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Généralités sur les organes des sens - Faculté de médecine de ...

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1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

<strong>Généralités</strong><br />

<strong>sur</strong> <strong>les</strong> <strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

YVES DAUVILLIERS<br />

Fonctionnement <strong><strong>de</strong>s</strong> systèmes <strong>sens</strong>oriels<br />

Existence <strong>de</strong> 3 types <strong>de</strong> <strong>sens</strong>orialité<br />

-Sensorialité extéroceptive: 6 <strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Somesthésie, vision, audition,<br />

olfaction, goût et équilibre vestibulaire<br />

-Sensorialité intéroceptive: <strong>sens</strong>ibilité <strong><strong>de</strong>s</strong> viscères,<br />

Vaisseaux et endothélium<br />

- Sensorialité proprioceptive: musc<strong>les</strong>, tendons,<br />

articulations<br />

© LIPCOM<br />

Cerveau au cours du développement<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

Importance <strong>de</strong> la place du cerveau <strong>sens</strong>ori-moteur (gris + noir)<br />

Evolution régressive du système olfactif chez <strong>les</strong> vertébrés<br />

50% chez le poisson: 3% chez le chat et 0,5% chez l’homme<br />

Mais existe bcp plus <strong>de</strong> neurones chez l’homme…<br />

Homme<br />

Développement chez l’homme du réseau associatif en blanc…<br />

Voies et différents centres relais<br />

<strong><strong>de</strong>s</strong> afférences ascendantes <strong>sens</strong>oriel<strong>les</strong><br />

Tact<br />

Chaud/froid<br />

Douleur<br />

<strong>Faculté</strong> <strong>de</strong> Mé<strong>de</strong>cine Montpellier-Nîmes


1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Transduction = Fonction <strong>de</strong> base d’un récepteur <strong>sens</strong>oriel<br />

- Transforme l’énergie (physique ou chimique) d’un stimulus<br />

en énergie bioélectrique (message nerveux)<br />

- Grâce à l’excitation <strong><strong>de</strong>s</strong> cellu<strong>les</strong> <strong>sens</strong>oriel<strong>les</strong>: dépolarisation<br />

ou rarement: hyperpolarisation dans le cas <strong>de</strong> la vision<br />

Exemple <strong>de</strong> développement du système auditif<br />

Maturation rapi<strong>de</strong> du récepteur Maturation lente du cerveau<br />

© LIPCOM<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

Développement <strong><strong>de</strong>s</strong> systèmes <strong>sens</strong>oriels chez l’homme<br />

- Récepteurs sont fonctionnels avant la naissance<br />

- Centres cérébraux se développent au cours <strong><strong>de</strong>s</strong> premières années post-nata<strong>les</strong><br />

- Nécessité du bon fonctionnement <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>organes</strong> <strong>sens</strong>oriels<br />

pour le bon développement du cerveau<br />

Développement du cerveau: aire corticale auditive<br />

Cochlée entre en fonction Fonctionnement normal <strong>de</strong> la cochlée<br />

Nécessité <strong><strong>de</strong>s</strong> stimulations dans le développement <strong><strong>de</strong>s</strong> systèmes <strong>sens</strong>oriels<br />

= Plasticité fonctionnelle du cerveau<br />

= Propriété <strong><strong>de</strong>s</strong> synapses<br />

<strong>Faculté</strong> <strong>de</strong> Mé<strong>de</strong>cine Montpellier-Nîmes


1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Normal<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Pathologies du développement <strong><strong>de</strong>s</strong> systèmes <strong>sens</strong>oriels<br />

Altération <strong>de</strong> la<br />

cochlée<br />

Mauvaise stimulation du cerveau auditif: développement incomplet<br />

Spécificités <strong><strong>de</strong>s</strong> aires cortica<strong>les</strong> primaires chez l’homme<br />

IRM fonctionnelle lors d’un tache auditive chez aveugle <strong>de</strong> naissance:<br />

Activation <strong><strong>de</strong>s</strong> cortex auditifs et visuels<br />

Plasticité <strong><strong>de</strong>s</strong> systèmes <strong>sens</strong>oriels à l’âge adulte<br />

© LIPCOM<br />

Aires poly<strong>sens</strong>oriel<strong>les</strong> à naissance puis par stimulations appropriées:<br />

Spécificité <strong><strong>de</strong>s</strong> aires primaires: Somesthésiques, auditives, visuel<strong>les</strong><br />

Cerveau adulte: aires cortica<strong>les</strong> sont spécifiques<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

Spécificités <strong><strong>de</strong>s</strong> aires cortica<strong>les</strong> primaires chez le chat<br />

Chat sourd <strong>sur</strong> un plan génétique:<br />

Aires V et S fonctionnel<strong>les</strong><br />

Cortex temporal sans info auditive<br />

restera partiellement activé par stimulus S et V<br />

LA VISION<br />

Y DAUVILLIERS<br />

<strong>Faculté</strong> <strong>de</strong> Mé<strong>de</strong>cine Montpellier-Nîmes


1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Cônes<br />

C bipolaires<br />

Neurones gg<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Structure rétine centrale<br />

