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Les neuronnes

Le neurone est une cellule spécialisée dans la communication. Il diffère des autres cellules de l’organisme par l’existence de prolongements ou neurites, émanant du corps cellulaire, que l’on classe en deux catégories : les dendrites et l’axone. Les dendrites forment parfois un arbre extrêmement ramifié à partir d’un tronc dendritique unique. A l’opposé de l’arbre dendritique part un fin prolongement, l’axone. Voici un neurone du cervelet appelé « cellule de Purkinje ». Tous les neurones n’ont pas la même forme. Les différences portent essentiellement sur le développement de la partie dendritique : A l’opposé de la cellule de Purkinje dont l’arbre dendritique présente un développement extraordinaire, Il existe des neurones bipolaires, pourvus d’une dendrite unique, non ramifiée. Entre ces deux extrêmes on trouve des neurones pourvus de plusieurs dendrites partant du corps cellulaire et modérément ramifiées. Les arborisations dendritiques n’excèdent pas quelques centaines de microns de longueur. En revanche, la longueur de l’axone est extrêmement variable : Certains neurones dont l’essentiel de l’activité concerne une région réduite du système nerveux et qui sont appelés des neurones locaux ou interneurones ont des axones de quelques dizaines de microns de longueur. D’autres neurones assurant la fonction de communication entre des régions très distinctes du système nerveux ont au contraire un axone de plusieurs dizaines de centimètres de long.

La taille du corps cellulaire ou soma est aussi très variable. Les plus petits neurones ont un corps cellulaire de 7 à 10 microns de diamètre. Les grands neurones ont des corps cellulaires de 20 à 30 microns de diamètre. Certains invertébrés ont développé des neurones géants dont le diamètre peut atteindre plusieurs centaines de microns. Ces cellules géantes de mollusques marins (l’aplysie) ou terrestres (l’escargot) ont été largement utilisées par les premiers investigateurs qui ont trouvé là un matériel de choix accessible à l’implantation de microélectrodes intracellulaires permettant d’étudier leur fonctionnement.

Le neurone inférieur ou neurone périphérique appartient à la voie finale commune et dont le corps de la cellule se situe dans les cornes antérieures de la moelle épinière et dont la fibre fait partie d’un nerf périphérique. Cette fibre du neurone inférieur ou périphérique se termine dans le muscle. Ce neurone reçoit des excitations du neurone central et de l’arc réflexe situé à l’intérieur de la moelle épinière ainsi que de la voie extrapyramidale. C’est la raison pour laquelle on utilise, pour le caractériser, le terme de voie finale commune (ce terme a été utilisé par Sherrington). Les neurones périphériques sont regroupés soit en petites unités motrices qui innervent quelques fibres musculaires permettant ainsi les mouvements fins, soit en grosses unités motrices qui innervent un plus grand nombre de fibres musculaires comme par exemple le quadriceps (muscle de la cuisse). Il est nécessaire de distinguer les fibres alpha qui innervent la masse principale des muscles des fibres bêta et gamma qui ont quant à eux un fonctionnement beaucoup plus complexe en maintenant par exemple la longueur du muscle et son tonus.

Le neurone supérieur ou central de la voie pyramidale dont le corps de la cellule se situe à l’intérieur de l’écorce cérébrale (pré-rolandique de la circonvolution frontale ascendante). La fibre de ce neurone appartient à la voie pyramidale et se termine au niveau d’une cellule de la corne antérieure de la moelle mais du côté opposé. Les neurones moteurs permettent les actes volontaires.

Le neurone extrapyramidal dont le noyau se trouve à l’intérieur des noyaux gris du cerveau ou dans le cervelet. Il est nécessaire de rappeler que les noyaux gris sont des îlots de substance grise noyée dans la substance blanche et que la réticulée est considérée comme un noyau gris. Les voies descendantes sont longues et se terminent dans les cellules des cornes antérieures de la moelle. Le système                              extrapyramidal régule le tonus musculaire et les mouvements involontaires de l’organisme.

