Neuroendocrinologie 1 - système nerveux végétatif PDF

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Neuroendocrinologie

Chapitre 1 : système nerveux végétatif I/ Préambule Fonction végétative : ce sont les fonctions physiologiques qui échappent à la volonté mais pas au contrôle de l’organisme. Exemple : la circulation sanguine  Elle peut être contrôlée en régulant le cœur. Au niveau du cœur, on peut soit contrôler la fréquence cardiaque soit la force de contraction du cœur, c'est-à-dire le volume d’éjection cardiaque.  On peut également contrôler le calibre des vaisseaux : dilaté ou contracté.  On peut jouer sur le volume sanguin mais également sur la concentration en sodium en agissant sur le rein. Exemple : l’appareil respiratoire  on peut jouer sur le calibre des bronches (bronchoconstriction ou bronchodilatation). Exemple : nutrition, métabolisme  on peut contrôler la glycémie. Neuroendocrinologie : c’est l’ensemble des contrôles des fonctions végétatives à la fois par la voie nerveuse et la voie hormonale. Communication nerveuse : on va la découper en deux grandes voies :  La communication directe : c’est quand on a un neurone qui va aller agir sur une cible qui peut être soit une cellule soit un autre neurone. C’est un message qui est ciblé.



La communication « en passant » : au niveau des varicosité, les neurotransmetteurs vont être relargué. La libération du neurotransmetteur va baigner l’organe pour aller atteindre les potentiels récepteurs. Les neurotransmetteurs sont libérés dans un volume plus grand, les quantités sécrétées soient plus important que pour le premier type de communication.

La voie endocrinienne : c’est la voie hormonale. Les hormones sont libérées par des glandes endocrines. Cette libération d’hormone a lieu dans le sang. Le cœur droit va desservir les poumons par une artère.

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Le cœur gauche va desservir les tissus par l’aorte. De tous ces tissus reparte des veines qui retournent au cœur droit. Une glande endocrine fabrique une hormone, et celle-ci part en circulation. Donc l’hormone libéré au niveau d’un tissu va se retrouver diluer dans l’ensemble des volumes extracellulaires (20% du poids du corps) (sang, liquide interstitielle). L’hormone est donc diluée dans 12L environ, il faut donc une grande quantité d’hormone. Si l’hormone est capable de passer les membranes (cas des hormones stéroïdes), elle sera alors diluée dans le volume total (60% du poids du corps) (volume intracellulaire et extracellulaire). L’hormone stéroïde sera donc diluée dans 36L environ (pour un individu de 60 kg).

La différence entre la communication nerveuse et hormonale est d’une part le volume dans lequel est libéré l’hormone ou le neurotransmetteur. De plus, la voie nerveuse va cibler et la voie endocrine va imprégner un organisme. Il existe des hormones locales : c’est une hormone sécrété par une cellule endocrine et qui va agir à l’intérieur des tissus (il n’y a pas de passage par la voie sanguine). C’est une voie paracrine. C’est surtout dans le système digestif avec des hormones qui agissent localement.

II/ Système nerveux végétatif = système nerveux autonome 1. Système nerveux parasympathique Les voies efférentes : Les voies efférentes partent du système nerveux central vers la périphérie. Ce sont les voies motrices. Cf. schéma gauche page 4 poly Toutes les voies nerveuses partent du tronc cérébral. L’ensemble des organes de l’organisme est contrôlé de manière nerveuse par le système parasympathique. Le tronc cérébral : cf poly page 3 Le tronc cérébral regroupe le bulbe rachidien, le pont de Varole et le mésencéphale. C’est le prolongement de la moelle épinière. Chez l’homme, il y a tout une série de nerf crânien : 12 pairs en tout dont les nerfs de 3 à 12 partent du tronc cérébral. Ce sont ces pairs qui vont innerver tout l’organisme. Les fibres parasympathique empreinte les nerfs III, VII, IX et X. Le nerf X est également appelé le nerf vague ou pneumogastrique. Cf. page 2 poly : coupe transversale partielle d’un nerf périphérique Un nerf est un conduit par lequel partent des fibres nerveuses qui sont à l’ origine des neurones qui émettent des projections par des axones qui partent dans ces conduits pour aller desservir les organes.

