Neurone

neurone, cellule nerveuse ayant la propriété de produire, puis de conduire les signaux électriques de l’influx nerveux. Les neurones sont les unités fondamentales du système nerveux. Ce dernier est en effet constitué de deux types cellulaires principaux, les neurones et les cellules gliales, qui sont les cellules nourricières des neurones. Dans le système nerveux périphérique, les axones des neurones s'assemblent en faisceaux pour former les nerfs.

Les neurones transmettent les informations qui partent du système nerveux central (cerveau et moelle épinière), ou qui y arrivent depuis le système nerveux périphérique. Ainsi, les neurones sensitifs transmettent au système nerveux central les informations en provenance des cinq sens, tandis que les neurones effecteurs transmettent l’influx nerveux en provenance du cerveau aux cellules effectrices. Les neurones qui innervent les muscles sont appelés neurones moteurs (ou motoneurones).

Si tous n'ont pas la même allure, les neurones, unités fondamentales du système nerveux, présentent une architecture commune. Ainsi, une cellule nerveuse comprend toujours un corps cellulaire, un axone, long prolongement fibreux, et un ou plusieurs dendrites, prolongements plus courts et plus fins.Microscopie de neurones en culture mis en valeur par immunofluorescence (on fait réagir les neurones avec des anticorps spécifiques liés à des substances fluorescentes). La coloration fait ressortir les prolongements cellulaires (axones et dendrites) — les courts en vert, les longs en rose —, et les noyaux cellulaires des neurones et des cellules non neuronales (en bleu). Ces neurones ont été cultivés à partir de cellules indifférenciées de tératocarcinome humain (une lignée de cellules capables de se différencier en cellules nerveuses).

Les neurones existent sous des formes variées mais présentent une architecture commune qui se compose de trois régions principales : le corps cellulaire (qui renferme le noyau), les dendrites (prolongements arborescents du corps cellulaire, relativement courts) et l'axone (prolongement long et fibreux). Les dendrites ont pour fonction de transmettre au corps cellulaire les influx nerveux en provenance d’autres cellules, tandis que les axones transportent les influx en provenance du corps cellulaire vers d’autres cellules. La longueur d'un axone est très variable ; elle peut atteindre 1 m chez l'homme et près de 10 m chez la girafe.

Les axones de certains neurones sont entourés d’une gaine de myéline, principalement constituée de phospholipides (voir lipides). Dans le cas des neurones du systèmes nerveux périphérique, la myéline est produite par des cellules gliales spécialisées, les cellules de Schwann (qui enroulent leur cytoplasme plusieurs fois autour de l’axone, jusqu’à former une gaine). Ces dernières sont séparées entre elles par des zones appelées nœuds de Ranvier (petites portions d’axone non myélinisées). Les axones myélinisés conduisent l'influx nerveux à une vitesse plus grande que les axones non myélinisés. Dans le système nerveux central, la myéline est produite par d’autres cellules gliales, appelées oligodendrocytes.

Le nombre de dendrites et d’axones varie en fonction du type de neurone concerné. Ainsi, les neurones du cerveau possèdent un réseau très important de dendrites, qui interagissent avec plusieurs centaines d'autres neurones. Les neurones moteurs possèdent le plus souvent deux axones.

Les synapses constituent les zones de jonction entre deux neurones ou entre un neurone et une cellule effectrice (cellule musculaire par exemple), et permettent la transmission d'une information de l'un à l'autre.Dans une synapse chimique, l'extrémité de l'axone du neurone présynaptique contient des vésicules (petits organites entourés d'une membrane) remplies de neuromédiateurs. L'arrivée d'un influx nerveux (potentiel d'action) provoque la migration des vésicules et leur fusion avec la membrane du neurone. Cette fusion permet la libération des molécules de neuromédiateurs dans l'espace synaptique. Ces molécules vont ensuite se fixer sur les récepteurs membranaires spécifiques de la cellule post-synaptique, ce qui déclenche chez cette dernière une réponse appropriée (nouvel influx nerveux s'il s'agit d'un neurone, contraction s'il s'agit d'une cellule musculaire, etc.).L'activité des neuromédiateurs est limitée dans le temps, notamment grâce au processus de recapture par le neurone présynaptique, qui stocke à nouveau les molécules dans des vésicules.

L'axone des neurones est spécialisé dans la conduction de l'influx nerveux, ou potentiel d'action. À son extrémité, il transmet ce dernier à une autre cellule — soit un neurone, soit une cellule effectrice (musculaire par exemple) — via une zone de contact appelée synapse. La synapse peut être chimique (la transmission de l’information se fait alors par l’intermédiaire de molécules chimiques appelées neuromédiateurs ou neurotransmetteurs), ou électrique (passage d’une impulsion électrique).

Cette synapse représente la jonction entre deux neurones d'un cerveau humain. La cellule du haut représente le neurone postsynaptique, celle du bas le neurone présynaptique. Sur cette photographie, l'influx nerveux se propage donc, par l'intermédiaire de vésicules remplies de molécules chimiques (les neuromédiateurs), du bas vers le haut.Microscopie électronique, fausses couleurs.

Les membranes des neurones, ainsi que celles des cellules musculaires, sont excitables. Au repos, c’est-à-dire en dehors de la transmission de tout influx nerveux, la membrane du neurone est dite polarisée : il existe une différence de potentiel de 0,70 V entre ses faces interne et externe. Le passage de l’influx nerveux est caractérisé par une dépolarisation de la membrane (en fait, une inversion de sa polarité), liée à des mouvements d’ions au travers de canaux membranaires spécialisés (les canaux sodium, potassium et calcium). Cette dépolarisation se propage de proche en proche sur la membrane du neurone, puis tout le long de l’axone. Dans le cas d’axones myélinisés, l’influx nerveux (ou potentiel d’action) « saute » d’un nœud de Ranvier à l’autre (la myéline est un très bon isolant électrique). C’est la conduction saltatoire.

Après le passage du potentiel d’action, la membrane du neurone est repolarisée (le processus complet dure moins d’un millième de seconde). Le potentiel de repos est rétabli après un temps très bref appelé période réfractaire, à la suite de laquelle la membrane est à nouveau prête à transmettre un potentiel d’action.

Les substances qualifiées de neurotoxines sont des poisons du système nerveux qui affectent la transmission de l'influx nerveux. Citons, par exemple, le curare, qui paralyse le système respiratoire, ou la toxine botulinique (synthétisée par les bactéries du genre Clostridium, responsables du botulisme), qui bloque la transmission de l’influx ou niveau du système nerveux central, et peut être mortelle à très faibles doses, de l'ordre de 50 nanogrammes.