NERVEUX (SYSTÈME)Le neurone

Le neurone en fonction

Dès la constitution du système nerveux, les neurones effectuent le traitement et le transport d'informations variées. Ces opérations sont effectuées grâce à des flux ioniques au travers de leur membrane cellulaire.

Les milieux intracellulaires et extracellulaires contiennent des ions en solution. Ces ions ne sont pas répartis de façon symétrique de part et d'autre de la membrane qui entoure la cellule. Par exemple, le sodium (Na⁺) et le potassium (K⁺) sont les cations prédominants respectivement à l'extérieur et à l'intérieur de la cellule, et le calcium (Ca²⁺) est mille à dix mille fois moins abondant dans le milieu intracellulaire que dans le milieu extracellulaire. Les ions tendent pourtant (loi de l'osmose) à équilibrer leur concentration par diffusion dans les deux milieux que sépare la membrane : le sodium tend à entrer dans la cellule et le potassium à en sortir. Cependant, la cellule maintient de façon active la ségrégation ionique à l'aide de transporteurs d'ions (e.g. ATPases) présents dans la membrane cellulaire. En conséquence, par suite d'un léger excès d'ions extracellulaires chargés positivement et d'ions intracellulaires chargés négativement, le potentiel électrique intracellulaire diffère de 50 à 100 mV du potentiel extracellulaire.

La distribution des ions, et donc la différence de potentiel électrique, peut être brutalement modifiée par l'ouverture de canaux répartis dans la membrane des neurones (cf. canaux ioniques). Les canaux sont constitués par des protéines qui laissent passer sélectivement certains ions. L'effet de l'ouverture d'un canal dépend de la nature de ces ions. Par exemple, l'ouverture du canal perméable au sodium produit un influx de cet ion dans la cellule, ce qui va rapprocher le potentiel intracellulaire du potentiel extracellulaire : on parle alors de dépolarisation. L'ouverture d'un canal perméable au potassium va provoquer la sortie de cet ion, ce qui va augmenter la différence de potentiel : on parle alors d'hyperpolarisation. L'ouverture des canaux est commandée soit par des signaux chimiques, soit par des variations de la différence de potentiel électrique transmembranaire. Grâce à ces différents types de canaux, le neurone effectue des opérations de transport, de transmission et d'intégration d'information.

Le transport d'information dans l'axone est assuré par deux types de canaux activés par la dépolarisation et perméables respectivement au sodium et au potassium. Lorsque la membrane du neurone est dépolarisée au-delà d'un certain seuil, les canaux sodiques puis les canaux potassiques s'ouvrent. Cela produit une brève séquence de dépolarisation puis d'hyperpolarisation de la membrane, appelée potentiel d'action, suivie d’un retour à l’état initial. La distribution des canaux le long de l'axone permet la propagation du potentiel d'action, et donc le transport d'un signal électrique, depuis le corps cellulaire jusqu'aux terminaisons synaptiques. La durée du potentiel d'action est de l'ordre de la milliseconde, et sa vitesse de propagation varie de quelques mètres à quelques centaines de mètres par seconde. L'une et l'autre dépendent du type de neurone et de l'organisation du tissu nerveux autour de l'axone.

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Neurone moteur d'un muscle strié
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Électroencéphalogramme
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