et la propagation du message nerveux sont liées à la perméabilité membranaire des cellules nerveuses à certains ions.

Un neurone, ou une cellule nerveuse,

C’est une cellule excitable constituant l'unité fonctionnelle de la base du système nerveux.

Les neurones assurent la transmission d'un signal bioélectrique appelé influx nerveux. Ils ont deux propriétés physiologiques :
• L'excitabilité, c'est-à-dire la capacité de répondre aux stimulations et de convertir celles-ci en impulsions nerveuses,
• La conductivité, c'est-à-dire la capacité de transmettre les impulsions.

I. Le potentiel de membrane d’un neurone non stimulé

I.1 Le tissu nerveux : structure d’un neurone

I.1.1- Éléments du tissu nerveux.

Tout centre nerveux est formé de deux zones bien distinctes. L’observation au microscope des coupes colorées de la moelle épinière permet de préciser cette structure :
• la substance grise centrale, contient de nombreux corps cellulaires ou péricaryons de neurones inclus dans une maille très dense de fibres nerveuses ;
• la substance blanche périphérique, constituée de fibres nerveuses myélinisées.
Notons que le tissu nerveux n’est pas constitué uniquement de neurones. Il possède en outre la névroglie (ensemble de cellules gliales), tissu spécial remplissant les interstices entre les neurones. Elle fait figure de tissu conjonctif (rôle de soutient de nutrition et de protection des neurones).

Remarque :
1- Les cellules de Schwann, responsables de la formation de la gaine de myéline. Elles appartiennent à la névroglie.
2- Dans l’encéphale, la substance grise est périphérique, formant le cortex ou écorce grise et la substance blanche est centrale.

I.1.2 – Structure d’un neurone.

Les observations cliniques (cas de la poliomyélite), les expériences de mérotonie et de dégénérescence wallérienne permettent de démontrer que chaque péricaryon de la substance grise est en continuité avec une fibre nerveuse de la substance blanche. Les deux parties forment une cellule hautement spécialisée dans la génération, la conduction et la transmission des messages nerveux : le neurone ou cellule nerveuse.
Un neurone est formé par :
• un corps cellulaire ou soma ou péricaryon qui contient tous les organites ;
• des dendrites, courts prolongements du soma, qui reçoivent des messages issus d’autres neurones ou des organes de sens ;
• un axone ou fibre nerveuse, long prolongement cytoplasmique unique qui conduit l’influx nerveux jusqu’à l’arborisation terminale.

I.1.3 – Différents types de neurones.

Dans les tissus nerveux, on distingue plusieurs types de neurones en fonction de leur structure :
• les neurones multipolaires (moelle épinière) ;
• les neurones bipolaires (rétine) ;
• les neurones unipolaires (motoneurones médullaires) ;
• les neurones en T (ganglion spinal) ;
• les neurones pyramidaux (cortex cérébral) ;
• les neurones de Purkinje (cervelet) ;

NB : Certains neurones possèdent une gaine de myéline entourant l’axone : ce sont les neurones myélinisés ; d’autres en sont dépourvus : ce sont les neurones amyélinisés.
Selon leur fonction, on distingue les neurones moteurs ou motoneurones et les neurones sensitifs.

I.2 Le potentiel de repos d’un neurone.

I.2.1 Dispositif expérimental.

On enregistre les phénomènes électriques au niveau du neurone grâce à un oscillographe ou oscilloscope cathodique ou un dispositif Ex AO (Expérimentation assistée par ordinateur).
A l’aide d’un micromanipulateur, la microélectrode est enfoncée lentement dans une fibre nerveuse. Au temps \({t_1}\), elle pénètre à l’intérieur de la fibre et y est maintenue jusqu’à l’instant t2 où elle est ressortie de l’axone.
On obtient le tracé «a» de la figure suivante.
Potentiel de membrane d’un neurone non stimulé.

I.2.2 Interprétation.

Entre \({t_0}\) et \({t_1}\) : on enregistre une ddp de 0 mV due au fait que les deux électrodes réceptrices sont dans le même milieu ;
Au temps \({t_1}\) ; on enregistre une brusque variation de tension (ddp) entre l’électrode interne et l’électrode externe qui témoigne d’une polarisation électrique de part et d’autre de la membrane ;
La ddp transmembranaire est de -75 mV.
• De \({t_1}\) à \({t_2}\), la valeur de la ddp membranaire ne varie pas. Le potentiel de membrane du neurone non stimulé correspond à une ddp transmembranaire maintenue à -75 mV ;
• Au temps \({t_2}\), la ddp revient à 0 car les deux électrodes réceptrices se retrouvent dans le même milieu.