Propagation de l'influx nerveux

Notre corps est une machine complexe qui doit constamment communiquer entre ses différentes parties. Le système nerveux est le grand chef d'orchestre de cette communication. Il est composé de milliards de cellules spécialisées appelées neurones, qui transmettent des messages à une vitesse fulgurante. Ces messages, que l'on appelle l'influx nerveux, sont en réalité des signaux électriques. Comprendre comment cet influx naît et se propage est essentiel pour saisir le fonctionnement de notre cerveau, de nos sens et de nos mouvements.

Un neurone au repos n'est pas inactif : il maintient une différence de potentiel électrique entre l'intérieur et l'extérieur de sa membrane, appelée potentiel de repos (environ -70 mV). L'intérieur est plus négatif que l'extérieur. Ce potentiel est maintenu par la pompe Na+/K+ et la présence de canaux ioniques spécifiques qui régulent le passage des ions sodium (Na+) et potassium (K+).

Lorsque le neurone reçoit une stimulation suffisante (par exemple, un neurotransmetteur d'un autre neurone), la perméabilité de sa membrane aux ions change brusquement. Des canaux sodium s'ouvrent, permettant aux ions Na+ de se précipiter à l'intérieur de la cellule. Cela provoque une dépolarisation rapide : l'intérieur de la cellule devient temporairement positif (environ +30 mV). C'est ce que l'on appelle le potentiel d'action. Juste après, des canaux potassium s'ouvrent, les ions K+ sortent de la cellule, repolarisant puis hyperpolarisant brièvement la membrane, avant de revenir au potentiel de repos.

Le potentiel d'action ne reste pas à l'endroit où il a été généré. Il se propage de proche en proche le long de l'axone du neurone, qui est comme un long câble de transmission. Cette propagation est unidirectionnelle et se fait sans atténuation, un peu comme une vague qui se déplace sans perdre sa force.

Dans les neurones des vertébrés, beaucoup d'axones sont recouverts d'une gaine isolante appelée gaine de myéline, produite par des cellules gliales (cellules de Schwann ou oligodendrocytes). Cette gaine n'est pas continue mais est interrompue à intervalles réguliers par des zones non myélinisées appelées nœuds de Ranvier. La présence de myéline accélère considérablement la propagation de l'influx nerveux. Au lieu de se propager de manière continue, le potentiel d'action 'saute' d'un nœud de Ranvier à l'autre. C'est ce qu'on appelle la conduction saltatoire. Sans myéline, la vitesse de propagation est bien plus lente.

Une fois que l'influx nerveux a parcouru l'axone, il doit être transmis à un autre neurone ou à une cellule effectrice (comme une cellule musculaire) via une synapse. La plupart des synapses sont chimiques.

Lorsqu'un potentiel d'action arrive au bouton terminal (l'extrémité) du neurone présynaptique, il provoque l'ouverture de canaux calciques. L'entrée d'ions calcium (Ca2+) dans le neurone présynaptique déclenche la libération de neurotransmetteurs (des molécules chimiques) dans la fente synaptique (l'espace entre les deux neurones).

Ces neurotransmetteurs se fixent ensuite sur des récepteurs spécifiques situés sur la membrane du neurone postsynaptique. Cette fixation entraîne l'ouverture de canaux ioniques sur ce neurone, ce qui modifie son potentiel de membrane. Selon le neurotransmetteur et le récepteur, cette modification peut être une excitation (le neurone postsynaptique est plus susceptible de générer un potentiel d'action) ou une inhibition (il est moins susceptible de le faire). Les neurotransmetteurs sont ensuite rapidement éliminés de la fente synaptique pour permettre une nouvelle transmission.