Cônes +++<br />

Vision formes, contrastes, couleurs<br />

Légère participation <strong><strong>de</strong>s</strong> bâtonnets<br />

par c amacrines et horizonta<strong>les</strong><br />

Représentation globale<br />

: Fovéa au centre<br />

Cellu<strong>les</strong> glia<strong>les</strong> <strong>de</strong> Müller<br />

: Convergence axones c gg<br />

Emergence vx + nerf optique<br />

bâtonnets<br />

plus nombreux<br />

(20 M)<br />

Structure rétine périphérique<br />

Bâtonnets +++, cablage convergent +++<br />

Convergence par c amacrine et horizont<br />

impliquée dans la <strong>sens</strong>ibilité<br />

© LIPCOM<br />

L<br />

u<br />

m<br />

i<br />

è<br />

r<br />

e<br />

Rétine: Réel tissu nerveux<br />

Organisation complexe <strong>de</strong> réseaux <strong>de</strong> neurones<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

Contient la mélanine<br />

et absorbe la lumière<br />

Photorécepteurs: Types et Rô<strong>les</strong><br />

1 cône connecté à 1 c bipolaire et 1 c gg<br />

Vision chromatique = photopique<br />

Sensible à forte lumière<br />

Vision diurne<br />

Vision <strong><strong>de</strong>s</strong> formes + couleur<br />

Rétine périph: bâtonnets quasi uniquement avec câblage convergent: 1500 pour 1 c gg<br />

Sensibilité même en faible éclairement:<br />

Vision nocturne = achromatique = scotopique<br />

Faible acuité visuelle<br />

<strong>Faculté</strong> <strong>de</strong> Mé<strong>de</strong>cine Montpellier-Nîmes


1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Cellu<strong>les</strong> <strong>de</strong> l’épithélium pigmentaire: enchâssent <strong>les</strong> extrémités <strong><strong>de</strong>s</strong> photorécepteurs<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Photopigment ds segment externe: Bâtonnet<br />

Rhodopsine dans corps cellulaire puis dans disques externes puis c EP…<br />

Rhodopsine: - composé <strong>de</strong> scotopsine (protéine) + rétinal (=dérivé vitamine A )<br />

- pigment <strong>sens</strong>ible à la lumière blanche<br />

Organisation <strong>de</strong> transduction (transformation NRJ photonique en électrique)<br />

i<strong>de</strong>ntique pour <strong>les</strong> différents photopigments<br />

© LIPCOM<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

Photorécepteurs en permanence dépolarisés à Obscurité: (canaux Na+ ouvert)<br />

Pas <strong>de</strong> PA au niveau <strong><strong>de</strong>s</strong> photorécepteurs, ni <strong>de</strong> vraies synapses avec c bipol:<br />

= Libération <strong>de</strong> glu inversement proportionnelle à intensité du stimulus lumineux<br />

Inhabituelle par rapport aux autres systèmes neuronaux<br />

(= Rétinal)<br />

Action d’un photon<br />

<strong><strong>de</strong>s</strong> bâtonnets<br />

+ Fixation <strong>sur</strong> récepteur : (scot)OPSINE<br />

Méta-rhodopsine II<br />

Activation <strong>de</strong> Prot G<br />

= transducine<br />

Active Pdiestérase<br />

<strong>Faculté</strong> <strong>de</strong> Mé<strong>de</strong>cine Montpellier-Nîmes


1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

+<br />

Rhodopsine<br />

A L’OBSCURITE<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

= transducine<br />

Baisse du GMPc<br />

= GMPc<br />

Fermeture<br />

Canaux Na+<br />

= Hyperpol<br />

© LIPCOM<br />

Baisse du GMPc<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

Synthèse: Mécanismes <strong>de</strong> la photo-transduction<br />

Fondés <strong>sur</strong> une hyperpolarisation et non dépolarisation <strong><strong>de</strong>s</strong> récepteurs<br />

Casca<strong><strong>de</strong>s</strong> d’amplification par l’hyperpolarisation<br />

1 photon déclenche une réponse du bâtonnet<br />

Obscurité:<br />

Segments externes dépolarisés par entrée <strong>de</strong> Na+<br />

Canal Na+ ouvert par GMPc<br />

Lumière:<br />

Photon active la rhodopsine<br />

Casca<strong>de</strong> transducine/phosphodiestérase<br />

Baisse du GMPc qui quitte le canal Na+<br />

Fermeture du canal: hyperpolarisation<br />

Transformation en GMP<br />

Arrêt <strong>de</strong> casca<strong>de</strong>:<br />

Permet à un nouveau photon d’être actif<br />

Rôle <strong>de</strong>: - Arrestine qui inactive la rhodopsine<br />

- Guanylate cyclase qui permet retour <strong>de</strong> GMP en GMPc<br />

Fermeture<br />

Canaux Na+<br />

= Hyperpol<br />

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1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Codage <strong><strong>de</strong>s</strong> couleurs:<br />

