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Bien sûr, à première vue, le titre peut faire peur... Mais ne vous inquiétez pas, c'est un chapitre qui reste plaisant, avec beaucoup de diagrammes, de la couleur et quand même un peu de vocabulaire scientifique. Il est temps de commencer, venez donc vous aventurer dans les méandres effrayants des neurones et des centres nerveux  ...

Naissance et définition

Notre long voyage commence à la membrane plasmique. C'est la membrane extérieure du neurone, elle contient entre autres choses des lipides (gras), des protéines et des récepteurs sensoriels. Parmi ces récepteurs se trouvent les nocicepteurs qui détectent les stimulis douloureux ou plutôt les stimulis nocifs pour notre organisme. Ils nous permettent grâce à la sensation de douleur d'être averti d'un danger en cas d'aggression externe (brûlures, piqures,...) ou d'une maladie. Ces récepteurs ne sont pas difficiles, ils réagissent en effet à toutes les stimulations mécaniques, chimiques, thermiques, électriques considérées comme anormales -pas la peine de s'affoler pour votre corps si les enzymes de la digestion font leur boulot- et ils sont présents non seulement sous la peau mais dans tous les organes.

Imaginons que vous êtes en train de faire la cuisine, vous êtes un piètre cuisinier et vous vous brûlez, deux solutions s'offrent alors à vous : soit la brûlure est tellement bégnine  que vous ne la sentez pas, soit elle dépasse une "valeur seuil" et ayant mal, vous lachez ce que vous teniez. Ceci pose la première caractéristique de notre signal nerveux : le stimuli doit être assez conséquent pour générer un message.

Mais un message nerveux, c'est quoi exactement? C'est une impulsion électrique  ! La membrane plasmique sépare l'intérieur du neurone de l'extérieur. De chaque côté de la membrane se trouvent des ions positifs et négatifs (sodium Na+, potassium K+, Chlore Cl-)... mais pas dans les mêmes proportions, la face interne étant chargée négativement comparée à la face externe. La membrane plasmique maintient activement ce déséquilibre. Cette différence de charge entre les deux côtés de la membrane peut être exprimée de diverses manières : on parlera de membrane polarisée et de différence de potentiel. Lorsque la membrane n'est pas stimulée, cette différence de potentiel s'appelle potentiel de repos ou potentiel de membrane. Lors d'une stimulation en dessous de la valeur seuil et donc sans génération d'influx nerveux, on parlera de potentiel local.

Si par contre, la membrane est stimulée au dessus de la valeur seuil, la membrane devient perméable et la distribution de charge s'inverse. Les ions Na+ entre dans la membrane. Une impulsion électrique est produite ! La face interne est alors chargée positivement par rapport à la face externe. On parle alors de potentiel d'action. Mais attention, l'amplitude de ces potentiels d'action reste constante, n'en demandons pas trop à notre chère membrane ! Une fois la valeur seuil atteinte, sa réaction est la même, c'est la loi du tout ou rien. Puis la fibre revient au repos en rétablissant l'ordre ionique initial.

Pourtant, vous n'avez pas besoin d'être Eisntein pour savoir que votre douleur n'a pas la même intensité à chaque fois... C'est pourquoi l'intensité est codée en fréquence de potentiels d'action au niveau des nocicepteurs: plus le stimuli est fort, plus il y a de potentiels d'action générés en un temps donné. Enfin, plus la fréquence est grande et plus la douleur ressentie est intense.

Enfin, à l'échelle d'un nerf, le signal peut varier en amplitude. Je m'explique. Les nocicepteurs sont en faits les extrémités des fibres nerveuses sensorielles nociceptives appelées aussi fibres C. Un ensemble de ces fibres C est appelé un nerf. Lors d'une stimulation plus forte, plus de fibres C seront recrutées (les fibres sont en effet plus ou moins sensibles)... entraînant une augmentation de l'amplitude du potentiel global du nerf. Cette augmentation atteint un seuil limite (potentiel global maximum) lorsque toutes les fibres sont recrutées.  

Je me répète et c'est à retenir ABSOLUMENT : l'intensité du message est codée en fréquence au niveau d'une fibre C, en amplitude au niveau d'un nerf.

Notes:

• l'analgésie congénitale est une maladie génétique très rare où quoiqu'il arrive (fracture, coupure,...), le malade ne sentira aucune douleur ! Cette maladie est liée à une absence de développement des fibres nerveuses spécialisées dans les messages nocicepteurs. Non ! Ce n'est pas une bonne chose ! S'il n'est pas averti par la douleur qu'il s'est fracturé la cheville, comment voulez vous qu'il se soigne ?!
• Plus les fibres ont un gros diamètre, plus le message circule vite !
  

