« Neurosciences/Les cellules du système nerveux » : différence entre les versions

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Les systèmes nerveux les plus simples n'ont pas besoin de plus. Ils se contentent de connecter directement les récepteurs aux cellules effectrices. Ce faisant, un stimulus va automatiquement déclencher une réaction motrice ou endocrine directe, sans traitement intermédiaire. Cette organisation dote l'animal de réflexes innés, préprogrammés et disponibles dès sa naissance. Ce répertoire de réflexe est cependant fixé une fois pour toute, l'animal devant s'en contenter : il ne peut pas acquérir de nouveaux réflexes, ni corriger les réflexes inadaptés. Les systèmes nerveux évolués ajoutent des neurones appelés '''interneurones''', entre les récepteurs et les motoneurones. La plupart du temps, ces interneurones ont une fonction relativement limitée. Tel est le cas des interneurones de la moelle épinière, qui ne servent à commander correctement des réflexes. Mais dans d'autres cas, ces interneurones forment de véritables réseaux, aux fonctions bien plus intéressantes. De tels réseaux analysent les entrées sensorielles et commandent les cellules effectrices en conséquence.
 
Sur les animaux très évolués, les interneurones sont regroupés dans ce qu'on appelle le '''système nerveux central'''. A contrario, le reste du système nerveux est appelé le '''système nerveux périphérique'''. Une partie des motoneurones fait aussi partie du système nerveux central, bien que ceux-ci soient plus des interneurones spécialisés dans la commande des mouvements, et ne servent pas à leur exécution directe. Le système nerveux central permet des réactions bien plus adaptées que celles permises par les réflexes. De plus, il permet à l'animal d'apprendre de nouvelles réactions, de modifier son comportement en fonction de son expérience. L'animal doté d'un système nerveux central n'est plus limité par son répertoire de réflexes, mais peut modifier les réflexes existants, en acquérir, en oublier, etc. Pour cela, les connections entre interneurones vont s'adapter : de nouvelles connexions vont naitrenaître, d'autres vont péricliter, d'autres vont s'affaiblir ou se renforcer. Ainsi, les relations entre stimulus et réponses vont s'adapter en fonction des circonstances et de l'environnement. Ce mécanisme, la plasticité synaptique, sera abordé dans les chapitres précédents. Il est évidemment à la base de la mémoire, mais il s'agit d'un processus bien plus générale que la simple mémorisation. Mais revenons à nos moutons.
 
Pour résumer, on peut classer les neurones selon leur fonction :
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|[[File:Spline types 3D.png|vignette|Épine dendritique : formes principales.]]
 
A la surface des rameaux dendritiques, se trouvent de nombreuses excroissances appelées '''épines dendritiques'''. Elles sont destinées à servir de points de contact entre neurones (à donner naissance à des synapses). Les épines dendritiques matures sont toutes associées à un axone d'un autre neurone. Précisons cependant que la réciproque n'est pas vraie : il arrive que des axones fassent contact directement avec les rameaux dendritiques, sans aucun lieu avec une épine dendritique. Mais ce cas est assez rare, les connexions axones-dendrites se faisant majoritairement par une connexion d'un axone avec une épine dendritique. Les épines dendritiques peuvent se former ou disparaitredisparaître : de nouvelles épines peuvent apparaitreapparaître, de d'anciennes peuvent disparaitredisparaître. La création/disparition d'épines dendritiques permet à des axones de former de nouvelles connexions avec le neurone. Mais nous en reparlerons plus en détail dans le chapitre sur la synaptogenèse. Les épines dendritiques matures ont toutes la même forme : une tête ovale repose sur une tige connectée à la dendrite. Précisons cependant que la forme de l'épine dendritique évolue entre sa formation et sa maturation finale. Lors de leur formation, elles ressemblent à une boule, qui évolue ensuite en forme de champignon qui sort de terre, avant d'atteindre leur forme définitive.
 
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[[File:Astrocyte5.jpg|vignette|Astrocyte.]]
 
Les '''astrocytes''' ont une forme en étoile assez impressionnante, qui leur a valu leur nom. Leur existence est surtout liée à la chimie du cerveau, et notamment sa nutrition, ainsi qu'à sa protection. Le fonctionnement du cerveau est en effet très dépendant de son contenu moléculaire. Non seulement, il doit être alimenté en nutriments, mais l'influx nerveux dépend énormément des ions dissous dans le milieu extra-cellulaire. La moindre variation ionique, induite par un changement du pH du sang ou l'alimentation, peut donc avoir des conséquences assez importantes. De plus, le cerveau n'a pas vraiment de système immunitaire, ce qui demande une protection pour empêcher les microbes présents dans le sang d'atteindre le cerveau. Pour résoudre ces problèmes, le cerveau est isolé des vaisseaux sanguins par une barrière hémato-encéphalique, qui empêche les transferts directs entre système nerveux et vaisseaux sanguins. Seuls les nutriments peuvent traverser la barrière hématoencéphaliquehémato-encéphalique, mais les ions, molécules non-nutritives et microbes ne doivent pas passer. Sans elle, les variations de la composition sanguine retentiraient sur la chimie du cerveau, ce qui aurait des conséquences fâcheuses. Les astrocytes ont un grand rôle dans le fonctionnement de la barrière hématoencéphaliquehémato-encéphalique, sans compter qu'ils contrôlent la chimie cérébrale.
 
