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Biologie · Terminale SE Prépare le BAC

Leçon 19 sur 49

Les tissus nerveux

Je sais décrire l'organisation du système nerveux, la structure du neurone, des fibres nerveuses et d'un nerf, et distinguer substance grise et substance blanche.

  • 1 h
  • 5 exercices corrigés
  • 2 schémas
  • QCM de 5 questions

À la fin de la leçon, tu sauras :

  • Situer les centres nerveux et les nerfs dans l'organisation du système nerveux
  • Décrire le neurone (corps cellulaire, dendrites, axone) et les cellules gliales
  • Distinguer fibres myélinisées et amyéliniques et décrire la structure d'un nerf
  • Expliquer la répartition de la substance grise et de la substance blanche dans la moelle épinière et l'encéphale

Avant de commencer : La cellule et ses organites (Seconde et Première) ; notions d'anatomie du corps humain.

1Je découvre

Un samedi, à Mamou, Mamadou joue au football pieds nus sur le terrain du quartier. Il marche sur une épine : immédiatement, il retire son pied, avant même d'avoir crié. Une seconde plus tard, il ressent la douleur et se penche pour enlever l'épine avec ses doigts.

Le soir, son grand frère Sékou, étudiant en médecine, lui explique : « Pour que ton pied se retire, un message est parti de la peau, est monté jusqu'à ta moelle épinière dans le dos, puis est redescendu jusqu'aux muscles de ta jambe. Tout cela en une fraction de seconde. Ce sont des cellules spéciales qui ont transporté ce message, et certaines mesurent presque un mètre de long ! »

Mamadou n'en revient pas : « Une seule cellule longue comme ma jambe ? Comment est-ce possible, et comment tout cela est-il organisé ? »

Quelles sont les cellules du tissu nerveux, comment sont-elles organisées en nerfs et en centres nerveux ?

2Je comprends

1. L'organisation générale du système nerveux

Le système nerveux comprend deux grandes parties :

  • le système nerveux central (ou névraxe), protégé par des os : l'encéphale dans la boîte crânienne (cerveau, cervelet, tronc cérébral) et la moelle épinière dans le canal de la colonne vertébrale ;
  • le système nerveux périphérique : les nerfs qui relient les centres aux organes, et les ganglions (petits renflements situés sur le trajet de certains nerfs).

Les nerfs sont de deux sortes selon le sens du message :

  • fibres sensitives (ou afférentes) : elles conduisent les messages des récepteurs (peau, œil, oreille…) vers les centres ;
  • fibres motrices (ou efférentes) : elles conduisent les messages des centres vers les effecteurs (muscles, glandes).

La plupart des nerfs, comme le nerf sciatique de la jambe, contiennent les deux sortes de fibres : ce sont des nerfs mixtes.

2. Le neurone, cellule nerveuse

Le neurone est l'unité structurale et fonctionnelle du système nerveux. C'est une cellule très spécialisée, qui ne se divise plus chez l'adulte. On y distingue :

  • le corps cellulaire (ou péricaryon) : il contient le noyau et la plupart des organites ; son cytoplasme renferme de nombreux amas de réticulum endoplasmique granuleux (corps de Nissl) et des neurofibrilles ;
  • les dendrites : prolongements courts et très ramifiés, qui reçoivent les messages et les conduisent vers le corps cellulaire ;
  • l'axone (ou cylindraxe) : prolongement unique, souvent long (de quelques micromètres à plus d'un mètre chez l'être humain), qui conduit le message à partir du corps cellulaire ; il se termine par une arborisation terminale dont les extrémités, les boutons synaptiques, sont en contact avec une autre cellule.
  1. 1Dendrites : reçoivent les messages venus d'autres cellules.
  2. 2Corps cellulaire : noyau, corps de Nissl ; intègre les messages reçus.
  3. 3Cône d'émergence : départ de l'axone.
  4. 4Axone : conduit le message nerveux sur une longue distance.
  5. 5Arborisation terminale et boutons synaptiques : transmettent le message à la cellule suivante.
Les parties d'un neurone dans le sens de propagation du message nerveux.

