Quelques questions sur les neurones

[Meiosis]

Bonsoir,

J'aurais quelques questions en biologie sur les neurones, peut-être très bêtes et assez naïves mais il se trouve que je creuse toujours trop loin et donc je me pose toujours des questions.

1) Je me demandais comment se mettait "en marche" le premier neurone lors de l'embryogenèse pour permettre la vie.
En effet le coeur se met à battre de son premier battement grâce à une première dépolarisation mais alors comment le premier neurone se met à fonctionner et à se dépolariser pour ce faire ? Un peu le problème de l'oeuf ou la poule.

2) J'ai étudié en détails les mécanismes de transduction pour les organes des sens. Pour la somesthésie (prenons le toucher par exemple) si on appuie sur le clavier avec ses doigts on sent qu'on le fait, normal. Ce que je n'arrive pas à imaginer c'est comment le fait de toucher notre clavier ou n'importe quel objet peut dépolariser la fibre nerveuse afférente sous les récepteurs cutanés ? C'est du sodium qui est responsable des dépolarisations, comment le corps détecte qu'il faut ouvrir des canaux sodiques quand on touche un objet ?

3) En rapport avec la 2. Comment le corps différencie une sensation de bien-être (massage par exemple) d'une douleur ? J'ai quelques notions avec le fait que les potentiels d'action ont toujours même amplitude et le codage se fait en fréquence de PA dans une fibre nerveuse. Cependant la loi du tout ou rien n'est pas respectée à l'échelle d'un nerf entier comprenant plusieurs axones, l'amplitude augmente avec l'intensité de stimulation, la réponse se trouve peut-être là ? Mais là encore ça doit être plus compliqué pour expliquer ça. Je ne vois pas en quoi de simples mouvements d'ions dans des axones nous font ressentir des sensations, c'est surprenant non ?

4) Pour finir et c'est une question d'ordre générale. Comment le corps détecte qu'il s'agit bien d'un ion calcium par exemple lors des processus de contractions musculaires ? D'un ion sodium lors d'une dépolarisation ? En gros c'est une question de nombre de protons différents, pourquoi du calcium permettrait la contraction musculaire et pas du sodium ? Comment une simple différence de protons fait que tel atome sera impliqué dans un processus biologique plutôt qu'un autre ?

Voilà, mes questions sont sans doute très tordues et bizarres mais j'espère avoir des réponses ou au moins des pistes.

Merci à vous.
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[inviteabfc6db8]

Pour la 4)s
Le calcium et le sodium qui sont sous forme d'ions dans la cellule ne se fixent pas aux mêmes molécules.

Pour la contraction, il faut que la concentration intracellulaire de calcium augmente. Le calcium dans cellule musculaire agit sur le troponine qui est une protéine bloquant le contact entre l'actine et la myosine. L'ion calcium se fixent sur la troponine, ce qui induit un changement de configuration spatiale de cette dernière permettant ainsi le contact entre l'actine et la myosine donc la contraction.
La calcium active aussi une autre protéine, la calmoduline qui stimule l'activité de l'enzyme MLCK. Cette enzyme stimule la contraction en phosphorylant la chaine legère de myosine.
Le sodium, Na⁺, ne permet pas de réaliser ces mécanismes, seul le calcium, Ca²⁺, peut se fixer à ces molécules.

Pour la dépolarisation, c'est car les canaux activés (souvent chimio-dépendants au départ puis à -50mV voltage dépendants) sont spétifiques aux ions sodium et non aux ion calcium ni chlore.

Il y a quand même des différences de taille, de masse, de charges, de répartition des électrons entre ces ions ...

[Meiosis]

Merci bien pour cette réponse rapide !

En fait ma question comprenait plus le "pourquoi" et non le "comment", je sais que la science n'a pas pour habitude de répondre à cette question.
Je connais les mécanismes de base (troponine, myofibrilles, actine/myosine etc).

"Le sodium, Na+, ne permet pas de réaliser ces mécanismes, seul le calcium, Ca2+, peut se fixer à ces molécules."

Justement pourquoi le Na+ ne le peut pas et le Ca2+ si ? Il faut regarder au niveau des protons et des autres caractéristiques de ces ions comme tu dis à la fin de ton message.

"Pour la dépolarisation, c'est car les canaux activés (souvent chimio-dépendants au départ puis à -50mV voltage dépendants) sont spétifiques aux ions sodium et non aux ion calcium ni chlore."

Par chimio-dépendants tu sous-entends que ce qui ouvre tout au départ les canaux Nav ce sont les neurotransmetteurs puis vers -50mV d'autres canaux Nav s'ouvrent grâce à la dépolarisation ainsi amorcée ?

Ma question concernait cette fois-ci plus le "pourquoi". Je n'arrive pas à imaginer que quand on touche un objet avec notre peau une dépolarisation soit amorcée pour envoyer un signal sensitif vers le cerveau. Je n'arrive pas à savoir comment des ions peuvent nous faire avoir mal.
De même pour la voie motrice efférente, je ne comprends pas comment le simple fait de penser à bouger sa main peut entrainer des dépolarisations donc un influx de Na+ dans le cortex moteur primaire et tout ce qui s'en suit... C'est compliqué.

[inviteb3a6feac]

Bonjour,

Tout cela est très simple quand no comprend comment cela marche.
La transduction du signal mécanique se fait via des mécano-cepteurs : des récepteurs canaux sensibles à la déformation mécanique. Ce sont les tensions sur la membrane de la cellule que les fait s'ouvrir. Du coup il s'ouvre mécaniquement laissant entrer le sodium entre autres et provoque le cas échéant une dépolarisation suffisante pour générer un PA.

Quant à savoir si une sensation disons mécanique pour rester dans l'exemple est perçue comme nociceptive ou non nociceptive. La réponse est simple, tout réside dans le seuil d’activation des neurones détectant cela.
La somesthésie du toucher met en jeu 4 types de récepteurs cutanées et sous-cutanés. Ils sont activés par des pressions et vibrations relativement légère et rapides. Les neurones sont eux même câblés à des zones médullaires et cérébrales non nociceptives.
Lorsque vous appuyez bien plus fort avec votre doigt viendra une sensation douloureuse. Cela est du à l'activation des neurones câblés aux zones de la douleur consciente dans le cerveau. De plus, pour qu'ils ne s'activent pas systématiquement lorsque l'on touche quelque chose, ces neurones nociceptifs sont dits à haut seuil d'activation. Il leur faudra donc beaucoup plus d'énergie pour les activer, une énergie appliquée sur le corps qui normalement est dangereuse pour notre intégrité.

Pourquoi un ion calcium plutôt qu'un sodium ?
Je vous réponds de deux manières :
Parce que l'évolution nous a fait obtenir ces caractères, probablement les plus favorables pour fonctionner actuellement.
Parce qu'il fat bien de la sélectivité d'action: un seul ion ne peut pas tout faire. En foot, vous avez bien 11 jours spécialisés à des postes différents pour marquer un but. S'il y avait 11 gardiens de but ou 11 milieux, ce serait le foutoir.

J'ai répondu à vos questions en partant de la fin, donc voici la réponse à la première question: Le code génétique est la réponse. Il permet à la cellule de vivre en fonction des protéines qui y sont fabriquées. De la même manière qu'une autre cellule, le neurone va donc se mettre à vivre en fonction de ce que le codage de son ADN lui permet: entre autre générer de la bio-électricité.

Cordialement
Nowell

[A voir en vidéo sur Futura]

[Meiosis]

Merci beaucoup nowell, la réponse est très intéressante !