Spectre d’absorption <strong>de</strong> rhodopsine: 400-700 nm<br />

Spectre d’absorption différent selon l’opsine pour bleu, vert , rouge<br />

Moins fréquent<br />

assez fréquent<br />

Les + fréquents<br />

Vision <strong><strong>de</strong>s</strong> couleurs:<br />

Fonctionnement <strong>de</strong> 3 types <strong>de</strong> cônes<br />

Pigments <strong>sens</strong>ib<strong>les</strong> à 3 ban<strong><strong>de</strong>s</strong> différentes du spectre <strong>de</strong> la lumière<br />

Opsines = photopsines (≠ scotopsines pour batonnets)<br />

Propriétés fonctionnel<strong>les</strong> liées au câblage particulier<br />

Eclairage d’un<br />

cône central<br />

Transmission<br />

horizontale<br />

<strong>de</strong> l’info<br />

off<br />

on off on<br />

Central Périphérie<br />

off on<br />

Même c gg est informée<br />

par c amacrine que son<br />

voisin en périph est<br />

Cônes <strong>de</strong> fovéa: Propriétés<br />

1 cône pour 2 bipolaires et 2 neurones gg<br />

= Renforcer contraste centre/périphérie<br />

= Information du cerveau visuel par cc gg que:<br />

éclairé…<br />

Cône au centre du champ récepteur est éclairé/ cône en périphérie est éteint<br />

= Inhibition latérale concentrique qui augmente contraste entre zone éclairé / sombre<br />

A<br />

Même cône est informée par<br />

c horizont II que son voisin en<br />

périph est éclairé…<br />

© LIPCOM<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

Cônes et rétine centrale: Codage du contraste (forme + couleur)<br />

Stim complémentaire <strong>de</strong> 2 fibres chargées<br />

<strong>de</strong> véhiculer le même message:<br />

Fibres qui déchargent « on » et l’autre « off »<br />

Dépolarisation sans seuil ni PA<br />

Transmission<br />

verticale <strong>de</strong> l’info<br />

Synapse superficielle<br />

Conservatrice du signe<br />

Pour une C gg « on »<br />

Synapse invaginée<br />

Renverse signe <strong>de</strong> la synapse<br />

PA que dans c gg<br />

Pour la luminance (jaune ou blanche):<br />

Système <strong>de</strong> branchement <strong><strong>de</strong>s</strong> cônes<br />

et l’intégration <strong><strong>de</strong>s</strong> cellu<strong>les</strong> amacrines<br />

permet opposition centre/ périphérie et<br />

codage du contraste<br />

= base <strong>de</strong> vision <strong><strong>de</strong>s</strong> formes<br />

Opposition rouge/vert renforce<br />

le contraste entre ces 2 couleurs<br />

Opposition bleu/jaune complète l’acuité<br />

dans la vision <strong><strong>de</strong>s</strong> couleurs.<br />

Il n’existe pas <strong>de</strong> cônes jaunes<br />

mais c gg oppose l’info en provenance<br />

du cône bleu et système <strong>de</strong> luminance<br />

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1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Physiopathologie <strong><strong>de</strong>s</strong> cônes et <strong><strong>de</strong>s</strong> bâtonnets<br />

• Anomalie <strong>de</strong> vascularisation<br />

• Dégénérescence <strong><strong>de</strong>s</strong> photorécepteurs : DMLA<br />

Atteinte <strong><strong>de</strong>s</strong> cônes: rétine centrale<br />

• Rétinite pigmentaire:<br />

Dégénérescence en 1°<strong><strong>de</strong>s</strong> bâtonnets<br />

Envahissement <strong>de</strong> pigments mélaniques<br />

Affecte vision périphérique<br />

Hémi-rétine nasale G et<br />

temporale D: forme tractus<br />

optique D: CGL droit<br />

= forme, relief, couleur<br />

= temporal + nasal<br />

= intégration<br />

<strong>sens</strong>orielle<br />

© LIPCOM<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

Voies et centres visuels extra-rétiniens<br />

Relais dans :<br />

- Nerf + Voies optiques: décodage <strong>de</strong> la vision du mouvement<br />

proches <strong><strong>de</strong>s</strong> nx oculomoteurs<br />

(colliculus sup = tubercu<strong>les</strong> quadrijumeaux<br />

permet poursuite oculaire et fixation du regard)<br />

- Thalamus (corps genouillé latéral)<br />

puis dans cortex occipital<br />

= décodage <strong>de</strong> la vision <strong><strong>de</strong>s</strong> formes, reliefs, couleurs<br />

= analyse <strong>de</strong> la cible visuelle<br />

Croisement <strong><strong>de</strong>s</strong> fibres provenant <strong><strong>de</strong>s</strong> rétines nasa<strong>les</strong> et<br />

cheminement homolatéral <strong><strong>de</strong>s</strong> fi tempora<strong>les</strong>:<br />

double représentation <strong>sur</strong> 2 cortex occipitaux<br />

Section nerf optique<br />

Cécité ipsilatérale<br />

Lésion chiasma<br />

Hémianopsie bitemp<br />

Lésion voies optiques<br />

HLH controlat<br />

Lésion VO inf<br />

HLH controlat sup<br />

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1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Neurones du cortex occipital<br />

