TP-TD . Anatomie et histologie du système nerveux de l'homme et étude de quelques tissus endocrines

("rappels" de seconde reformulés à l'attention des élèves de terminale)


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Questionnaire
dont vous trouverez les réponses dans les documents fournis (ci-dessous) et dans votre manuel (Bordas)

Le système nerveux

1

On peut scinder le système nerveux en 2 parties: lesquelles ?

2

Le tissu* nerveux est formé de combien de types cellulaires ? Lesquels ?

*un tissu est un ensemble de cellules réalisant une même fonction

3

Légendez le schéma de l'ultrastructure d'un neurone théorique (Bordas p 158-159)

4

Dans un nerf y-a-t-il des noyaux ? Si oui, lesquels ? A quoi peuvent servir les vaisseaux sanguins ? Qu'est-ce qu'une cellule de Schwann ? Est-ce une cellule qui fait partie du tissu nerveux ? (Bordas p 158)

5

Faites un schéma légendé de la coupe transversale de moëlle épinière de mammifère (Bordas p 156-159)

6

Par quels os (et cartilages) la moëlle épinière est-elle protégée ?

7

Les neurones d'un embryon peuvent-ils se diviser ? Et ceux d'un très jeune enfant ? Et ceux d'un adulte ?

8

Quels sont les fonctions du système nerveux ?

Des cellules endocrines

9

Quelle est la différence entre une sécrétion endocrine et une sécrétion exocrine ?

10

Citer deux glandes exocrines et deux glandes endocrines

11

Faire un schéma de l'hypophyse (à l'aide du livre p 218 et 220)

12

Dans la partie antérieure de l'hypophyse ou adénohypophyse, citez des cellules endocrines

13

Dans la partie postérieure de l'hypophyse ou neurohypophyse, quelles sont les cellules endocrines ?

14

Qu'est-ce qu'une hormone ?

15

Pourquoi un tissu à fonction endocrine est-il toujours richement vascularisé* ?

* vascularisé signifie qu'il est irrigué par des vaisseaux sanguins

16

Les testicules ont une importante fonction endocrine. La principale hormone masculinisante sécrétée par les testicules est la testostérone secrétée par les cellules intesricielles ou cellules de Leydig. Repérez ces cellules endocrines sur une coupe de testicules et précisez leur position par rapport aux vaisseaux sanguins irriguant le testicule. (Bordas p 216)

17

Les ovaires ont aussi une importante fonction endocrine. Des hormones ovariennes sont sécrétées notamment en grande quantité par les cellules de la thèque interne des follicules mûrs. Repérez ces cellules sur une coupe et précisez leur position par rapport aux vaisseaux sanguions irriguant l'ovaire, que vous essaierez d'observer. (Bordas p 237)

Anatomie fonctionnelle

 

  • système nerveux central (cerveau et moelle épinière)
  • système nerveux périphérique : plexus (amas diffus), ganglions, nerfs, récepteurs sensoriels...

 


vue très schématique du système nerveux de l'homme

On distingue, parmi certaines invaginations des épithéliums embryonnaires :

  • les glandes exocrines qui sécrétent des produits vers le milieu extérieur par l'intermédiaire d'un canal excréteur (ex: glande sudoripare)
  • les glandes endocrines qui sécrétent un produit vers le milieu intérieur (sang et lymphe) et qui sont dépourvues de canal (soit parce qu'il a dégénéré soit parce que les cellules de la glande sont des cellules embryonnaires épithéliales qui ont migré pour venir s'insérer dans un autre tissu) ; les cellules endocrines peuvent donc être organisées sous forme d'une glande endocrine séparée soit former des amas de cellules associés à d'autres tissus.

Principales glandes endocrines chez l'homme

 On distingue aussi les :

  • système nerveux somatique : volontaire
  • système nerveux autonome : involontaire
Histologie fonctionnelle
le tissu nerveux
le tissu endocrine

cellule nerveuse = neurone (on estime à 10 milliards le nombre de neurones dans le seul cerveau humain)
cellules de soutien = cellules gliales (formant la glie) dont les cellules de Schwann

une glande endocrine "séparée" : l'hypophyse

elle comprend des cellules endocrines (sécrétrices d'hormones : par exemple une cellule endocrine adénohypophysaire sécrétrice de LH et FSH) et des prolongements de cellules nerveuses stockant des neurohormones (par exemple une cellule neurosécrétrice d'ocytocine ou d'ADH avec terminaison axonale distendue)

Un neurone comprend typiquement :

  • un corps cellulaire contenant le noyau (de diamètre inférieur à 100µm chez les vertébrés)
  • des prolongements ou fibres très fines de moins de 10 µm de diamètre (une seule fibre longue : l'axone, pouvant mesurer plusieurs mètres de long, toujours entouré par des cellules gliales et terminé par des renflements synaptiques, et généralement un grand nombre de fibres courtes (les dendrites), souvent très ramifiées).

On peut distinguer les neurones multipolaires (avec un seul axone long et des dendrites très nombreux et très ramifiés), les neurones bipolaires avec un dendrite et un axone uniques, tous les deux ramifiés à leur extrêmité, et les neurones pseudo-unipolaires pour lesquels le dendrite et l'axone unique partent du même point du corps cellulaire.