A l’intérieur d’un nerf, on a donc des fibres nerveuses : 2

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 

Les fibres amyéliniques : la cellule de Schwann englobe plusieurs axones Les fibres myélinisées : un seul axone entouré d’une gaine de myéline formant la cellule de Schwann

Le nerf X ou vague est un énorme nerf qui n’est pas composé exclusivement de fibre parasympathique. Il y a également d’autre neurone, des fibres qui viennent de la périphérie (fibre sensitive quasiment toujours amyélinique). Schéma fonctionnel du système nerveux parasympathique :

Les fibres nerveuses vont innerver un organe. A l’intérieur de l’organe, un neurone va faire de la communication en passant. Entre les deux neurones, on a un ganglion intrinsèque puisqu’il est à l’intérieur de l’organe. Neurotransmetteur de la fibre 1 : il s’agit de l’acétylcholine (Ach). Cette Ach est libéré au niveau du ganglion intrinsèque et va agir sur un récepteur nicotinique de type N1. Ce récepteur est un pentamère (5 sous-unités). Il s’agit d’un récepteur canal qui laisse passer les cations monovalent.

L’ouverture du canal va faire une dépolarisation qui va atteindre environ 0 mV, caractéristique des canaux nicotiniques. Les fibres préganglionnaires sont des fibres avec de la myéline. Neurotransmetteur de la fibre 2 : il s’agit également de l’acétylcholine. Ces fibres sont amyéliniques. Ce neurotransmetteur agit sur les organes. Il lui faut donc un récepteur : récepteur muscariniques (qui vient de « muscarine », substance extraite d’u champignon qui est un agoniste). Ce sont des RCPG. L’atropine est un antagoniste muscarinique, c’est une substance qui a été isolé à partir d’une plante : la Belladone. Les fibres parasympathiques ont tendance à contracter la pupille, si on utilise l’atropine, on va dilater les pupilles. Récepteur couplé aux protéines G (RCPG, 7 domaines transmembranaires) : cf. page 5  RCPGs :



RCPGi : M2, M4



RCPGq (stimulateur de phospholipase C) : M1, M3, M5 3

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M = récepteur muscarinique Exemple : L’activation de ces M2 dans le cœur provoque une bradycardie (ralentissement cardiaque). Un malaise vagal est un dysfonctionnement qui touche le nerf X. Dans les poumons, on a mis en évidence le récepteur M3 qui provoque une bronchoconstriction. Dans les glandes salivaires, on a également un M3 qui provoque une sécrétion salivaire. Dans l’œil, on a aussi un M3 qui provoque une contraction de la pupille.

2. Le système nerveux orthosympathique Le premier neurone fait un relai dans les ganglions et un deuxième neurone partira dans les organes. Schéma fonctionnel du système nerveux orthosympathique :

On part de la moelle épinière avec des corps cellulaire situé dedans qui serviront de relai. Un deuxième neurone part vers les organes. Le premier neurone peut être connecté avec plusieurs neurones. Dans l’organe, on a des libérations en passant. Dans ce cas, le ganglion est à l’extérieur de l’organe, il est dit extrinsèque. Pour la fibre 1, le neurotransmetteur est l’acétylcholine qui va agir sur un récepteur nicotinique N1. Pour la fibre 2, le neurotransmetteur est la noradrénaline. A l’intérieur de l’organe on a donc diffusion de noradrénaline qui va agir sur les cellules qui auront des récepteurs spécifique que l’on nomme récepteurs adrénergiques. Ces récepteurs sont des RCPG. Il y a deux grands types de récepteurs adrénergiques : α ou β adrénergique. Coupe transversale de moelle épinière : 4

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En bleu on a la substance grise. Des corps cellulaire se situe dans les corne ventrale, ils empreintes la racine ventrale et font un relai dans la chaine paravertébrale. On a un deuxième neurone post-ganglionnaire qui repart de la chaine paravertébrale. Biosynthèse des catécholamines (pas à connaitre) : L’acide aminé est la thyrosine, elle va subir une hydrolase est devenir une DOPA. Il y a ensuite une décarboxylase qui va en transformer la molécule obtenu en dopamine. Puis une β-hydrolase qui forme la noradrénaline. Une étape supplémentaire peut être ajoutée afin de former l’adrénaline : c’est une méthyl transférase (PNMT). Glande médullo-surrénale :

Comme son nom l’indique, elle se situe sur le rein. Cette glande est composée de deux parties : la partie corticale et la partie médullaire. Chacune de ses régions va fabriquer tout une série d’hormone. Le cortex fabrique une 40aine d’hormones stéroïdes différentes (hormone fabriqué à partir du cholestérol). On donne le nom de corticosurrénale à cette région. On va surtout s’intéresser à la partie interne : la médulla, et la glande est nommé la médullo-surrénale. Dans cette partie on va trouver des capillaires et un type de cellule : les cellules chromaffines (affinité pour les sels de chrome) Dans les systèmes, on a des fibres pré-ganglionnaire qui traverse la corticosurrénale et qui vont se projeter dans la médullo-surrénale.