Organisation du cortex visuel primaire V1 (> 5 M <strong>de</strong> neurones)<br />

6 couches, 3 types <strong>de</strong> neurones<br />

*Neurones simp<strong>les</strong>: disposition on/off et centre/periph<br />

répon<strong>de</strong>nt à <strong><strong>de</strong>s</strong> barres <strong>de</strong> lumière (position, longueur, largeur donnée)<br />

dépend <strong>de</strong> convergence <strong><strong>de</strong>s</strong> axones <strong><strong>de</strong>s</strong> c gg <strong>de</strong> rétine<br />

PA <strong><strong>de</strong>s</strong> c gg arrivent ensemble et stimulent ces neurones <strong>de</strong> aire V1<br />

*Neurones complexes: répon<strong>de</strong>nt à <strong><strong>de</strong>s</strong> barres mobi<strong>les</strong> et <strong><strong>de</strong>s</strong> coins <strong>de</strong> lumière<br />

existent dans aire visuelle V2, réponses fonction <strong>de</strong> convergence <strong><strong>de</strong>s</strong> axones N simp<strong>les</strong><br />

*Neurones hypercomplexes: répon<strong>de</strong>nt à <strong><strong>de</strong>s</strong> courbes et ang<strong>les</strong><br />

= synthèse <strong><strong>de</strong>s</strong> info et restitue le relief…, répon<strong>de</strong>nt à <strong><strong>de</strong>s</strong> formes en mouvement<br />

existent dans aire V5, convergence <strong><strong>de</strong>s</strong> axones <strong><strong>de</strong>s</strong> n complexes<br />

DONC: Convergence <strong>de</strong> rétine CGL<br />

neurones simp<strong>les</strong> complexes hypercomplexes<br />

Audition – Olfaction - Gustation<br />

Y DAUVILLIERS<br />

© LIPCOM<br />

Disposition topographique<br />

<strong><strong>de</strong>s</strong> aires visuel<strong>les</strong> cérébra<strong>les</strong><br />

Audition<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

= V1: forme visuelle<br />

simple<br />

<strong>Faculté</strong> <strong>de</strong> Mé<strong>de</strong>cine Montpellier-Nîmes


1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Oreille externe:<br />

Dirige <strong>les</strong> on<strong><strong>de</strong>s</strong> sonores<br />

Vers canal auditif<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Oreille moyenne:<br />

Vibration tympan puis<br />

osselets puis étrier dans FO<br />

Contient péri-lymphe (Na+)<br />

Organe <strong>de</strong> Corti: ME<br />

Arrangement <strong><strong>de</strong>s</strong> c ciliées internes:<br />

- CCI: 1 rangée (3500 c chez homme)<br />

- CCE: 3 rangées (12500 c chez homme)<br />

Cils <strong><strong>de</strong>s</strong> c ciliés en contact avec membrane tectoriale<br />

Oreille interne:<br />

Cochlée, canaux1/2 circ,<br />

Vestibule, péri et endolymphe<br />

Déformation jusqu’à FR<br />

DONC faible/ 20 M <strong>de</strong> photorécept rétiniens<br />

C différenciées (dès 3 mois in utéro) ne se renouvellent plus…<br />

© LIPCOM<br />

Organe <strong>de</strong> Corti<br />

-<strong>sur</strong> mbrne basilaire<br />

-contient c ciliées<br />

int et ext<br />

-GG spiral: contient<br />

corps c du nerf VIII<br />

=synapse avec c ciliés<br />

Membrane basilaire<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

COCHLEE<br />

2 tours ½ <strong>de</strong> spire <strong>de</strong> cochlée membraneuse, 3 canaux tubulaires<br />

Canal cochléaire contient endolymphe (K+)<br />

Organe <strong>de</strong> Corti<br />

• CCI reliées aux neurones du gg spiral<br />

par fibres myélinisées <strong>de</strong> lame spirale<br />

• 2 types <strong>de</strong> neurones:<br />

– Les plus gros et plus nombreux (95%) branchées<br />

<strong>sur</strong> CCI: véhiculent message auditif<br />

– Les petits neurones non myélinisés branchées <strong>sur</strong><br />

CCE ne véhiculent pas <strong>de</strong> message auditif<br />

mais informent le SNC <strong>de</strong> la mobilité <strong><strong>de</strong>s</strong> CCE<br />

<strong>Faculté</strong> <strong>de</strong> Mé<strong>de</strong>cine Montpellier-Nîmes


1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Rôle <strong><strong>de</strong>s</strong> CCI = Vraies cellu<strong>les</strong> <strong>sens</strong>oriel<strong>les</strong><br />