Le neurone est composé d’un corps appelé péricaryon ou corps cellulaire ou encore soma, et de deux types de prolongements : l’axone, unique, qui conduit le potentiel d’action de manière centrifuge, et les dendrites, qui sont en moyennes 7 000 par neurone. La morphologie, la localisation et le nombre de ces prolongements, ainsi que la forme du soma, varient et contribuent à définir différentes familles morphologiques de neurones. Par exemple, il existe des neurones unipolaires ou multipolaires.

Le diamètre du corps des neurones varie selon leur type, de 5 à 120 μm. Il contient le noyau, bloqué en interphase et donc incapable de se diviser, et le cytoplasme. On trouve dans le cytoplasme le réticulum endoplasmique rugueux (formant les corps de Nissl des histologistes), les appareils de Golgi, des mitochondries et des neurofilaments qui se regroupent en faisceau pour former des neurofibrilles.

Les prolongements sont de deux types : l’axone, unique, et les dendrites.
L’axone (ou fibre nerveuse) a un diamètre compris entre 1 et 15 μm, sa longueur varie d’un millimètre à plus d’un mètre. Le cône d’émergence, région extrêmement riche en microtubules, constitue l’origine de l’axone. Il est également appelé zone gâchette car il participe à la genèse du potentiel d’action. Il décrit un trajet plus ou moins long avant de se terminer en se ramifiant (c’est l’arborisation terminale). Cependant, s’observent aussi des « enfilades » de renflements synaptiques sur un même segment axonal constituant des synapes en passant. Chaque ramification se termine par un renflement, le bouton terminal ou bouton synaptique. La membrane plasmique de l’axone, ou axolemme, contient l’axoplasme en continuité avec le cytoplasme du péricaryon. Il est constitué de neurofilaments, de microtubules et de microvésicules (celles-ci sont produites par le réticulum endoplasmique rugueux et les appareils de Golgi). Certains axones sont recouverts d’une gaine de myéline, formée par des cellules gliales, les cellules de Schwann dans le système nerveux périphérique, et les oligodendrocytes dans le système nerveux central. On estime qu’environ un axone sur trois est recouvert de myéline (le recouvrement est en fait discontinu, séparé par les nœuds de Ranvier) lesquels sont isolés par des astrocytes. Le recouvrement de l’axone par la myéline permet une plus grande vitesse de passage de l’information nerveuse.
Les dendrites sont nombreuses, courtes et très ramifiées dès leur origine. Elles sont parfois recouvertes d’épines dendritiques. Contrairement à l’axone, elles ne contiennent pas de microvésicules permettant la transmission de l’information à l’extérieur du neurone. La dendrite conduit l’influx nerveux, induit à son extrémité, jusqu’au péricaryon : c’est un prolongement afférent.

Les axones sont rassemblés en faisceaux, eux-mêmes reliés par du tissu conjonctif (endonèvre et périnèvre) formant les tractus et les nerfs.

Il y a de 1 à plus de 100 000 synapses par neurone (moyenne 10 000). Les neurones sont les cellules championnes de la connectivité et de l’interdépendance.

Le relais qui assure la transmission de l’influx nerveux est la synapse. Il existe deux sortes de synapse.

Les synapses électriques (jonction GAP, également appelées jonction communicante), qui sont surtout retrouvées chez les invertébrés et les vertébrés inférieurs, rarement chez les mammifères.
Les synapses chimiques, très majoritaires chez les mammifères et l’homme. Certains circuits cérébraux, nécessitant une grande rapidité pour assurer la survie, ont conservé des synapses électriques.

La synapse est constituée d’un élément présynaptique, d’une fente synaptique et d’un élément postsynaptique.

