0:00 après la première partie de secours qui concernaient des généralités sur le système nerveux et qui nous a permis d'avoir une vue d'ensemble sur le fonctionnement l'organisation anatomique du système nerveux nous allons maintenant aborder la partie qui concerne les signaux nerveux revenons à notre figures habituelles qui résume de façon schématique l'ascenseur et motricité dans notre quotidien nous captons des informations de l'environnement et de notre corps via des récepteurs sensoriels ces informations elles sont alors intégrées au niveau central puis perçu pour nous permettre de mettre en place des actes moteur complexe répondant à nos intentions motrices or les processus nerveux sous jacent il exige que les différentes parties du système nerveux communiquent entre elles à la base de
0:46 cette communication retrouve évidemment les neurones qui doivent véhiculer l'information nerveuse le long de leur exode mais également transmettre leurs messages à d'autres neurones l'objectif de cette partie du cours et donc de comprendre la façon dont cette signalisation nerveuse est rendue possible en étudiant les mécanismes électrochimique sous jacent dans une première section de cette partie du court donc nous allons essayer de comprendre et d'expliquer les processus responsable de la génération de signaux électriques dans nos neurones afin de faciliter la compréhension de cette partie il convient dans un premier temps d'expliquer certaines notions de base concernant les phénomènes électriques notamment donc les notions de potentiel de courant et de résistance pour cela je
1:35 vais prendre l'exemple d'un barrage hydroélectrique qui grâce à ses vannes est capable de produire de l'électricité lorsque l'on parle du potentiel d'un barrage plus le volume d'eau qu'il contient et massif plus son potentiel est important bien que l'on parle ici de potentiel électrique on peut également faire le rapprochement avec le potentiel de destruction imaginez que le barachois détruit plus la masse d'eau qu'il retient est importante plus le degré de destruction des villages ou des habitations de la vallée en contrebas sera important maintenant imaginez que l'on ajuste le degré d'ouverture des vannes pour laisser passer une certaine quantité d'eau c'est à dire que l'on règle les vannes le degré d'ouverture des vannes
2:20 pour opposer une résistance particulière à l'écoulement de l'eau du barrage plus la masse d'eau retenue par le barrage sera grande plus le débit d'eau c'est à dire le courant sera important toutefois au fur et à mesure que le barrage se vide et que la masse d'eau diminuent le courant devient plus faibles c'est ce qu'illustre cette équation à deux degrés d'ouverture des vannes similaire donc la résistance plus la masse de retenue sur l'importante et donc plus la différence de potentiel entre le lac et le ruisseau en contrebas sera grand plus le courant noté y sera important vous noterez également que lorsque l'on parle de voltage on parle d'une différence de potentiel entre deux endroits que ce soit un câble électrique un barrage ou comme nous le
3:06 verrons juste après entre l'extérieur et l'intérieur d'un euro ainsi à voltage similaire en faisant varier la résistance comme par exemple en modulant le degré d'ouverture des vannes du barrage on modifie l'intensité du courant le courant est plus important qu'en la résistance est faible et il est plus faible qu'en la résistance est grande appliquons un temps ses principaux neurones vous avez représenté ici la membrane plasmique d'un neurone au niveau d'un segment de son axe zone cette membrane qui est formé d'une bi couche de phospholipides hydrophobe représente en quelque sorte un barrage qui sépare les milieu extracellulaire et intracellulaire c'est-à-dire l'extérieur
3:53 et l'intérieur du neurone de part et d'autre de cette membrane on retrouve des molécules chargées électriquement et que l'on appelle lésions ces ions il présente naturellement des concentrations différentes entre l'intérieur et l'extérieur du neurone tout comme il ya plus d'eau dans le lac formé par le barrage que dans le ruisseau en contrebas ces différences de concentration unique elle crée donc un potentiel électrique notez que l'on trouve des gens chargés positivement comme le potassium noter qu'à plus et le sodium noté n a plus ce sont des cations et lésions chargées négativement que l'on nomme les anions on retrouve notamment les ions chlorures noter c'est elle moi
4:40 toutefois et bien le potentiel électrique qui est créée par cette différence de concentration unique il peut varier car on retrouve au sein de la membrane plasmique des canaux ioniques qu'on peut assimiler aux vannes du barrage et qui vont selon certains principes permettre aux ions de transit et de part et d'autre de la membrane du neurone et ainsi faire varier le potentiel électrique des neurones continuons avec les notions de base qui vont nous permettre de comprendre la façon dont les neurones peuvent propager des signaux électriques et attardons nous sur les notions de gradient concentration chimiques de gradient électrique d'abord on parle de gradient de concentration chimiques lorsque la concentration du on de part
