Cellule nerveuse : le potentiel d’action6 minutes de lecture

12 potentiel d’action

121 mise en évidence

Pour mettre en évidence le potentiel d’action, on va placer une électrode de stimulation dan le some, puis répéter le dispositif d’enregistrement décrit précédemment.

Lorsque l’on expose le soma à une stimulation électrique assé importante, on observe d’abord un temps de latence qui dépend de la distance entre la localisation de la stimulation et la position des capteurs. On observ ensuite une phase ascendente jusqu’à un pic de +50mV qui corespond à la phase de dépolarisation de la membrane au cours de laquelle cette polarisation s’inverse. Suit une phase de repolarisation au cours de laquelle on retourne vers l’état de repos. Cette phase est parfois suivie d’une hyperpolarisation avant le retours à la normale.

Le potentiel d’action correspond à un message nerveux. Si l’on place une seconde électrode comme capteur plus loin le long de l’axone, on remarque que la latence est plus longue. La conduction du potentiel d’action se fait donc le long de l’axone, et conserve une même forme et une même amplitude tout au long de celui-ci. Ceci permet une transmission de l’information sous forme de potentiel d’action sur de longues distance (par exemple, des pieds au bulbe rachidien).

122 caractéristique du potentiel d’action

1221 le seuil et la loi du tout ou rien

La génération d’un potentiel d’action nécessite l’atteinte d’un seuil et suit une loi du tout ou rien. Si la stimulation est trop faible, il ne va pas y avoir de potentiel d’action généré, il faut atteindre un seuil de dépolarisation pour que le potentiel d’action soit généré, d’emblée à son intensité maximale, qu’il conserve lors de sa propagation. Il faut une certaine quantité de stimulation donc pour donner lieur à un potentiel d’action dans le cadre de la perception par exemple.

1222 réponse par un train de potentiels d’action

La fréquence de formation d’un potentiel d’action est fonction de l’intensité de la stimulation (fréquence de potentiel d’action), on parle aussi de fréquence de décahrge. C’est ainsi qu’est codée l’intensité de la stimulation dans le message nerveux.

1223 périodes réfractaires

Après l’émission d’un potentiel d’action, il existe une durée pendant laquelle la membrane du neurone n’est plus excitable, c’est la période réfractaire (il en existe une absolue et relative). Celle-ci dure de 1 à 2ms, si la stimulation est très intense, la fréquence de potentiel d’action atteindra donc à un moment donné un seuil qu’elle ne pourra pas dépasser.

123 comment se produit un potentiel d’action ? : mouvements ioniques

Les mouvements ioniques ont été observés lors du potentiel d’action, on notait une entrée importante et rapide de sodium allant de pair avec une sortie importante de potassium lorsque le seuil était atteint. La conductance d’ion de la membrane définit la facilité avec laquelle un ion traverse celle-ci (s’exprime en milli siemens par millimètre carré) ;

Lorsqu’on atteint le seuil, les ions na+ entrent dans la cellule de façon massive et rapide. Les ions K+ sortent aussi de façon massive, mais moins rapidement. Ceci ne se fait pas par des canaux, mais suppose l’existence dans la membrane de canaux ioniques particuliers qui sont fermés au repos et qui s’ouvrent lorsque le potentiel de membrane atteint une dépolarisation seuil. Ces canaux ioniques spéciaux sont appelés canaux ioniques voltage dépendants. (ou [ion]VD). Dans ce cas ci, ce qui entre en jeu sont donc des canaux na+Vd et K+VD. Leur existence est la condition sine qua non du potentiel d’action. Lors d’une stimulation dépolarisante, lorsque la membrane atteint un niveau seuil de dépolarisation, les canaux Na+VD s’ouvrent rapidement, provoquant une entrée massive de Na+ dans la cellule. Ceci augmente encore la dépolarisation et ainsi de suite jusqu’à atteindre rapidement la dépolarisation maximale correspondant au pic du potentiel d’action, après moins de 0.5ms. après atteinte de ce pic, les canaux Na+Vd se referment progressivement. En même temps, les canaux K+VD s’ouvrent, de façon plus lente, provoquant une sortie d’ions K+ vers l’extérieur de la cellule, toujours selon le gradient électrochimique. La repolarisation est liée à la fermeture des canaux K+VD. Le décalage de ce phénomène de mouvement ioniques est source du potentiel d’action. Les pompes Na+/K+ continuent à fonctionner pendant tout e temps, mais elles sont lentes et ne compensent donc pas les mouvements ioniques importants du potentiel d’action.

124 conduction

Le potentiel d’action se propage et l’amplitude reste constante, comment cela se fait il ?

L’inversion de polarité entraine des courrants locaux d’ions. Il ne s’agit pas d’une réelle conduction mais de la régénération de point en point de ce potentiel d’action, tout au long de l’axone. Dans le cas des axones myélinisés, le potentiel d’action saute d’un nœud de ranvier à l’autre, de cette façon la conduction du potentiel d’action est plus rapide. De même plus le diamètre de l’axone est important, plus la conduction est rapide. Les courants locaux n’existent qu’au niveau des nœuds de ranvier, le reste de la membrane étant isolée par la myéline.

Le potentiel d’action est une variation du potentiel de membrane, la mécanique de base est l’ouverture au seuil de polarisation des canaux voltage dépendants. Ces deux éléments sont les caractéristiques de toutes les cellules excitables, qui seules sont capables de générer et de conduire des potentiels d’action. Les canaux VD sont pratiquement inexistants au niveau du soma et des dendrites, ces derniers ne génèrent donc pas de potentiel d’action. Sa génération se fait au nieau du segment initial de l’axone, qui contient ces canaux VD en quantité importante. On en parle comme de la zone d’initiation des potentiels d’action. Ce dernier se propage alors vers les terminaisons axoniques. Pourquoi pas dans l’autre sens ? C’est simple, au moment où les courants locaux prenent place, la membrane de la cellule du coté du soma de l’axone est en pleine période réfractaire, elle ne peut donc pas être stimulée. Si l’on stimule un axone en son milieu, détaché du soma, le signal se transmettra dans les deux sens.