L’élément présynaptique est soit la membrane du bouton terminal de l’axone, soit la membrane d’une dendrite. C’est le lieu de synthèse et souvent d’accumulation du neuromédiateur. Il assure la libération du neuromédiateur sous l’influence d’un potentiel d’action. Il contient les vésicules présynaptiques, contenant le neuromédiateur. Il existe 4 types de vésicules :
Les vésicules arrondies à centre clair, sphériques, de diamètre de 40 à 60 nm. Elles contiennent l’acétylcholine, l’acide glutamique, et la substance P ;
Les vésicules aplaties à centre clair, de forme plutôt ovale, avec un diamètre de 50 nm. Elles contiennent le GABA et la glycine, donc des neurotransmetteurs inhibiteurs ;
Les petites vésicules à centre dense, de forme sphérique, et de diamètre de 40 à 60 nm. Elles contiennent la noradrénaline, la dopamine, et la sérotonine ;
Les grandes vésicules à centre dense, sphériques, de 80 à 100 nm de diamètre.

L’élément postsynaptique peut être la membrane d’un axone, d’un péricaryon, d’une dendrite, d’une cellule somatique (exemple : cellule musculaire). Suivant leur effet, on différencie les synapses excitatrices et les synapses inhibitrices. Il y a un épaississement de la membrane postsynaptique, qui devient très large et très dense (ceci permet, au microscope électronique, de repérer aisément le sens de propagation de l’information).
La fente synaptique, qui mesure environ 20 nm de large. Elle est remplie de matériel dense parallèle aux membranes.

D’habitude, le lieu initial de la dépolarisation est la membrane postsynaptique. L’influx nerveux se propage ensuite le long de la membrane de la dendrite puis du péricaryon en s’atténuant peu à peu. Si au niveau du cône d’émergence, le potentiel est suffisant (loi du tout ou rien), des potentiels d’action sont générés qui se propageront le long de l’axone sans déperdition. En arrivant à la membrane du bouton terminal, ils déclencheront la libération des microvésicules contenant les neurotransmetteurs, qui diffuseront dans la fente synaptique avant d’être captés par les récepteurs de la membrane postsynaptique.

La propagation de l’influx nerveux est un phénomène qui consomme de l’énergie, en particulier pour activer les pompes qui rétablissent l’équilibre ionique, après la re-perméabilisation de la membrane aux ions (fermeture des canaux ioniques). Cette énergie est fournie par la dégradation de l’adénosine-triphosphate (ATP) en adénosine-diphosphate (ADP). L’ATP sera ensuite régénéré par les mitochondries.

On peut classer topographiquement les différents types de synapses en fonction de la partie de la cellule qui sert d’origine et d’arrivée. On aura ainsi des synapses :

Axodendritique, les plus fréquentes, où l’influx passe d’un axone à un dendrite,
Axosomatique où l’influx passe d’un axone à un corps cellulaire
Axoaxonique, où l’influx remonte d’un axone à un autre axone situé en amont pour la régulation du neurone pré-synaptique (généralement c’est une inhibition, une sorte de régulation en boucle)
Dendrodendritique où l’influx passe d’un dendrite à un autre dendrite
Dendrosomatique, où l’influx passe d’un dendrite à un corps cellulaire
Somatosomatique où la synapse se fait entre deux corps cellulaires.

Les valves cardiaques – les portes du cœur font boum

Les valves cardiaques sont les structures anatomiques qui séparent les différentes cavités cardiaques. Elles évitent les reflux lors des remplissages et vidanges de celles-ci au cours du cycle cardiaque. Leur lésion affecte donc son bon fonctionnement et peu conduire à l’insuffisance cardiaque.

Cycle cardiaque
La diastole
Le cycle cardiaque commence par le remplissage des oreillettes du coeur par le sang provenant des veines (caves à droite et pulmonaires à gauche) qui, une fois remplies, se vident dans leur ventricule respectif : c’est la diastole.

La systole
Une fois rempli, le ventricule se contracte et éjecte le sang qu’il contient dans l’artère qui lui correspond (l’artère pulmonaire à droite, et l’aorte à gauche qui va irriguer tous les organes), c’est la systole.

Quatre valves
Ce cycles est contrôlé par quatre valves qui, sous l’action des variations de pression produites par la contraction et la relaxation du coeur, forcent le sang à circuler dans une seule direction, puisqu’elles s’ouvrent pour le laisser passer, puis se ferment pour l’empêcher de refluer.