L'hypophyse ou glande pituitaire est en fait d'origine embryonnaire mixte:

  • lobe antérieur ou adénohypophyse (issu d'une invagination de l'épithélium de la bouche embryonnaire) et lobe intermédiaire, endocrines
  • lobe postérieur ou neurohypophyse, issu d'une invagination du tissu nerveux hypothalamique : il contient des terminaisons nerveuses de neurones hypothalamiques sécréteurs (qui produisent des neurohormones) et est relié à l'hypothalamus par la tige pituitaire, composée de tissu nerveux

coupe transversale d'un nerf (Bordas TS p 158)


Quelques étapes très schématique de la formation de l'hypophyse montrant son origine mixte

Photos et schémas Bordas TS p 218 et 220

coupe transversale d'une moelle épinière (Bordas TS, p 153, 156-157, p159): le schéma ci-dessous vous permet de remplacer le tissu nerveux au sein de la structure de la colonne vertébrale.


Position de la moelle épinière sur une vue latérale de colonne vertébrale avec départ des nerfs rachidiens

Les neurones sont issus de la couche embryonnaire la plus externe : l'ectoderme. Chez les vertébrés ils sont issus d'une invagination en forme de gouttière (tube neural) qui petit à petit se différencie à l'avant en cerveau et vers l'arrière de l'embryon en moelle épinière d'où partent de nombreux prolongements. (film CNDP sur le cerveau présentant quelques séquences du développement embryonnaire de la salamandre). Le cerveau humain contient environ 10 milliards de neurones. Les neurones cessent de se diviser avant la naissance et seuls la croissance des cellules (et surtout des prolongements cellulaires) est responsable de la maturation du système nerveux du petit enfant. Très récemment on a mis en évidence un renouvellement cellulaire dans certaines parties du cerveau humain (cervelet). On sait cultiver in vitro des neurones de vertébrés comme les cellules du cervelet de certains poissons (voir séquences du film cité ci-dessus).

Les glandes endocrines sont toujours richement vascularisées: l'hypophyse est irrigée par un réseau de capillaires issu de vaisseaux venant d'un réseau hypothalamique. Les vaisseaux situés entre ces deux réseaux capillaires sont qualifiés de système porte hypophysaire

Les hormones sont des substances chimiques sécrétées en permanence à un certain taux par des cellules spécifiques (cellules endocrines) toujours actives (même si leur activité est modulée par des paramètres physiologiques) ; transportées par les liquides internes mais surtout le sang, elles agissent, loin du lieu de sécrétion, sur des cellules-cibles pourvues de récepteurs spécifiques.

Conclusion

Le système nerveux est véritablement un ensemble homogène de cellules de par leur origine embryonnaire (tube neural et vésicules céphaliques).
Ses fonctions s'inscrivent dans le travail de relation :

  • du point de vue relation avec le milieu extérieur, c'est le système qui assure la perception du milieu extérieur, l'intégration de ces perceptions et la commande de réponses adaptatives rapides.
  • du point de vue interne, le système nerveux assure une commande d'organes intervenant aussi bien dans le travail de nutrition que de reproduction il contrôle ainsi de très nombreuses fonctions endocrines et posséde lui-même une fonction endocrine (de par la sécrétion de neurohormones). Chez certains organismes animaux simples (invertébrés) c'est souvent le seul système endocrine connu.

Le terme de système endocrine est une dénomination qui ne devrait plus être employée dans la mesure où les cellules qui le composent sont d'origine et de rôles divers. Il vaudrait mieux parler de fonction endocrine.
Le deuxième point est que la fonction endocrine ne peut être séparée de l'appareil circulatoire. Un étude intéressante de physiologie comparée dans le règne animal met en évidence ce lien. Les animaux qui ne présentent pas de véritable appareil circulatoire (les Triploblastiques acoelomates par exemple) n'ont, semble-t-il, que des organes neuroendocrines. Les animaux possédant un véritable appareil circulatoire (Triploblastiques coelomates) présentent pour les plus primitifs (Annélides, Myriapodes, Crustacés femelles par exemple) des cellules endocrines mal séparées des épithéliums et qui forment des organes neurohémaux, alors que les plus évolués (Mollusques, Crustacés mâles, Echinodermes, Insectes et bien sûr Vertébrés par exemple) présentent de véritables glandes endocrines et des hormones incontestables.

Quelle signification donner à la sécrétion endocrine ? Elle présente sûrement un rôle informatif : les hormones transportent des messages qui sont transmis depuis des organes régulateurs (les glandes endocrines) vers les organes cibles (les organes ou cellules pourvues de récepteurs spécifiques). Mais comment rendre compte du fait que les hormones sont constitutives du milieu intérieur, les taux d'hormones déterminent en permanence les différentes activités de populations cellulaires cibles ? Le terme de contrôle hormonal ou de commande hormonale semble bien adapté.

Quelques comparaisons un peu anthropomorphiques mais qui peuvent aider à comprendre le rôle des hormones... Une hormone c'est un ordre. Mais un ordre dirigé vers les cellules compétentes, qui sont suceptibles d'y "obéir", parce qu'elles "comprennent" cet ordre. Les cellules sont soit sensibles à la loi, obéissent à l'ordre (elles sont compétentes), soit n'ont pas les récepteurs et sont insensibles, la loi ne les concerne pas (elles sont incompétentes), soit enfin, présentent des déréglements qui font qu'elles sont insensibles secondairement à cette loi (cellules cancéreuses par exemple : elles sont secondairement incompétentes). Par analogie avec la société humaine on peut comparer un taux hormonal à une loi qui s'adresse à une certaine population qui y est soumise, parcequ'elle y est réceptive.

On est donc loin de la dualité système nerveux, système hormonal qu'il me semble urgent d'abandonner.