5:27 et d'autre de la membrane est différente vous avez représenté ici une membrane imperméable qui comporte neuf yon ka plus à sa gauche et troisième cas plus à sa droite avec donc un gradient de concentration en faveur du côté gauche de la membrane imaginez maintenant que l'on ouvre des canaux qui vont permettre aux ions de circuler librement de part et d'autre de cette membrane et bien selon vous quel phénomène va se produire eh bien naturellement pour rééquilibrer le nombre dion de chaque côté 3 ion de la partie gauche vont passer du côté droit de la membrane afin que le nombre d'unions soit le même de chaque côté à savoir si sa droite
6:12 et si sa gauche concernant le gradient électrique il faut juste retenir que les charges positives elles sont attirées par les mille chargées négativement alors que les charges négatives sont attirés par les milieux chargée positivement nous allons voir dans les prochaines diapos que ces deux types de gradient interviennent et interagissent au niveau d'une rhône pour créer des potentiel électrochimique recontextualise on applique ont maintenant c'est différent principes de base aux neurones lorsque l'on mesure le potentiel de repos du neurone c'est à dire lorsque le neurone est inactif on constate qu'il existe une différence de potentiel entre l'extérieur et l'intérieur du neurone à savoir que l'intérieur du neurone est chargée
6:58 négativement par rapport à l'extérieur du neurone à hauteur de -70 millivolts repos il existe en effet une différence de potentiel de 70 mille volts entre milieu extra et lemieux intracellulaire avec un milieu intracellulaire donc chargé négativement par rapport à l'intérieur d'une euros essayons maintenant d'expliquer pourquoi et pour cela eh bien nous allons mener une petite expérience on a ici un petit récipient qui contient une solution et qui est séparé en son milieu par une membrane imperméable ce qui nous fait donc deux compartiments un compartiment intracellulaire à gauche et un compartiment extracellulaire à droite dans ces compartiments on retrouve deux types de questions c'est à
7:44 dire des ions chargée positivement à savoir des ions potassium k plus en rouge et des ions sodium n a plus en jaune à ce moment là de l'expérience on constate qu'on a cinq sodium et cinq potentiels potassium pardon dans chacun des compartiments ce qui fait un total de dix charge positive par compartiment il n'ya donc à cet instant précis aucune différence de potentiel entre le milieu intra et extra cellulaire tant d'un point de vue chimique la concentration du hockey plus n a plus et là même de chaque côté que d'un point de vue électrique il ya autant de charges positives des deux côtés de la membrane maintenant on ajoute à ces membranes des pompes ioniques c'est à dire des pompes qui monte activement faire pénétrer lésions cas
8:32 plus en rouge dans le milieu 1,13 cellulaire et rejeter des ions en à puce en jaune dans le compartiment extracellulaire on dit que ce sont des pompes car elles permettent de déplacer les ions contre leur gradient de concentration chimiques d'ailleurs à ce stade on constate bien que le gradient de concentration unique dna plus et des cas plus à changer on retrouve effectivement huitième cas plus on intracellulaire contre 2 en extra cellulaire pour les ailes pour les ânes à puce on en retrouve on retrouve deux ions en intracellulaire contre 8 en extra cellulaire toutefois à cet instant il n'y a toujours pas de différence de potentiel car on retrouve toujours dit charge positive en intracellulaire et 10 en extra cellulaire
9:18 le voltage est donc toujours fixée à 0 maintenant ce qu'on fait c'est qu'on retire les ponts etc à la place on insère dans la membrane des canaux ioniques passifs ont contrairement aux pompes les canaux ioniques passif il laisse diffuser les ions passivement de part et d'autre de la membrane selon leur gradient de concentration chimiques toutefois élément primordial ces canaux ioniques ils sont spécifiques à chaque c'est à dire qui ne laissent passer qu'un seul type dian là en l'occurrence on a ajouté des canaux ioniques qui ne laissent passer que les ions cas plus c'est à dire que ces canaux ioniques ils sont perméables aux cas plus en révolte en revanche pardon ses canons ils sont imperméables ou à
10:04 naples ci ne laisse pas passer du tout et bien que va-t-il se passer dans ce cas de figure une partie des ions cas plus qu'ils avaient été pompés dans le compartiment intracellulaire va naturellement retourner dans le milieu extracellulaire en suivant son gradient de concentration chimiques par contre étant donné que l'on n'a pas ajouté de canaux ioniques perméable aux en a plus il ne va pas y avoir de mouvement de leur côté on va donc se retrouver avec un nombre de charges positives plus important à droite dans le compartiment extra extra cellulaire ce qui va créer une différence de potentiel de part et d'autre de la membrane avec 8 charge positive en intracellulaire contre 12 en extra