Les valves auriculoventriculaires
• La valve tricuspide sépare l’oreillette droite du ventricule droit. Elle est constituée de trois valvules en pointe ou cuspides, qui s’insèrent sur l’anneau tricuspidien, un tissu conjonctif dense les reliant au septum interventriculaire. Elles sont sous-tendues par des cordages fibreux accrochés sur les piliers musculaires à la base du ventricule, ce qui les empêche de se retourner.
• La valve mitrale sépare l’oreillette gauche du ventricule gauche. Elle est composée de deux valvules insérées sur l’anneau mitral et reliées à la base du ventricule gauche par des cordages fibreux puissants rattachés aux muscles papillaires.

Les valves semi-lunaires
• La valve pulmonaire sépare le ventricule droit de l’artère pulmonaire, qui
amène le sang au poumon (où le sang largue le dioxyde de carbone et se charge en oxygène). Elle comporte trois valvules semi-lunaires.
• La valve aortique sépare le ventricule gauche de l’artère aorte. Elle se compose de trois valvules au-dessus desquelles naissent les artères coronaires, qui vont apporter le sang au muscle cardiaque.

Les os – une structure en constante évolution

Les os forment la partie rigide et résistante du squelette humain. Certains sont reliés entre eux par des ligaments et des capsules articulaires qui permettent le mouvement, d’autres sont unis par de courtes fibres peu mobiles, d’autres enfin sont soudés entre eux comme les os du crâne ou du sacrum.

Le squelette
Le squelette humain comporte 206 os, dont :

• 80 pour l’axe tête-cou-tronc
14 pour la face, 8 pour le crâne, 24 vertèbres mobiles, 9 vertèbres soudées pour le sacrum et le coccyx, 24 côtes et un sternum.

• 126 pour les membres
Il pèse environ 20 % du poids du corps, soit 13 à 16 kilos pour un individu moyen.
Il existe dans le corps des os longs, courts, plats ou irréguliers. Le plus petit est le pisiforme du poignet, de la taille d’un petit pois, et le plus long est le fémur qui peut atteindre 60 cm.

Les types d’os

Les os longs
Le fémur comprend comme tous les os longs un fût central, ou diaphyse, et deux extrémités, ou épiphyses, recouvertes de cartilage articulaire.
Autres os longs : clavicule, humérus, radius, cubitus, métacarpiens, phalanges, tibia, péroné (ou fibula), métatarsiens, os des orteils.

Les os plats

L’os pariétal, qui occupe la partie haute de la moitié arrière du crâne, possède deux faces parallèles. Il est relié aux os voisins par des sutures élastiques chez l’enfant et des soudures fixes chez l’adulte.
Autres os plats : le frontal, le temporal et l’occipital de la voûte crânienne,
les côtes (malgré leur forme allongée), le sternum, le maxillaire inférieur, l’omoplate.

Les os courts
La rotule et le calcanéum, comme tous les os courts, sont ramassés sur eux- mêmes. La forme des os courts peut être arrondie, pyramidale, ovoïde, cubique ou irrégulière.

Autres os courts : os du poignet, os du cou de pied.

Les os irréguliers
Le sphénoïde, situé à la base du crâne, est l’un des os les plus irréguliers du corps avec ses ailes, ses aiguilles ou apophyses et ses fentes autour d’un corps central plus massif. Certains possèdent des cavités ou sinus.


Autres os irréguliers : vertèbres, bassin.

La structure des os
L’os est une matière vivante qui grandit et qui tout au long de la vie se renouvelle et au besoin se répare.

Structure externe
Dans les os longs :
• la diaphyse est un fût d’os compact dont la cavité centrale contient de la moelle rouge chez l’enfant et de la moelle jaune chez l’adulte.
• les épiphyses sont de grosses lames
d’os compact entourant de l’os spongieux empli de moelle rouge ; elles sont recouvertes de cartilage.
•les métaphyses constituent les parties intermédiaires entre épiphyse et diaphyse.
– Les os courts sont une masse d’os compact autour d’os spongieux.
– Les os plats sont formés de deux lames d’os compact entourant une lame d’os spongieux.
– Les os irréguliers associent ces différentes structures.