Types de neurones selon la forme : multipolaires (plusieurs dendrites et un axone, comme les motoneurones de la moelle), bipolaires (une dendrite et un axone, comme dans la rétine), en T ou pseudo-unipolaires (neurones sensitifs dont le corps cellulaire est dans un ganglion rachidien).

Les neurones sont reliés entre eux au niveau de zones de contact appelées synapses (étudiées dans la leçon sur la transmission synaptique).

3. Les cellules gliales

Le tissu nerveux contient aussi des cellules gliales (la névroglie), plus nombreuses que les neurones. Elles ne transmettent pas le message nerveux mais nourrissent, soutiennent et protègent les neurones. Parmi elles :

  • dans le système nerveux central : les astrocytes (soutien, liaison avec les vaisseaux sanguins), les oligodendrocytes (fabriquent la myéline dans les centres) et les cellules microgliales (défense) ;
  • dans le système nerveux périphérique : les cellules de Schwann, qui entourent les axones.

4. Les fibres nerveuses

Une fibre nerveuse est un axone (ou une longue dendrite) avec ses enveloppes. Il en existe deux types.

  • Fibre myélinisée (ou à myéline) : l'axone est entouré d'une gaine de myéline, formée par l'enroulement de la membrane de cellules de Schwann (ou d'oligodendrocytes dans les centres). La myéline, riche en lipides, est blanche et isolante. Elle est interrompue à intervalles réguliers (de l'ordre du millimètre) par les nœuds de Ranvier, où l'axone est à nu. Autour, la gaine de Schwann (partie de la cellule contenant le noyau).
  • Fibre amyélinique (sans myéline) : l'axone est simplement logé dans un repli de cellule de Schwann, sans enroulement ni nœud de Ranvier. Ces fibres sont en général fines (système nerveux végétatif, qui commande les viscères).
Fibre myélinisée
  • Gaine de myéline épaisse
  • Nœuds de Ranvier réguliers
  • Couleur blanche
  • Diamètre souvent plus grand
  • Conduction rapide
Fibre amyélinique
  • Pas de myéline
  • Pas de nœuds de Ranvier
  • Couleur grise
  • Diamètre souvent petit
  • Conduction lente
Comparaison des deux types de fibres nerveuses (la vitesse de conduction est étudiée dans la leçon suivante).

5. La structure d'un nerf

Une coupe transversale du nerf sciatique observée au microscope montre une organisation « en câble » :

  • des milliers de fibres nerveuses, chacune entourée d'une fine gaine de tissu conjonctif (l'endonèvre) ;
  • les fibres sont regroupées en faisceaux, entourés chacun par le périnèvre ;
  • l'ensemble des faisceaux est enveloppé par l'épinèvre, tissu conjonctif qui contient aussi des vaisseaux sanguins et de la graisse.

Important : un nerf n'est pas une cellule ; c'est un ensemble de fibres (prolongements de neurones dont les corps cellulaires sont dans les centres ou dans les ganglions).

Exemple

Retrouver l'origine des fibres d'un nerf rachidien (expérience de section, dite de dégénérescence wallérienne).

Un nerf rachidien naît de la moelle par deux racines : racine dorsale (avec un ganglion) et racine ventrale.

On sectionne un nerf : la partie séparée des corps cellulaires dégénère, la partie reliée survit.

Si on coupe la racine ventrale : le bout du côté du nerf dégénère ; les corps cellulaires des fibres motrices sont donc dans la moelle (corne ventrale).

Si on coupe la racine dorsale entre le ganglion et la moelle : c'est le bout du côté de la moelle qui dégénère ; les corps cellulaires des fibres sensitives sont dans le ganglion rachidien.

Conclusion : une fibre séparée de son corps cellulaire meurt ; le corps cellulaire est le centre nourricier du neurone.

6. Substance grise et substance blanche

Dans les centres nerveux, on distingue à l'œil nu deux substances :

  • la substance grise : elle contient les corps cellulaires des neurones, les dendrites, des fibres amyéliniques et les synapses ; c'est là que les messages sont intégrés ;
  • la substance blanche : elle est formée surtout de fibres myélinisées (la myéline lui donne sa couleur) ; c'est une zone de conduction.