CCI:<br />

- Effectuent l’ensemble <strong><strong>de</strong>s</strong> opérations<br />

<strong>de</strong> transduction en passant le message<br />

au nerf auditif<br />

- Co<strong>de</strong> <strong>de</strong> façon grossière<br />

Peu <strong>de</strong> discrimination en fréquence<br />

Activité à forte intensité<br />

- Synapse glu est régulée en rétrocontrôle<br />

par le système efférent latéral:<br />

Ach, GABA, DA, enképhaline…<br />

La base d’1 CCI est entourée <strong>de</strong> 10<br />

synapses…<br />

- Dendrite du nerf auditif<br />

- Terminaisons efférentes …<br />

Rôle <strong><strong>de</strong>s</strong> CCI = vraies cellu<strong>les</strong> <strong>sens</strong>oriel<strong>les</strong><br />

Fonctionnement <strong>de</strong> la synapse CCI / nerf auditif<br />

Bascule <strong><strong>de</strong>s</strong> cils <strong>de</strong> la CCI ouvre <strong>les</strong> canaux K+<br />

Au pôle synaptique: dépolarisation, entrée <strong>de</strong> Ca++<br />

Libération du glutamate (R Ampa) qui excite la fibre auditive<br />

Kinocil<br />

Ca++<br />

K+<br />

© LIPCOM<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

Rôle <strong><strong>de</strong>s</strong> CCI = Vraies cellu<strong>les</strong> <strong>sens</strong>oriel<strong>les</strong><br />

CCI:<br />

- Effectuent l’ensemble <strong><strong>de</strong>s</strong> opérations<br />

<strong>de</strong> transduction en passant le message<br />

au nerf auditif<br />

- Co<strong>de</strong> <strong>de</strong> façon grossière<br />

Peu <strong>de</strong> discrimination en fréquence<br />

Activité à forte intensité<br />

- Synapse glu est régulée en rétrocontrôle<br />

par le système efférent latéral:<br />

Ach, GABA, DA, enképhaline…<br />

Rôle <strong><strong>de</strong>s</strong> CCE = « Préampli-tuner »<br />

Electro-mobilité <strong><strong>de</strong>s</strong> CCE responsable<br />

<strong>de</strong> préamplification et d’un filtrage actif<br />

<strong>de</strong> la vibration:<br />

CCE: beaucoup + <strong>sens</strong>ible/ CCI<br />

Discrimination en fréquence<br />

Information est envoyée au SNC<br />

par neurones type II (5% du nerf auditif):<br />

= différent d’un message auditif<br />

Contrôle par le système efférent médian<br />

Cholinergique, GABA<br />

<strong>Faculté</strong> <strong>de</strong> Mé<strong>de</strong>cine Montpellier-Nîmes


1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Mécanisme actif <strong><strong>de</strong>s</strong> CCE<br />

Présence dans membrane latérale <strong>de</strong> protéines transmembranaires<br />

= PRESTINE<br />

- se raccourcit qd ions K+ pénètre dans cellu<strong>les</strong><br />

Liaison entre Prestine et réseau du cytosquelette<br />

= induction d’une contraction (dépolarisation) puis d’une élongation (hyperpolarisation):<br />

= augmente mvt <strong>de</strong> mbrne basilaire<br />

Conséquences: CCI = Maximum d’efficacité d’excitation<br />

Non lié à ATP<br />

Déplacement majorée en 1 point<br />

Amortissement ailleurs<br />

Fonctionnement cochléaire (2)<br />

-Couplage étroit entre CCE, M basilaire et lame réticulaire<br />

-Activation <strong><strong>de</strong>s</strong> CCI par contact direct avec M tectoriale<br />

- Activation <strong>de</strong> Synapse CCI-fi du nerf auditif: info au SNC<br />

Filtre sélectif: Tonotopie active<br />

© LIPCOM<br />

Fonctionnement cochléaire (1)<br />

Son <strong>de</strong> faible intensité:<br />

- Vibration sonores transmises à péri-lymphe<br />

- Ondulation <strong>de</strong> membrane basilaire : Tonotopie passive<br />

-Mobilisation à la base (sons aigus: 20 000 Hz)<br />

-Mobilisation à l’apex (sons graves: 20 Hz)<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

- Stéréocils <strong><strong>de</strong>s</strong> CCE (dans membrane tectoriale) se déplacent<br />

horizontalement<br />

- Cils basculent ver l’ext:<br />

Dépolarisation <strong>de</strong> CCE: Entrée <strong>de</strong> K+°<br />

Contraction: électro-mobilité<br />

Élévation <strong>de</strong> M basil :<br />

= très déformable<br />

Tonotopie passive<br />

SYNTHESE<br />

Stim CCE<br />

Ampli<br />

Stim CCI<br />

Tonotopie active<br />

Lame réticulaire<br />

Recueil possible par transmission <strong><strong>de</strong>s</strong> vibrations <strong><strong>de</strong>s</strong> liqui<strong><strong>de</strong>s</strong> cochléaires<br />

Récupération dans C auditif externe: Oto-émissions spontanées :<br />

= TEST OBJECTIF <strong>de</strong> fonction cochléaire<br />

<strong>Faculté</strong> <strong>de</strong> Mé<strong>de</strong>cine Montpellier-Nîmes


1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Audition discriminante<br />

