Objectifs

• Décrire le potentiel de repos, le potentiel d'action et le codage du message nerveux.
• Expliquer la transmission chimique à la synapse.
• Décrire le trajet et le mode d'action d'une hormone sur ses cellules cibles.
• Comparer les deux modes de communication avec des critères précis.
• Analyser une réponse intégrée : la réaction de l'organisme face à un danger.

1. Le message nerveux : électrique dans la fibre, chimique à la synapse

Au repos, la membrane d'un neurone est polarisée : l'intérieur est négatif par rapport à l'extérieur. C'est le potentiel de repos, de l'ordre de \(-70\) mV.

Une stimulation suffisante (qui atteint le seuil) déclenche un potentiel d'action : une inversion brève de la polarité (dépolarisation puis repolarisation), d'une durée d'environ 1 à 2 ms. Le potentiel d'action obéit à la loi du « tout ou rien » : son amplitude ne dépend pas de l'intensité du stimulus.

La vitesse de conduction dépend de la fibre : elle est plus élevée dans les fibres myélinisées et de grand diamètre (de l'ordre de plusieurs dizaines de mètres par seconde) que dans les fibres sans myéline (de l'ordre du mètre par seconde).

Exemple résolu 1 : calculer une vitesse de conduction

On stimule un nerf et on enregistre le potentiel d'action avec deux électrodes R1 et R2 séparées de 4 cm. Le potentiel d'action arrive en R2 1 ms après R1. Calcule la vitesse de conduction.

La synapse chimique, étape par étape

2. Le message hormonal : du sang aux cellules cibles

Une hormone est une substance chimique sécrétée par une glande endocrine (ou par certaines cellules), libérée dans le sang, qui agit à distance sur des cellules cibles. Une cellule est cible lorsqu'elle possède des récepteurs spécifiques de cette hormone : le sang transporte l'hormone partout, mais seules les cellules cibles réagissent.

Le message hormonal est codé par la concentration de l'hormone dans le sang. Il s'arrête quand l'hormone est dégradée (souvent par le foie) ou éliminée (par les reins).

Certains neurones sécrètent eux-mêmes des hormones : ce sont des neurohormones. Par exemple, des neurones de l'hypothalamus libèrent des neurohormones qui commandent l'hypophyse : c'est une articulation directe entre système nerveux et système endocrinien.

Exemple résolu 2 : identifier une cellule cible

On met de la TSH (hormone de l'hypophyse) rendue radioactive en contact avec des cellules de thyroïde, de muscle et de foie. Après rinçage, on ne retrouve la radioactivité fixée que sur la membrane des cellules de thyroïde. Que conclure ?

3. Comparer les deux communications

4. Une réponse intégrée : la réaction face au danger

Face à un danger, le système nerveux réagit en premier : il commande les muscles (réflexe de fuite) et, par les nerfs du système nerveux autonome (sympathique), accélère le cœur. Il stimule aussi la partie centrale de la glande surrénale (médullosurrénale), qui libère de l'adrénaline dans le sang. Cette hormone renforce et prolonge les effets : cœur plus rapide, libération de glucose par le foie, meilleure irrigation des muscles.

flowchart LR
  A[Klaxon] --> B[Oreille]
  B --> C[Systeme nerveux central]
  C --> D[Muscles reflexe de fuite]
  C --> E[Nerfs sympathiques]
  E --> F[Coeur accelere]
  E --> G[Medullosurrenale]
  G --> H[Adrenaline dans le sang]
  H --> F
  H --> I[Foie libere du glucose]

Exemple résolu 3 : analyser la chronologie

On mesure la fréquence cardiaque d'un élève avant et après un bruit brusque : elle augmente en moins d'une seconde, puis reste élevée plusieurs minutes avant de revenir à sa valeur de départ. Explique ces deux phases.

Erreurs fréquentes

• Penser que l'amplitude du potentiel d'action augmente avec l'intensité du stimulus.
• Croire qu'une hormone n'est transportée que vers ses organes cibles.
• Oublier l'étape chimique du message nerveux à la synapse.
• Opposer les deux systèmes alors qu'ils s'articulent (neurohormones, commande nerveuse de la médullosurrénale).
• Oublier de convertir les unités dans un calcul de vitesse de conduction.

Récapitulatif

• Message nerveux : potentiels d'action (tout ou rien) codés en fréquence, puis neurotransmetteur codé en quantité à la synapse.
• Message hormonal : hormone dans le sang, codée en concentration, reconnue par les récepteurs des cellules cibles.
• Nerveux : rapide, bref, précis. Hormonal : plus lent, durable, diffus.
• Les deux systèmes coopèrent : face au danger, les nerfs agissent tout de suite et l'adrénaline prolonge la réponse.