En premier lieu, les astrocytes servent d'intermédiaires entre barrière hématoencéphaliquehémato-encéphalique et neurone. Ils apportent les nutriments aux neurones, une fois qu'ils ont traversé la barrière hématoencéphaliquehémato-encéphalique. Les astrocytes piochent des nutriments dans le sang et les mettent en réserve pour les neurones. Ils servent essentiellement de '''réserve de glucose et de lactate'''. Mais les astrocytes peuvent avoir d'autres fonctions, selon leur forme. Selon leur fonction/forme, les astrocytes peuvent se classer en deux types : avec des ramifications courtes, et avec des ramifications longues.
 
* Les astrocytes avec des ramifications longues entourent les vaisseaux sanguins, formant la '''barrière hématoencéphaliquehémato-encéphalique'''.
* Les astrocytes avec des ramifications courtes sont des '''tampons chimiques'''. Ils servent à maintenir un environnement chimique adéquat pour les neurones. Par exemple, la formation et la propagation d'un influx nerveux demande des échanges chimiques à travers la paroi du neurone, le processus étant très sensible aux variations de pH, de salinité, ou du taux de certains ions dans le milieu extérieur. Les astrocytes se chargent de conserver de telles valeurs dans des intervalles adéquats.
 
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[[File:Oligodendrocyte illustration.png|vignette|Oligodendrocyte.]]
 
Les '''oligodendrocytes''' servent à augmenter la vitesse de transmission de l'influx nerveux d'un axone. Pour cela, ces cellules entourent l'axone d'une '''gaine de myéline''', la myéline étant une sorte de glueglu composée à 80% de graisse et 20% de protéines. Néanmoins, cette gaine de myéline est percée de trous, les '''nœuds de Ranvier''', qui laissent l'axone communiquer avec l'extérieur. Grâce à eux, la vitesse de l'influx nerveux est multipliée par dix. Chaque oligodendrocyte peut recouvrir un grand nombre de neurones : plus de 50 pour certains cas extrêmes. On ne les trouve que dans le système nerveux central. Le nombre d'axones recouverts de myélines augmente avec l'âge durant l'enfance et l'adolescence. Chez le bébé et l'enfant, peu d'axones sont recouverts par une gaine de myéline : c'est seulement à l'adolescence et au début de l'âge adulte que les oligodendrocytes commencent à recouvrir significativement les axones. Ce processus commence par modifier les aires cérébrales situées à l'arrière du crâne, qui se chargent essentiellement de la vision et des cinq sens. C'est seulement lors de l'adolescence que les zones du cerveau chargées de la pensée, situées sous le front, sont myélinisées. On suppose que c'est en partie pour cela que les performances des adolescents et enfants augmentent avec l'âge.
 
Les '''cellules de Schwann''' ont la même fonction que les oligodendrocytes : recouvrir les axones d'une gaine de myéline. Mais les points communs s’arrêtent là, les cellules de Schwann étant relativement différentes. Premièrement, les cellules de Schwann ne se trouvent que dans le système nerveux périphérique. De plus, une cellule de Schwann ne peut recouvrir qu'une seule cellule, contrairement aux oligodendrocytes. Les maladies qui touchent ces cellules sont nombreuses, et se traduisent toutes par des paralysies et une perte du toucher plus ou moins progressive. Comme exemple peu connu aujourd'hui, on peut citer la lèpre ou le syndrome de Guillan-Barré.
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===Les symptômes des tumeurs et cancers nerveux===
 
Les tumeurs cérébrales ont des symptômes assez variés, qui ne sont pas vraiment spécifiques : épilepsie, maux de tête, déficits neurologiques, problèmes psychiatriques, etc. De manière générale, les symptômes peuvent facilement mimer d'autres pathologies neurologiques ou psychiatrique. Autant dire que faire un diagnostic en se basant sur les symptômes est donc difficile et le recours aux scanners et à l'imagerie est systématique. Les symptômes exprimés varient selon la localisation de la tumeur ainsi que sa taille, les grosses tumeurs entrainant généralement des déficits plus marqués. La majorité des symptômes est lié au fait que les tumeurs grossissent sans se soucier des tissus alentours, au point de les comprimer ou de les déformer. Le cerveau est en quelque sorte comprimé sur le crâne par l'expansion de la tumeur, ce qui fait que la pression dans le crâne augmente. On verra dans quelques chapitres que cela se traduit par des symptômes assez stéréotypés : maux de tête, vomissements en jets, troubles de la vision, plus rarement troubles de la posture et déficits neurologiques divers. Plus fréquemment, la tumeur peut entrainerentraîner des crises d'épilepsie.
 
===La classification des tumeurs neurales===