La transmission du message

Le message nerveux douloureux est donc né... Il faut à présent l'amener jusqu'au cerveau.

La première partie du voyage : simplissime !

La première partie du voyage n'est pas la plus surprenante. Les nocicepteurs sont situés sur les fibres C, au bout (au niveau de l'arborisation terminale) de certains neurones reliant la moelle épinière aux organes. Voici le schéma d'un neurone pour vous aider à y voir plus clair:

Attention : Tous les neurones n'ont pas une gaine de myéline.

Les corps cellulaires sont tous regroupés dans les ganglions et les centres nerveux. Les axones et les arborisations terminales relient les différents centres entre eux et au reste du corps. L'impulsion électrique remonte donc les fibres nociceptives C jusqu'au corps cellulaire qui est placé dans la moelle épinière. Les neurones ainsi placés comme relais entre la moelle épinière et le reste du corps sont connus sous le nom de neurones sensoriels primaires ou périphériques. Leurs axones font parties des nerfs sensitifs puis des nerfs rachidiens au niveau de la moelle épinière. Voici à nouveau un schéma, mais de la moelle épinière cette fois, pour que vous puissiez bien la visualiser :

Arrivée dans le corps cellulaire, l'impulsion nerveuse doit alors être transmise au neurone suivant... c'est le grand saut  ! L'espace à franchir va être vaincu grâce à l'existence des synapses. 

Le franchissement des synapses de la moelle épinière

Une synapse est constituée de trois parties :

Il est bon de noter que compte tenu de la disposition des synapses, le message nociceptif peut faire le voyage dans un sens (des récepteurs jusqu'au cerveau) mais ne peut pas retourner en arrière (fonctionnement unidirectionnel). Pourquoi ? Les récepteurs du neuromédiateur ne sont que d'un côté, soyez observateur ! On dit que la synapse à une organisation dissymétrique. Quand à un message qui rebrousserait chemin en ayant peur de faire le grand saut, je ne veux pas en entendre parler  ! Le message nociceptif pré-synaptique est un influx nerveux qui ne peut pas se transmettre tel quel à travers la fente... S'il ne peut pas être transmis de manière électrique, pas de souci, il le sera de manière chimique ! À son arrivée, les vésicules contenant les neuromédiateurs par exemple la substance P ("pain" = douleur en anglais) se rapprochent de la membrane plasmique jusqu'à fusionner avec cette dernière. Elles libèrent alors les neuromédiateurs (ou neurotransmetteurs), plus ou moins selon la fréquence du message nerveux. Les neuromédiateurs franchissent la fente et arrivent sur les récepteurs des neurones suivantes - de leur vrai nom neurones post-synaptiques. Les récepteurs sont spécifiques, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent fixer qu'une seule substance et aucune autre. Les neuromédiateurs qui n'ont pas réussi à se fixer sur un récepteur sont rapidement détruits par des enzymes ou repris par la terminaison pré-synaptique pour ne pas fausser le message suivant... Le grand saut de la synapse (dite plutôt délai synaptique sur votre copie ) peut durer de 0,3 à 5 milisecondes ! Et les effets des neurotransmetteurs ne dépassent pas de 10 à 15 millisecondes ! Un acide aminé, le glutamate est également impliqué dans le passage de l'information au niveau des synapses.

Voilà, nous y sommes, les neuromédiateurs sont fermement accrochés aux récepteurs de la synapse, deux réponses sont alors possibles :

• Les synapses excitatrices où un message nerveux est généré à l'arrivée des neuromédiateurs. La fréquence de la nouvelle impulsion nerveuse dépend de la concentration en neurotransmetteurs et remonte le neurone comme elle l'avait fait du précédent.
• Les synapses inhibitrices. La fixation du neuromédiateur sur les récepteurs freine la transmission d'un message nerveux. 

La dernière ligne droite

Sur les axones des neurones faisant partis des synapses excitatrices, les influx nerveux voyagent dans la moelle épinière par la substance blanche jusqu'au cerveau. À la base du cerveau, un dernier relais synaptique et un dernier neurone amène l'impulsion nerveuse jusqu'au cortex. À l'arrivée dans ce dernier, la douleur se fait sentir. 

Vous pouvez maintenant répondre au QCM du cours!