Neurones type I branchés <strong>sur</strong> CCI<br />

Entrent dans TC: 1°relais Nx cochléaires<br />

Croisement ligne médiane: olive sup…<br />

Cortex temporal<br />

Voies et centres auditifs<br />

Audition non spécifique<br />

Après relais dans Nx cochléaires<br />

Intégration avec autres info <strong>sens</strong>oriel<strong>les</strong><br />

dans réticulée… Cortex associatif<br />

Eveil, motivation, émotion…<br />

Physiopathologie <strong><strong>de</strong>s</strong> neurones ganglionnaires<br />

CCI <strong>sur</strong>-stimulés (ou ischémie) libèrent trop <strong>de</strong> glutamate avec excitotoxicité<br />

= stimulation <strong><strong>de</strong>s</strong> R NMDA<br />

= <strong><strong>de</strong>s</strong>truction <strong><strong>de</strong>s</strong> synapses: Les CCI ne répon<strong>de</strong>nt plus<br />

Phase aiguë: Surdité temporaire et acouphène: synapse récréée en 3-4 j<br />

Phase retardée: Si répétition du phénomène<br />

Mort neuronal par entrée massive <strong>de</strong> Ca et <strong>sur</strong>dité définitive<br />

© LIPCOM<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

Fonctionnement <strong>de</strong> la cochlée si privation <strong>de</strong> CCE<br />

Exemple: Perte progressive <strong><strong>de</strong>s</strong> CCE par TTT ototoxique:<br />

Perte légère <strong><strong>de</strong>s</strong> CCE<br />

I: 20 dB sujet normal<br />

Perte majeure <strong><strong>de</strong>s</strong> CCE<br />

Perte <strong><strong>de</strong>s</strong> CCE: Perte <strong>de</strong> <strong>sens</strong>ibilité et sélectivité en fréquence<br />

Nécessité d’augmentation l’intensité <strong><strong>de</strong>s</strong> sons (+60dB) pour stimuler CCI<br />

Perte totale <strong><strong>de</strong>s</strong> CCI et CCE: Surdité totale = Impossibilité <strong>de</strong> régénération……<br />

Stim directement <strong>les</strong> fi du nerf auditif par implant cochléaire<br />

Odorat:<br />

Olfaction<br />

= le plus mal connu <strong>de</strong> nos <strong>sens</strong><br />

= rudimentaire/ espèces inférieures<br />

= caractère subjectif<br />

<strong>Faculté</strong> <strong>de</strong> Mé<strong>de</strong>cine Montpellier-Nîmes


1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Organe olfactif<br />

- Muqueuse située au sommet <strong><strong>de</strong>s</strong> fosses nasa<strong>les</strong> (cornet, cloison)<br />

- Cellu<strong>les</strong> olfactives <strong>sens</strong>oriel<strong>les</strong>:<br />

= c <strong>de</strong> base <strong>de</strong> l’épith olfactif entre cellu<strong>les</strong> <strong>de</strong> soutien<br />

= neurones bipolaires (dérivé embryonnaire du SNC)<br />

= vrais neurones qui conduisent PA au SNC<br />

Seul exemple chez l’adulte <strong>de</strong> renouvellement continue<br />

et <strong>de</strong> remplacement <strong><strong>de</strong>s</strong> neurones (c réceptrices olfactifs)<br />

par c souches indifférenciées<br />

Terminaisons par renflement ovoï<strong><strong>de</strong>s</strong>:<br />

6-12 cils olfactifs<br />

Cils = atteignent mucus (sécrétion par gl<strong>de</strong> <strong>de</strong> bowman)<br />

qui tapissent épithélium<br />

= récepteurs réagissant avec <strong>les</strong> stimulis<br />

Stimulation <strong><strong>de</strong>s</strong> cellu<strong>les</strong> <strong>sens</strong>oriel<strong>les</strong><br />

• Excitation <strong><strong>de</strong>s</strong> récepteurs <strong>sur</strong> cils par <strong><strong>de</strong>s</strong> stimuli olfactif<br />

Stimuli: molécule volatile entrant à l’inspiration (> 500)<br />

• 7 classes différentes: Camphrée, musquée, florale, menthée, acre, putri<strong>de</strong>, éthérées<br />

Activation d’ensemble <strong>de</strong> récepteurs<br />

Anosmie sélective pour 1 subst par disparition <strong><strong>de</strong>s</strong> récept<br />

• Seuil <strong>de</strong> odorat: qté min suffit pour déclencher une o<strong>de</strong>ur<br />

• TRANSDUCTION dans mbrne <strong><strong>de</strong>s</strong> Récepteurs olfactifs<br />

- Protéine transmbrne réceptrice pour fixation <strong><strong>de</strong>s</strong> subst odorantes: Liaison ligand - récept<br />

- Activation <strong>de</strong> protéine G, casca<strong>de</strong> d’événement intra-cellulaire<br />

= activation <strong>de</strong> a<strong>de</strong>nylate cyclase, formation AMPc<br />