Structure interne
Un os comporte 6 types différents de tissus :
[1] Le périoste est une membrane fibreuse qui recouvre les os, à l’exception des  articulations.
[2] L’os compact, très dense et uniforme, est composé d’unité élémentaires cylindriques ou ostéons, constitués de lamelles juxtaposées comme dans un rouleau de papier.
[3] L’os spongieux ressemble à une éponge avec ses lamelles osseuses délimitant d’innombrables cavités.
[4] Le cartilage articulaire ou hyalin, qui recouvre les extrémités, apparaît au microscope comme une gelée rigide mais encore élastique.
[5] La moelle osseuse ou moelle rouge occupe toutes les cavités de l’os spongieux, produisant chaque jour 100 à 150 milliards de globules rouges et 1 à 30 milliards de globules blancs.
[6] La moelle jaune, masse graisseuse qui occupe le centre de la diaphyse des os longs chez l’adulte.

Composition chimique
La partie vivante de l’os comprend 1% de protéines qui forment une matrice, des
cellules osseuses ou ostéocytes, des fibres collagènes et les cellules de la moelle. Elle représente un tiers du poids de l’os.
La partie minérale de l’os comprend une grande proportion de phosphate de calcium et un peu de fer, de fluor et d’oligo-éléments minéraux. Elle représente deux tiers du poids des os.

Les fonctions de l’os
L’os assure quatre grandes fonctions :
Le soutien : le squelette sert de point d’ancrage à tous les muscles et organes mous. Il supporte le poids du corps dans toutes les positions.
La protection : le crâne protège le cerveau ; la cage thoracique protège le cœur et les poumons ;  les vertèbres englobent la moelle épinière.
Le stockage : l’os renferme 99 % des réserves de calcium et de phosphore de l’organisme.
La formation des globules rouges et blancs dans la moelle rouge.

Les nerfs – des transmetteurs d’information

Les nerfs sont des organes du système nerveux périphérique composés de fibres capables de transmettre des informations sensorielles du corps vers le cerveau et d’acheminer les informations motrices du cerveau vers les muscles, organes et glandes. Ils assurent donc une fonction de transmission de l’influx nerveux entre le système nerveux central (encéphale et moelle épinière) et l’organisme.

Les nerfs appartiennent au système nerveux périphérique, par opposition à l’encéphale et à la moelle épinière qui forment le système nerveux central. Les neurones, quant à eux, font partie des deux systèmes. On les trouve à la fois dans le cerveau et la moelle épinière (corps cellulaires) et dans les nerfs (axones) et les ganglions (corps cellulaires).

Les nerfs sensitifs (ou afférents)
transmettent les informations venant de la peau, des organes des sens, des muscles, des articulations, des glandes et des organes vers le système nerveux central.

Les nerfs moteurs (ou efférents)
réagissent aux informations données par les nerfs sensitifs et déclenchent des réactions, qui partent du système nerveux central pour rejoindre les muscles. La plupart des nerfs sont mixtes, à la fois sensitifs et moteurs.

Les nerfs végétatifs
transmettent les informations du système nerveux central aux organes et aux glandes pour assurer les diverses fonctions physiologiques (digestion, respiration…).

Nerfs crâniens et nerfs spinaux
Les nerfs partent du système nerveux central, de l’encéphale et de la moelle épinière.
• Les 12 paires de nerfs crâniens sont numérotées de 1 à 12, suivant leur ordre de sortie de la cavité crânienne. Ils ont un rôle sensoriel (nerfs olfactif, optique et auditif), moteur (nerfs oculaires, pathétique, spinal et grand hypoglosse) ou mixte (nerfs trijumeaux, facial glosso-pharyngien et pneumogastrique).
• Les 31 paires de nerfs rachidiens sont reliées à la moelle épinière. Chaque nerf se divise en deux racines : la racine postérieure est sensitive, tandis que la racine antérieure est motrice. Tous les nerfs rachidiens sont donc mixtes (moteurs et sensitifs). Les branches antérieures s’unissent en formant des plexus (cervical, dorsal, lombaire, sacré).