10:51 cellulaire toutefois comme vous le constater sur l'image on ne se retrouve pas suite à l'ajout des canaux ioniques passif à une concentration en cas plus parfaitement égale des deux côtés de la membrane effectivement il y en a 600 intracellulaire contre 4 en extra cellulaire alors pourquoi sachant que je vous ai dit qu en ouvrant des canaux passif perméable au potassium et bien lésions cas plus pouvez diffuser librement selon leur gradient de concentration et donc se rééquilibrer de part et d'autre de la membrane est bien parce que lorsque la différence de potentiel entre les deux côtés de la membrane est bien elle devient trop importante le gradient électrique s'oppose aux flux ioniques et généré par le gradient de
11:36 concentration chimiques ce qui tend à empêcher les yuccas plus de sortir de l'intérieur du milieu intracellulaire dans le neurone au repos on retrouve une configuration semblable à celle ci avec un équilibre électrochimique c'est à dire un équilibre entre le gradient électrique et le gradient chimiques qui se crée et se stabilise à une valeur de moins 70 min volts pour l'intérieur du neurone par rapport à l'extérieur d'une europe grâce à cette expérience nous avons compris les grands principes du gradient électrochimique et la façon dont les mouvements du lion transmembranaire peuvent créer des différences de potentiel appliquons maintenant ces principes aux neurones pour expliquer cette valeur de
12:22 potentiel de -70 me vole tout repos vous avez représenté ici la membrane avec sonic d'une rhône avec le milieu extracellulaire en haut et le milieu intracellulaire en bas dans la membrane du neurone sont enchâssés donc des canaux ioniques passif qui je vous le rappelle permettent à une catégorie dion spécifique de diffuser de part et d'autre de la membrane selon son gradient de concentration on retrouve dans la membrane du neurone des canaux ioniques pour le potassium k + et des canaux ioniques perméable au sodium n a plus noté qu'il y a également à l'intérieur d'une ronde de grosses protéines qui sont chargées négativement noté à moins ici donc à comme à nyon et qui conquois qui concourent pardon
13:07 énormément potentiels négatifs du neurone au repos la membrane des neurones aller sélectivement perméable aux cas plus ce qui permet à ces questions de diffuser à l'extérieur du neurone selon leur gradient de concentration jusqu'à ce que l'équilibré électrochimique dont on parlait juste avant soit atteint en revanche la membrane des neurones aller très peu perméables aux ions n a plus ce qui fait qu'au repos seuls les ions cas plus sont capables de suivre leur gradient de concentration chimiques pour s'échapper à l'extérieur de la cellule c'est donc cette perméabilité sélective aux caprices de la membrane qui explique majoritairement ce potentiel du repos effectivement les charges positives
13:53 contenues dans le cas plus permettent au milieu extracellulaire d'être davantage chargé positivement on retrouve également en chasser dans la membrane du neurone des pompes ionique qui à chaque utilisation d'une molécule d'atp vont sortir 3 n a plus de la cellule pour y faire entrer deux cas plus donc ses pompes je vous le rappelle elles sont différentes des canaux ioniques passif car elle crée des mouvements d'ions transmembranaire allant contre le gradient de consacrant concentration chimiques et pour cela et bien elles utilisent de l'énergie l'atp bilan à chaque utilisation d'une molécule d'atp trois charges positives sorte de la cellule alors que seulement
14:38 deux filles entre ce qui fait un bilan net d'une charge positive vers l'extérieur car 3 - 2 égal 1 l'action de cette pompe eh bien elle contribue toutefois de façon minoritaire à la négativité du neurone environ - 4 min volt mais représente 30 à 50 % de l'énergie consommée par le cerveau ce qui est énorme en gros les neurones et bien ils consomment de l'énergie pour rester au repos c'est assez contradictoire mais c'est pourtant la réalité pour résumer il existe au repos une différence de potentiel entre l'intérieur et l'extérieur du neurone qui est de l'ordre de 70 mille votes noter toutefois qu'en fonction des drones le potentiel de repos peut varier
15:24 entre moins 60 et moins 90 min volts la valeur de ce potentiel est principalement dû à des différences de concentration ionique de part et d'autre de la membrane plasmique du neurone trois éléments expliquent cette différence de concentration d'abord et comme je le disais il y a de cela 2 diapos le neurone il contient deux grosses protéines qui sont chargées négativement et qui participent fortement à la négativité du milieu intracellulaire il y a ensuite cette fuite dion cas plus hors du neurone qui est dû à la présence de canaux passif perméable aux cas plus sur la membrane du neurone au repos ce flux sortants de charge politique eh bien il concourt
16:10 également largement à la négativité du milieu intracellulaire enfin comme nous venons de le voir la pompe qui fait sortir 3 et n'a plus ses entrées de cas plus que l'on aime par ailleurs la pompe n a plus qu à + atp has explique également la négativité de l'intérieur du neurone