- Liaison AMPc - canaux ioniques<br />

Ouverture <strong>de</strong> canaux Na, Cl…<br />

Entrée <strong>de</strong> Ca++<br />

Production <strong>de</strong> PA<br />

© LIPCOM<br />

Organe olfactif<br />

Stimulation <strong><strong>de</strong>s</strong> cellu<strong>les</strong> <strong>sens</strong>oriel<strong>les</strong><br />

• Pot <strong>de</strong> membrane: - 55mV<br />

Existence <strong>de</strong> rares PA à ce seuil: 2/s à 2/ min<br />

• Présence du ligand odorant: Dépolarisation (-30mV)<br />

Augmentation <strong>de</strong> PA: 20/s selon intensité<br />

Rarement hyperpolarisation: moins <strong>de</strong> PA…<br />

Phénomène d’adaptation:<br />

Dès la 1 ière s suivant le stimuli puis plus lent (1min)<br />

= Adaptation via SNC<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

Innervation complémentaire <strong>de</strong> l’épith olfactif par le trijumeau<br />

Détection <strong><strong>de</strong>s</strong> stimuli nociceptifs (comme ammoniac)<br />

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1 er cycle – PCEM2 – MI3 – Neurosciences – Neurobiologie et physiologie <strong>sens</strong>orielle – <strong>Généralités</strong> <strong>sur</strong> <strong>les</strong><br />

<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Transmission vers SNC<br />

• Zones olfactives: <strong>les</strong> plus anciennes du SNC<br />

Evolution vers système limbique: émotion/comportement<br />

• Bulbe olfactif:<br />

= prolongement <strong>de</strong> base du SNC<br />

Au <strong><strong>de</strong>s</strong>sus <strong>de</strong> lame criblée <strong>de</strong> l’ethmoï<strong>de</strong><br />

Perforation <strong><strong>de</strong>s</strong> nerfs olfactifs: passage <strong><strong>de</strong>s</strong> fibres nerveuses<br />

(si trauma crânien: risque d’anosmie)<br />

= 1 iere paire crânienne (info <strong><strong>de</strong>s</strong> c réceptrices au bulbe)<br />

= axone non myélinisé (fi C) : <strong>les</strong> plus petits et lents du SN<br />

• Dans bulbe olfactif : Courts axones <strong><strong>de</strong>s</strong> c olfactives:<br />

Terminaisons dans gloméru<strong>les</strong><br />

1 glomérule: Connexion à 25000 axones<br />

Connexion <strong>de</strong> <strong>de</strong>ndrites<br />

à 25 c mitra<strong>les</strong> et 60 c à panaches (plus petites)<br />

= Neurone <strong>de</strong> 2° ordre<br />

Gustation<br />

• Dépend <strong><strong>de</strong>s</strong> bourgeons du goût dans bouche<br />

+ odorat: contribution à perception <strong><strong>de</strong>s</strong> saveurs<br />

+ texture <strong><strong>de</strong>s</strong> aliments (<strong>sens</strong>ation tactile dans bouche)<br />

+ <strong>sens</strong>ation douloureuse (ex: poivre, piment…)<br />

= permet sélection <strong><strong>de</strong>s</strong> aliments/désir<br />

© LIPCOM<br />

Transmission vers SNC<br />

• Différents gloméru<strong>les</strong> répond à différentes o<strong>de</strong>urs<br />

= origine <strong>de</strong> discrimination <strong><strong>de</strong>s</strong> o<strong>de</strong>urs<br />

• Voies olfactives vers SNC<br />

Zone médiane: la + ancienne<br />

- Groupe antéro-sup /hypothalamus: Rôle dans émotion, comportement<br />

si lésion: qq modifications: salivation et léchage <strong><strong>de</strong>s</strong> lèvres<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

Zone latérale: ancien<br />

- comprend cortex pré et pyriforme et amygdalien: projection <strong>sur</strong> syst limbique apprentissage<br />

<strong><strong>de</strong>s</strong> désirs et sélection <strong><strong>de</strong>s</strong> aliments<br />

Zone récente:<br />

Nx dorsomédians du thalamus vers cortex orbito-frontal<br />

Perception consciente <strong><strong>de</strong>s</strong> o<strong>de</strong>urs<br />

• Contrôle centrifuge du SNC vers bulbe olfactif<br />

C granulaire:<br />

Rétrocontrôle inhibiteur <strong>sur</strong> c mitrale et c à panache<br />

Permet discrimination <strong><strong>de</strong>s</strong> o<strong>de</strong>urs<br />

C mitra<strong>les</strong> et à panaches activées en permanence comme <strong>les</strong> récepteurs olfactifs<br />

Puis fonction <strong>de</strong> stim: = modulation <strong>de</strong> fréquence <strong>de</strong> l’influx olfactif<br />

Gustation<br />

Sensation primaire du goût<br />

Plus <strong>de</strong> 13 récepteurs : Na, adénosine, inosine, sucrée, amère, H+, glu…<br />

MAIS 4 classes <strong>de</strong> saveurs fondamenta<strong>les</strong><br />

Saveur aci<strong>de</strong>, salée, sucrée, amère<br />

Amère: subst organique avec azote, médicaments type quinine, caféine, nicotine<br />