L’influx nerveux
L’influx nerveux est un phénomène de nature électrique qui se déroule d’un neurone à l’autre grâce à une articulation appelée « synapse ». La majorité de ces points de liaison entre neurones sont situés :
• Entre l’extrémité d’un axone (corpuscule nerveux terminal) et les dendrites d’un autre neurone ;
• Entre l’extrémité d’un axone et le corps cellulaire d’un autre neurone.
Le neurone qui reçoit l’information l’envoie au suivant et l’influx chemine ainsi très rapidement le long des fibres nerveuses (jusqu’à 100 m/s). Les synapses qui relient l’extrémité d’un axone à un muscle sont appelées terminaisons neuromusculaires.

Celles qui rejoignent une glande sont des terminaisons neuroglandulaires.

Les muscles squelettiques – 600 muscles squelettiques

Le corps humain compte plus de 600 muscles squelettiques, dont 125 paires de muscles principaux qui assurent les grandes postures et les grands mouvements. Leurs noms sont généralement liés à leur localisation (dorsal, pectoral, brachial par exemple), leur taille (long, court), leur fonction (extenseur, fléchisseur, adducteur) ou leur nombre d’attaches (biceps, triceps).

Les types de muscles
Muscles superficiels

Les muscles superficiels sont situés juste sous la peau qu’ils déforment lors de leur contraction.

Muscles profonds
Les muscles profonds sont situés sous cette couche superficielle, au niveau de l’abdomen ou du dos par exemple, et ne sont visibles que lors d’une plaie profonde ou une intervention chirurgicale.

Structure des muscles
Chaque muscle comprend :
[1] Une partie centrale charnue, fuselée, faite de fibres musculaires alignées dans le même sens et regroupées en faisceaux.
[2] Un ou plusieurs tendons fibreux qui relient la partie charnue à un os à chacune de ses extrémités (à l’exception des muscles orbiculaires des lèvres et des muscles peauciers). Ces tendons peuvent être très courts ou très longs (muscles extenseurs ou fléchisseurs des doigts et des orteils par exemple)
Seule la partie charnue est contractile et peut se développer sous l’effet de l’entraînement chez le travailleur ou le sportif.

Vue au microscope
[1] L’unité contractile élémentaire du muscle est la myofibrille, alternance de :
[2] fins filaments d’actine [3] et de filaments plus épais de myosine. Le raccourcissement du muscle contracté est assuré par le glissement des filaments d’actine le long des filaments de myosine.
[4] Les myofibrilles sont regroupées en fibres musculaires, formées par la fusion de milliers de cellules musculaires, et entourées d’une fine membrane renfermant les noyaux cellulaires et les structures énergétiques telles les mitochondries. C’est à ce niveau que les fibres nerveuses viennent stimuler la contraction du muscle.
[5] Les fibres musculaires sont regroupées en faisceaux entourés chacun d’une membrane fibreuse ; ces faisceaux sont déjà bien visibles à l’œil sur la section d’une tranche de viande.
[6] L’ensemble des faisceaux regroupés forme le muscle.

Propriétés des muscles
Les muscles squelettiques possèdent quatre propriétés fondamentales :
• la contractilité ou capacité à se contracter sous l’effet d’une commande nerveuse, volontaire ou réflexe,
• l’excitabilité ou capacité à réagir et à propager une stimulation électrique,
• l’extensibilité ou capacité à s’étirer au delà de sa longueur de repos,
• l’élasticité ou capacité à retrouver sa longueur de repos après un étirement ou une contraction.
La contraction des muscles squelettiques, variable selon leur richesse en fibres rapides ou lentes, est toujours plus puissante et rapide que celle des muscles lisses situés dans les viscères.