Leur répartition diffère :

  • dans la moelle épinière, la substance grise est au centre, en forme de papillon (ou de « H »), avec deux cornes dorsales (sensitives) et deux cornes ventrales (motrices) ; la substance blanche est autour ;
  • dans le cerveau et le cervelet, c'est l'inverse : la substance grise forme l'écorce (le cortex) à la surface, et la substance blanche est à l'intérieur (avec quelques noyaux gris profonds).

Méthode

Pour annoter un schéma de coupe de moelle épinière :

  1. Je repère la forme en papillon au centre : substance grise, avec le canal de l'épendyme au milieu.
  2. Je nomme les cornes : dorsales (vers le dos, fines) et ventrales (vers le ventre, larges, avec les gros corps cellulaires des motoneurones).
  3. Je nomme la substance blanche autour.
  4. Je place la racine dorsale avec son ganglion rachidien, la racine ventrale, et le nerf rachidien mixte formé par leur réunion.
  5. J'indique le sens des messages : entrée sensitive par la racine dorsale, sortie motrice par la racine ventrale.

3Je retiens

Je retiens

Système nerveux central (encéphale + moelle épinière) et périphérique (nerfs + ganglions).

Neurone = corps cellulaire (noyau, corps de Nissl) + dendrites (reçoivent) + un axone (conduit, se termine par des boutons synaptiques).

Cellules gliales : nourrissent, soutiennent et protègent les neurones ; cellules de Schwann et oligodendrocytes forment la myéline.

Fibre myélinisée : gaine de myéline interrompue par les nœuds de Ranvier ; fibre amyélinique : sans myéline.

Nerf = faisceaux de fibres nerveuses entourés de tissu conjonctif ; la plupart des nerfs sont mixtes.

Substance grise = corps cellulaires (intégration) ; substance blanche = fibres myélinisées (conduction).

Moelle : substance grise au centre ; cerveau : substance grise en surface (cortex).

4Erreurs fréquentes

  • Confondre nerf et neurone : un nerf est un ensemble de nombreuses fibres, un neurone est une seule cellule.
  • Inverser dendrites et axone : les dendrites amènent le message au corps cellulaire, l'axone l'emmène.
  • Placer la substance grise en périphérie de la moelle : dans la moelle, elle est au centre ; c'est dans le cerveau qu'elle est en surface.
  • Croire que la myéline fait partie de l'axone : elle est produite par les cellules de Schwann ou les oligodendrocytes qui entourent l'axone.

5Je m’exerce

1Exercice 1

(Questions de cours)

a) Quelles sont les trois parties d'un neurone ? Donne le rôle de chacune.

b) Qu'est-ce qu'un nœud de Ranvier ?

c) Qu'est-ce qu'un nerf mixte ? Donne un exemple.

Voir le corrigéCacher le corrigé

a) Le corps cellulaire contient le noyau et assure la vie de la cellule (centre nourricier) ; les dendrites reçoivent les messages et les conduisent vers le corps cellulaire ; l'axone conduit le message du corps cellulaire vers d'autres cellules.

b) C'est une interruption régulière de la gaine de myéline le long d'une fibre myélinisée, où la membrane de l'axone est à nu.

c) C'est un nerf qui contient à la fois des fibres sensitives et des fibres motrices. Exemple : le nerf sciatique (ou tout nerf rachidien).

2Exercice 2

Recopie et complète le tableau.

Substance griseSubstance blanche
Contenu principal??
Position dans la moelle??
Position dans le cerveau??
Rôle??
Voir le corrigéCacher le corrigé
Substance griseSubstance blanche
Contenu principalcorps cellulaires, dendrites, synapsesfibres myélinisées
Position dans la moelleau centre (forme de papillon)autour
Position dans le cerveauen surface (cortex)à l'intérieur
Rôleintégration des messagesconduction des messages

3Exercice 3

Classe les éléments suivants selon qu'ils appartiennent au système nerveux central ou périphérique : cervelet, nerf sciatique, moelle épinière, ganglion rachidien, cerveau, nerf optique.