• Combinaison = diversité<br />

Voire plusieurs saveurs pour une même substance<br />

• Seuil <strong>de</strong> gustation:<br />

Variable selon <strong>les</strong> saveurs<br />

Si saveur amère: seuil bas: rôle protecteur<br />

In<strong>de</strong>x gustatif: inverse du seuil (1 pour aci<strong>de</strong> et amère)<br />

• Perte du goût: 15-30% <strong><strong>de</strong>s</strong> sujets<br />

fonction <strong><strong>de</strong>s</strong> tests et concentrations utilisées… : difficile à étudier<br />

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<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Bourgeons du goût (n=10 000)<br />

• 1 bourgeon: 40 c épithélia<strong>les</strong><br />

différenciées=récept gustatifs<br />

Entourés <strong>de</strong> c <strong>de</strong> soutien<br />

Renouvelées par division épithéliale<br />

avoisinante<br />

Durée <strong>de</strong> vie = 10 jours dans espèces<br />

inférieures ?, chez homme ??<br />

• APEX du bourgeon : Existence<br />

d’un pore:<br />

Microvillosités (augmentation <strong>de</strong><br />

<strong>sur</strong>face <strong>de</strong> liaison avec subst) =<br />

récepteurs du goût<br />

• BASE du bourgeon : Connexion<br />

avec <strong>de</strong> fortes ramifications <strong><strong>de</strong>s</strong><br />

<strong>de</strong>ndrites <strong><strong>de</strong>s</strong> neurones secondaires<br />

(pas d’axone <strong><strong>de</strong>s</strong> c réceptrices)<br />

Transmission du signal vers SNC<br />

• Signaux <strong><strong>de</strong>s</strong> 2/3 antérieur <strong>de</strong> la langue<br />

puis nerf V puis cor<strong>de</strong> du tympan puis nerf facial (VII)<br />

puis fx solitaire (TC)<br />

• Signaux <strong><strong>de</strong>s</strong> 1/3 postérieur <strong>de</strong> langue<br />

puis nerf IX puis fx solitaire (TC)<br />

• Signaux <strong>de</strong> base <strong>de</strong> langue-pharynx<br />

puis nerf X puis fx solitaire (TC)<br />

• Fx solitaires (2°neurone):<br />

puis Nx ventro-postéro-latéral du thalamus<br />

puis dans opercule (insula) pariétal<br />

Donc proche <strong>de</strong> somesthésie linguale<br />

Réflexe gustatif TC:<br />

Fx solitaire puis nx salivaires inf et sup puis sécrétion <strong>de</strong> salive :<br />

Réponse à ingestion alimentaire<br />

© LIPCOM<br />

Siège <strong><strong>de</strong>s</strong> papil<strong>les</strong> lingua<strong>les</strong><br />

• Bourgeons <strong><strong>de</strong>s</strong> grosses papil<strong>les</strong> caliciformes (invaginée) en V: Fréquents<br />

Partie 1/3 post <strong>de</strong> langue = goût amère<br />

• Bourgeons dans papil<strong>les</strong> fongiformes:<br />

Partie 2/3 ant lisse <strong>de</strong> langue = goût sucrée et salée<br />

• Bourgeons dans papil<strong>les</strong> foliées <strong>sur</strong> bords = goût aci<strong>de</strong><br />

• Bourgeons <strong>sur</strong> palais, piliers, amygda<strong>les</strong>,<br />

épiglotte, oesoph proxi: rares<br />

Spécificité <strong>sens</strong>orielle <strong><strong>de</strong>s</strong> bourgeons:<br />

Chaque bourgeon est stimulable par 2, 3 ou 4 saveurs<br />

mais 1 ou 2 prédominent<br />

Pot <strong>de</strong> récepteur: Quand stimulation:<br />

Dépolarisation <strong>de</strong> membrane proportionnelle à concentration <strong>de</strong> subst<br />

- Si goût salé: Entrée <strong>de</strong> Na+ puis Ouverture <strong>de</strong> canaux Ca++…<br />

- Si goût aci<strong>de</strong>: H+ entre dans c sans récept:<br />

Blocage <strong><strong>de</strong>s</strong> canaux VD notamment K+: Dépolarisation…<br />

- Si goût amère: Récepteurs spécifiques: Mobilisation du Ca++ intrac via voie IP3<br />

• Arrêt <strong>de</strong> stim par salivation: Effet immédiat puis signal plus faible (2 s)<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

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<strong>organes</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>sens</strong><br />

Mars 2008<br />

Y. DAUVILLIERS<br />

Adaptation du goût / préférence gustative<br />

• Adaptation du goût:<br />

- due aux bourgeons du goût<br />

- due au SNC<br />

• Préférence gustative:<br />

– Mécanismes du SNC<br />

Exp gustative antérieure plaisante ou non<br />

Rôle dans préférence gustative<br />

– Récepteurs:<br />

Augmentation <strong>de</strong> <strong>sens</strong>ibilité pour le nutriment manquant<br />

© LIPCOM<br />

Année Universitaire 2007 - 2008<br />

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