4: La fonction neurologique

Chapitre 4


La fonction neurologique6



Objectifs pédagogiques






SAVOIRS



Le tissu nerveux


Au niveau central, le système nerveux est constitué :



Au niveau périphérique, le système nerveux est constitué :




image Le neurone


Le neurone est constitué :



image d’un corps cellulaire contenant le noyau, des corps de Nissl (amas de réticulum endoplasmique) et des neuro-fibrilles mais aussi des ribosomes, un appareil de Golgi et de nombreuses mitochondries. Deux prolongements partent du corps cellulaire : les dendrites et l’axone ;


image de dendrites : prolongements afférents (amenant les informations vers le corps cellulaire), elles constituent le pôle récepteurs du neurone, en s’articulant avec les terminaisons nerveuses de très nombreux axones d’autres neurones. Elles contiennent les mêmes organites que le corps cellulaire (sauf le noyau et l’appareil de Golgi) et une quantité importante de neurofibrilles ;


image d’un axone ou cylindraxe : prolongement efférent (véhiculant le message provenant du corps cellulaire), toujours unique, il constitue le pôle effecteur du neurone. Il se divise en de nombreuses ramifications qui vont s’articuler avec le pôle récepteur d’autres neurones (ou d’autres cellules, musculaires notamment). Ces articulations interneuronales, permettant de transmettre l’information d’un neurone à un autre, sont appelées des synapses. Il est de longueur variable, les plus grands pouvant mesurer un mètre.




image Les cellules gliales




image Les autres cellules gliales

Elles forment la névroglie qui représente 40 % du cerveau. On en distingue quatre types :




image La classification des neurones






Propriétés physiologiques de la cellule nerveuse


Les propriétés essentielles du neurone sont l’excitabilité et la conductibilité.



image Le potentiel de repos


Toutes les cellules de l’organisme possèdent un potentiel de repos (ou potentiel de membrane) représenté par la différence de potentiel qui existe entre l’intérieur de la cellule (chargé négativement) et l’extérieur de la cellule (chargé positivement). Ces différences de polarité s’expliquent par une plus faible quantité d’ions positifs à l’intérieur de la cellule : le milieu extracellulaire est plus riche en ions sodium, et le milieu intracellulaire est plus riche en ions potassium. Ceci est dû à la présence de pompes à sodium et de pompes à potassium au niveau membranaire qui permettent de maintenir constant à l’intérieur de la cellule les concentrations en sodium et potassium par transfert actif, en compensant la sortie de potassium et l’entrée de sodium qui se fait par diffusion passive.



image L’excitabilité


C’est l’aptitude à répondre à une stimulation.


Quel que soit le type de stimulus (thermique, électrique, chimique, mécanique), la réponse d’une cellule nerveuse à une stimulation, dès l’instant où son intensité est suffisante (seuil), est toujours la même : création d’un potentiel d’action (dépolarisation de la membrane) qui va se propager le long de l’axone : ceci constitue l’influx ou signal nerveux.


L’amplitude du potentiel d’action est identique quelque soit l’intensité de la stimulation et est d’emblée maximale : c’est la loi du tout ou rien. Ainsi, le neurone ne peut moduler sa réponse qu’en jouant sur la fréquence d’envoi de ce signal : il crée ainsi un message nerveux sous la forme de potentiels d’action se succédant à une fréquence variable.


En résumé, l’excitabilité de la fibre nerveuse répond aux caractéristiques suivantes :




image La conductibilité


C’est l’aptitude à propager la réponse à une stimulation.


Sous l’influence d’une stimulation nerveuse, il se produit une dépolarisation de la membrane, qui est dans un premier temps localisée. Lorsqu’elle atteint un certain seuil, il se produit alors une dépolarisation qui est non seulement de grande amplitude mais qui va être propagée tout le long de la fibre nerveuse : c’est le potentiel d’action, qui résulte d’une entrée massive de sodium (Na+) à l’intérieur de la cellule grâce à l’ouverture des canaux sodiques.


La repolarisation résulte de la sortie d’ions potassium (pompes à potassium) : cette sortie de charges positives vient compenser l’entrée de celles ayant été apporté par le sodium. Dans le même temps, la membrane devient imperméable au sodium, permettant la repolarisation de la membrane et son retour à l’état de base.