Un premier neurone va dans la médullo-surrénale, et à la différence de tout à l’heure, le relai va se faire dans les cellules chromaffines. Le premier neurone utilise comme neurotransmetteur l’acétylcholine qui agit sur la nicotine N1. Ces cellules vont libérer de l’adrénaline qui va ensuite partir dans le sang. L’adrénaline

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est une hormone, et va donc imprégner l’ensemble de l’organisme. Les cellules chromaffines ont donc les enzymes permettant de passer de la noradrénalinhe à l’adrénaline. Les récepteurs adrénergiques : (α1, α2, β1, β2, β3) Couplag e

α1 α2 β1 β2

RCPGq RCPGi RCPGs RCPGs

Noradrénaline Affinit é + + + -

Adrénaline

Isoprénaline

Effet

A

E

A

E

+ + + -

+ + + +

+ + + +

+ + + + Agoniste β

Propanolol A

E

+ + Antagoniste β

Salbutamol A

E

+

+

- : pas d’effet, ne se lie pas + : effet L’adrénaline va activer tout les récepteurs adrénergiques alors que la noradrénaline va se lier qu’aux récepteurs α1, α2, β1 mais pas au β2.

3. Exemples de contrôles exercés par le système nerveux végétatif Contrôle de l’activité cardiaque : Le cœur est innervé par les deux systèmes nerveux (ortho-parasympathique). Sa fonction est de distribuer le sang et donc le débit sanguin. Le débit sanguin dépend de deux facteurs : la fréquence et le volume d’éjection à chaque contraction. Pour réguler le débit on va pouvoir agir sur la fréquence on parle alors d’effet chronotrope ou sur le volume d’éjection, on parle d’un effet inotrope. Débit = F x V L’effet inotrope dépend de la force de contraction du muscle cardiaque. L’effet chronotrope dépend d’une partie du cœur (pacemaker = nœud sino auriculaire).

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Au niveau du cœur droit, on a une région importante : le pacemaker. C’est dans cette région qu’apparaissent les signaux qui donneront les battements cardiaques. Le cœur est innervé par le système nerveux végétatif. Une fibre pré-ganglionnaire fait relai au niveau du cœur droit afin d’aller au pacemaker grâce à un deuxième neurone. Des neurones du système orthosympathique vont aller innerver le pacemaker sans faire de relai. Un troisième intervenant, la glande médullo-surrénale avec des fibres issues de la moelle épinière qui se projette dans cette glande, va libérer au niveau sanguin de l’adrénaline. Les cellules du pacemaker ont des récepteurs :  Récepteur muscarinique M2 : ils vont réagir à l’acétylcholine. Ils provoquent une bradycardie (ralentissement cardiaque).  Récepteur adrénergique β1 : ils provoquent une tachycardie. Ils sont sensibles à l’adrénaline et la noradrénaline. L’effet inotrope joue sur la force de contraction cardiaque. Sur les myocytes on trouve des récepteur M2 qui baissent le volume d’éjection, ainsi que de récepteur β1 qui augmente le volume d’éjection. Si on veut ralentir le rythme cardiaque on pourra utiliser un antagoniste β comme le propanolol. Contrôle du calibre des bronches : Chez l’Homme, on a une innervation uniquement parasympathique.

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On va activer la sécrétion de mucus, les muscles lisses et les mastocytes grâce au système parasympathique. Dans les glandes muqueuses :  Récepteur muscarinique M3 : provoque sécrétion de muqueuse Dans les muscles lisses :  Récepteur muscarinique M3 : provoque bronchoconstriction (contraction des bronches)  Récepteur adrénergique β2 : provoque bronchodilatation Dans les mastocyte:  Récepteur muscarinique M3 : provoque une sécrétion d’histamine  Récepteur adrénergique β2 : provoque une inhibition Les récepteurs β2 vont lier l’adrénaline. Par l’intermédiaire du sang, l’adrénaline va être apportée. Elle va agir sur les muscles lisses et les mastocytes. Si on a un phénomène allergique ou de l’asthme, on va essayer d’inhiber les mastocyte et dilater les bronches, on va donc utiliser une molécule tel que la salbutamol. En effet, si on utilise de l’adrénaline, le cœur va se mettre à accélérer. Contrôle du calibre des vaisseaux : On n’a pas d’innervation parasympathique. Sur les vaisseaux, on a mis en évidence deux types de récepteurs :  α1 : provoque une vasoconstriction  β2 : provoque une vasodilatation Suivant les territoires sanguins, la répartition des récepteurs n’est pas la même. Le critère important va donc être le rapport entre les deux types de récepteurs. Si les α1 sont majoritaire on aura une vasoconstriction alors que si les β2 sont majoritaire on aura une vasodilatation. L’adrénaline est capable de se lier sur les deux types de récepteurs, quand on a une décharge d’adrénaline dans les muscle squelettique, on va avoir une dilatation des vaisseaux puisque β2>α1. Au niveau des viscères c’est plutôt une vasoconstriction. En ce qi concerne le tractus intestinal, le SNP est activateur et SNO inhibiteur.