Voir le corrigéCacher le corrigé

Système nerveux central : cervelet, moelle épinière, cerveau. Système nerveux périphérique : nerf sciatique, ganglion rachidien, nerf optique.

4Exercice 4

Lors d'un accident à moto, Ousmane a eu le nerf de l'avant-bras sectionné. Le médecin explique que la partie du nerf située côté main va dégénérer.

a) Pourquoi cette partie dégénère-t-elle ?

b) Où se trouvent les corps cellulaires des fibres motrices de ce nerf ?

c) Qu'en déduis-tu sur le rôle du corps cellulaire ?

Voir le corrigéCacher le corrigé

a) Les fibres de la partie côté main sont séparées de leurs corps cellulaires, qui les nourrissent : elles dégénèrent.

b) Les corps cellulaires des fibres motrices sont dans la moelle épinière (cornes ventrales de la substance grise).

c) Le corps cellulaire est le centre nourricier (trophique) du neurone : une fibre ne peut pas survivre séparée de lui.

5Exercice 5

(Type BAC) On réalise des sections sur les racines d'un nerf rachidien de grenouille et on observe, quelques semaines plus tard, les parties dégénérées.

  • Section 1 : racine ventrale coupée. Le bout relié à la moelle reste vivant ; le bout relié au nerf dégénère, ainsi que les fibres motrices du nerf.
  • Section 2 : racine dorsale coupée entre le ganglion et la moelle. Le bout relié à la moelle dégénère ; le bout relié au ganglion et les fibres sensitives du nerf restent vivants.
  • Section 3 : nerf rachidien coupé après la réunion des deux racines. Toute la partie périphérique du nerf dégénère.

a) Interprète chaque résultat.

b) Où se trouvent les corps cellulaires des fibres motrices et des fibres sensitives ?

c) Que montre la section 3 sur la composition du nerf rachidien ?

d) Énonce la loi générale mise en évidence.

Voir le corrigéCacher le corrigé

a) Section 1 : les fibres de la racine ventrale survivent du côté de la moelle : leurs corps cellulaires sont dans la moelle. Section 2 : les fibres de la racine dorsale survivent du côté du ganglion : leurs corps cellulaires sont dans le ganglion rachidien. Section 3 : toutes les fibres du nerf sont séparées de leurs corps cellulaires (moelle et ganglion), donc tout le bout périphérique dégénère.

b) Fibres motrices : corps cellulaires dans la corne ventrale de la moelle. Fibres sensitives : corps cellulaires dans le ganglion rachidien de la racine dorsale.

c) Le nerf rachidien contient les deux sortes de fibres : il est mixte.

d) Loi de Waller : une fibre nerveuse séparée de son corps cellulaire dégénère ; le corps cellulaire est le centre trophique du neurone.

Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.

6Je vérifie

Choisis une réponse pour chaque question : la correction s’affiche aussitôt.

1Quelle partie du neurone conduit le message nerveux loin du corps cellulaire ?
Voir la réponse

Réponse B : l'axone. L'axone, prolongement unique, emmène le message vers la cellule suivante.

2Qu'est-ce qui donne sa couleur à la substance blanche ?
Voir la réponse

Réponse B : la myéline des fibres. La myéline, riche en lipides, est blanche.

3Où se trouve la substance grise dans la moelle épinière ?
Voir la réponse

Réponse A : au centre, en forme de papillon. Dans la moelle, la substance grise est centrale ; dans le cerveau, elle forme le cortex en surface.

4Quelles cellules forment la gaine de myéline des nerfs périphériques ?
Voir la réponse

Réponse C : les cellules de Schwann. La cellule de Schwann s'enroule autour de l'axone ; dans les centres, ce rôle revient aux oligodendrocytes.

5Où sont situés les corps cellulaires des fibres sensitives d'un nerf rachidien ?
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Réponse B : dans le ganglion rachidien. Les expériences de section montrent que les fibres sensitives survivent tant qu'elles restent reliées au ganglion.

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