La période réfractaire est la courte période pendant laquelle une nouvelle stimulation est incapable d’engendrer un nouveau potentiel d’action.


L’influx nerveux se propage de manière unidirectionnelle des dendrites vers le corps cellulaire, puis vers l’axone, sans variation d’amplitude et à vitesse constante.


Chaque fibre nerveuse est indépendante et fonctionne pour son propre compte.



Synapse


La zone de transmission de l’influx nerveux est appelée synapse (entre deux neurones ou d’un neurone à une cellule effectrice). La plupart d’entre elles transmettent l’influx nerveux par un mécanisme chimique, faisant intervenir des neurotransmetteurs.


La synapse est constituée par la membrane présynaptique, l’espace synaptique et par la membrane post-synaptique.


Le neurotransmetteur synthétisé au niveau du corps cellulaire du neurone présynaptique est acheminé jusqu’à l’extrémité axonale par les neuro-fibrilles puis il est stocké au niveau des vésicules des boutons présynaptiques.


L’arrivée du potentiel d’action permet sa libération au niveau de l’espace synaptique, puis il se fixe sur des récepteurs spécifiques au niveau de la membrane post-synaptique. Cette fixation entraîne toute une série de réactions en cascades, notamment dues à des changements de perméabilité ionique de la membrane post-synaptique, permettant la transmission de l’information.


Le transmetteur est ensuite dégradé au niveau de la fente synaptique par des enzymes spécifiques ; il est parfois recapté par la membrane présynaptique.




Différents neurotransmetteurs


Il existe de nombreux neurotransmetteurs qui donnent leur nom aux neurones (et synapses) dont ils déterminent la transmission (adrénergiques, cholinergiques, sérotoninergiques). La répartition topographique dans le système nerveux de ces différents types de synapses est bien définie.




image Les catécholamines



image Adrénaline, noradrénaline et dopamine

La transformation de la noradrénaline en adrénaline a lieu exclusivement dans la médullo-surrénale.


L’enzyme tyrosine hydroxylase est l’enzyme limitant de la synthèse des catécholamines. Il existe un système d’autorégulation à ce niveau : la noradrénaline et la dopamine inhibent la tyrosine hydroxylase.


Après leur libération et après avoir exercé leurs effets biologiques, les catécholamines subissent une dégradation enzymatique. Deux voies principales sont impliquées :



Outre la dégradation enzymatique, les catécholamines peuvent être captées par la membrane présynaptique ou au niveau de la circulation. Il s’agit d’un phénomène d’économie des catécholamines endogènes.




Compartiments liquidiens du système nerveux central



image La vascularisation du système nerveux central



image Le système artériel

Toute la vascularisation de l’encéphale est sous la dépendance de deux systèmes :



image le système carotidien, qui se compose de deux artères carotides internes (droite et gauche) donnant les artères cérébrales :



image le système vertébral, qui comprend deux artères vertébrales se réunissant dans la fosse postérieure pour donner le tronc basilaire, qui vascularise la partie basale du cerveau, le tronc cérébral, le cervelet et une partie des noyaux gris centraux. Il se termine en donnant les deux artères cérébrales postérieures qui vascularisent la partie interne des lobes occipitaux et temporaux.


Il existe de nombreuses anastomoses artérielles surtout au niveau cortical, à l’intérieur de chaque système et entre les deux systèmes, créant de véritables réseaux artériels anastomotiques.


Le but de ces réseaux est de constituer des voies de circulation de suppléance, notamment en cas d’occlusions artérielles. Le principal réseau à connaître est situé au niveau de la base du cerveau : il s’agit du polygone de Willis, capable, théoriquement, d’alimenter n’importe quelle artère cérébrale à partir d’un seul des trois troncs qui le composent (les deux carotides internes et le tronc basilaire). Ainsi, l’artère communicante antérieure relie les deux cérébrales antérieures et les artères communicantes postérieures relient, de chaque côté, la carotide interne à la cérébrale postérieure homolatérale.





image Le débit sanguin cérébral (DSC)


Le DSC représente de 15 à 20 % du débit cardiaque, soit 55 ml/mn/100 g de cerveau, 80 % étant destiné au cortex (substance grise) et 20 % au sous-cortical (substance blanche), chez le sujet adulte éveillé en décubitus. Le cerveau représente 2 % du poids total du corps. Au repos, il utilise 20 % de l’oxygène consommé par l’organisme entier. En revanche, la consommation d’oxygène diffère entre la substance grise (80 ml/mn/100 g) et la substance blanche (20 ml/mn/100 g).