4. Les voies afférentes sensitives Les voies afférentes sensitives passent par des neurones particuliers : les neurones en T.

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Ces neurones empruntent des nerfs. Les voies afférentes partent de la périphérie vers le système nerveux central ou la moelle épinière. L’information remonte le neurone. Le corps cellulaire se situe dans un ganglion. Le ganglion peut être situé à deux endroits :  Ganglion spinale de la moelle épinière  A la base du tronc cérébral, au niveau du SNC Il y a plusieurs sortes de récepteurs sensitifs :  Les mécanorécepteurs : sensibles à un étirement, distension  Les chémorécepteurs : sensibles à une substance chimique quelconque telle que le pH Réflexe médullaire :

Les réflexes médullaires qui vont toucher le système nerveux végétatif vont utiliser le ganglion spinal. Les fibres sensitives passent par la racine dorsale et aboutissent dans la corne. Généralement, on a un interneurone qui fait la connexion entre la fibre afférente et la fibre efférente. Les fibres sensitives qui activent le système nerveux orthosympathique se retrouvent dans les viscères (sur l’épithélium ou les muscles lisse des viscères). Les fibres sensitives vont donc être importantes pour la digestion. Réflexe encéphalique : On a plusieurs sortes de réflexe encéphalique. On se concentrera sur les barorécepteurs. Les barorécepteurs sont des récepteurs de type mécanorécepteur sensible à la pression sanguine. Les fibres sensitives sont logées dans la paroi des vaisseaux et quand il y a augmentation de la pression, cela crée une tension dans paroi qui permet de créer un influx grâce aux fibres.

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La grosse artère qui sort de cœur gauche est l’aorte et juste après nous avons les carotides : c’est la que se situe ces barorécepteurs.

Cela détecte la pression à la sortie du cœur : pression moyenne de l’ordre de 100 mmHg. Si la pression varie, les barorécepteurs vont envoyer des influx. Les fibres remontent au SNC soit par les barorécepteur de l’aorte soit pas les barorécepteurs des carotides. Elles empruntent un nerf, le nerf X, pour les barorécepteurs de l’aorte et le nerf IX pour les barorécepteur des carotides. Ce reflexe est dit cardio-activateur ou cardio-inhibiteur. Il va avoir soit activer le système nerveux parasympathique et inhiber le système nerveux orthosympathique (voies efférentes). Le système parasympathique freine le cœur et l’orthosympathique l’active. On appelle cela le réflexe cardio-modérateur.

5. Le système nerveux entérique (SNE) Le SNE est présent dans la paroi de l’œsophage, de l’estomac, des intestins, du pancréas, et de la vésicule biliaire. On a un épithélium, du chorion et des muscles lisses qui forme la couche muqueuse. A l’arrière de la muqueuse, on retrouve des tissus conjonctifs : c’est la sous-muqueuse. Ensuite, on a une couche, la musculeuse, qui sont deux couche de muscle lisses perpendiculaire : on a des muscles lisses circulaires et longitudinaux. Le tout est entouré de la séreuse (couche externe). Au niveau de la musculeuse, on a le plexus sous-muqueux ou plexus de Meisner. Entre les deux couches de muscles lisses, on a le plexus myentérique ou plexus d’Auerbach. Ce deuxième plexus se confond légèrement avec les muscles. Un plexus est un ganglion. Le SNE présente une forme d’indépendance qui intègre des informations sensitives (mécano et chémorécepteur). Cela permet la coordination du péristaltisme (contraction musculaire), le contrôle des sécrétions muqueuses et digestives, le contrôle du diamètre des vaisseaux. Généralement, quand on parle du système nerveux autonome on en considère 3 :  Parasympathique  Orthosympathique 10

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

SNE

On a des fibres parasympathiques et orthosympathiques qui exercent un contrôle supplémentaire sur ces ganglions. Ce système est complété par des hormones locales qui sont fabriqué par des cellules endocrines présentent ou intercalé dans l’épithélium.

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