Le DSC est extrêmement régulé car il doit s’adapter aux importants besoins du métabolisme cérébral. En effet, le tissu nerveux se maintient à un très haut niveau d’énergie pour assurer la synthèse des protéines au niveau des corps cellulaires, le maintien des potentiels de membrane et la propagation de l’influx nerveux. Cette énergie est exclusivement fournie par la glycolyse aérobie (apport constant d’ATP et de phosphocréatine).


La consommation d’oxygène (135 micromoles/100 g/mn) est donc très élevée, ainsi que celle de glucose (34 micromoles/100 g/mn). Or le stockage du glucose et de l’oxygène est pratiquement inexistant au niveau cérébral, expliquant que même de très courtes interruptions de la circulation cérébrale apportent de profondes perturbations des fonctions neurologiques et mentales (la persistance de la conscience ne dépasse pas 10 secondes après l’interruption complète de la circulation cérébrale). Le cerveau est donc totalement tributaire de l’apport sanguin. En cas d’anoxie ou d’hypoglycémie, des lésions irréversibles sont créées en quelques minutes.



image La régulation du débit sanguin cérébral

Le DSC est égal à :


image


PPC = Pression artérielle moyenne (PAM) – Pression veineuse (PV) cérébrale.


Dans les conditions physiologiques, la pression veineuse cérébrale est négligeable (de l’ordre de 5 mmHg), de sorte que la pression de perfusion cérébrale peut être assimilée à la pression artérielle systémique.


RV est l’ensemble des forces qui s’opposent au passage du sang dans les vaisseaux cérébraux : pression intracrânienne, viscosité sanguine, tonus vasculaire cérébral.





Autorégulation

Elle protège le cerveau contre les variations hémodynamiques dans les conditions physiologiques, le DSC restant constant pour des valeurs de PA moyenne comprises entre 50 et 150 mmHg. Ainsi, une augmentation de la PAM entraînera une vasoconstriction avec augmentation des résistances vasculaires cérébrales. Elle prévient ainsi l’apparition de l’ischémie (en cas de chute de la pression artérielle) et de l’œdème (en cas d’augmentation de la pression artérielle). En dehors de ces valeurs limites, le DSC suit les variations de la PAM.


L’autorégulation est due à la libération d’agents vasodilatateurs (NO) et vasoconstricteurs (endothéline).


L’autorégulation peut être modifiée par des facteurs physiologiques : l’hypercapnie limite l’étendue de la courbe d’autorégulation, l’hypertension artérielle chronique élève les seuils inférieur et supérieur d’autorégulation.




image Le liquide céphalo-rachidien, les méninges et la barrière hémato-encéphalique


L’ensemble du système nerveux central (SNC) est protégé dans la cavité osseuse crânio-rachidienne. Entre ces deux éléments se trouve les méninges, qui assurent, entre autres, le rôle d’amortisseur pour le SNC, puisqu’elles renferment au niveau de l’espace sous-arachnoïdien un liquide appelé liquide céphalo-rachidien (LCR).


Le LCR se trouve d’une part, au niveau des ventricules cérébraux, et d’autre part, au niveau de l’espace sous-arachnoïdien.


Il est sécrété à l’intérieur des ventricules cérébraux par les plexus choroïdes situés dans les ventricules latéraux ; ensuite, il gagne le IIIe ventricule par les trous de Monro et le IVe ventricule par l’aqueduc de Sylvius, puis il se rend vers les citernes de la base et de la voûte ainsi que vers l’épendyme par les trous de Magendie et de Luska. Il est enfin réabsorbé dans les sinus veineux intracrâniens par les villosités arachnoïdiennes, au niveau de l’espace sous-arachnoïdien. Dans des conditions physiologiques, la totalité du LCR est renouvelé en 12 heures.


Le volume du LCR est de 150 ml, sa production est continue de 500 à 700 ml/jour.


Il n’est pas qu’un simple transsudat du plasma, les substances dissoutes dans le LCR étant en concentration bien différente :


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May 12, 2017 | Posted by in MÉDECINE INTERNE | Comments Off on 4: La fonction neurologique

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