Le potentiel d’action (ou influx nerveux) est une réaction chimique et électrique qui permet aux neurones de communiquer entre eux. En passant par différentes étapes, le potentiel électrique du neurone change brusquement en fonction des ions qui entrent et sortent du neurone. En se propageant le long du neurone, le potentiel d’action atteint les boutons terminaux et libère des neurotransmetteurs. Puis, lorsque lorsqu’il y a suffisamment de neurotransmetteurs qui se fixent sur un autre neurone et qui entrainent une entrée d’ions positifs, ce neurone va également conduire l’influx nerveux et ainsi de suite.

ions du neurone

1. Le neurone est au repos

À la base, lorsque le neurone n’est pas en train de transmettre un message, il est à environ -70mV (millivolts). Les canaux qui jouent un rôle dans le potentiel d’action sont donc fermés.

Canaux : Ce sont des entrées conçues pour que les ions positifs et négatifs puissent entrer et sortir du neurone. Le déplacement de ces ions peut rendre le neurone plus positif ou plus négatif.

* Les ions sodium et potassium sont en vert puisqu’ils ont une charge positive.
Neurone au repos, potentiel d'action
On voit ici un neurone sur lequel j’ai fait un zoom au niveau du cône axonique. On voit aussi que les canaux, illustrés en jaune, rouge et violet, sont tous fermés.

2. Dépolarisation : Les canaux chimio-dépendant s’ouvrent

On se souvient que le potentiel d’action sert à libérer des neurotransmetteurs. Alors, lorsqu’un neurone en libère, ils se fixent sur un autre neurone. Puis, lorsque ce neurone reçoit des neurotransmetteurs sur ses récepteurs, ça ouvre ses canaux chimio-dépendants.

Ces canaux permettent l’entrée d’ions positifs et négatifs dans le neurone. Toutefois, puisque l’objectif de cet article est d’expliquer le potentiel d’action, nous allons prendre pour acquis que les neurotransmetteurs libérés ont ouvert des canaux qui permettent l’entrée d’ions positifs.

On peut voir cette étape comme un phénomène TOUT OU RIEN. Je m’explique. Dans le cône axonique, il y a une sommation de tous les ions positifs et négatifs. C’est un peu comme calculer une moyenne. Alors, s’il y a une entrée suffisamment grande d’ions positifs, il peut y avoir potentiel d’action. S’il n’y a pas assez d’ions positifs par rapport aux ions négatifs, il n’y a pas de potentiel d’action. Cette sommation se fait seulement sous le seuil d’excitabilité qui est de -55mV, car si ce potentiel électrique est dépassé, le potentiel d’action est enclenché.

Les canaux chimio-dépendants sont illustrés en violet. On voit que des ions positifs entrent tranquillement dans le neurone grâce aux neurotransmetteurs qui ouvrent les canaux.

3. Potentiel d’action : Les canaux Na+ voltage-dépendant s’ouvrent

L’atteinte du seuil d’excitabilité (-55mV) déclenche l’ouverture des canaux voltage-dépendant. Ces canaux sont un peu différent, car ils s’ouvrent grâce à un potentiel électrique supérieur à -55mV contrairement aux canaux chimio-dépendants qui s’ouvrent grâce aux neurotransmetteurs. Donc, la dépolarisation se poursuit, mais cette fois à une vitesse fulgurante. Ces canaux permettent l’entrée d’une grande quantité d’ions positifs spécifique : les ions Na+. Le potentiel électrique du neurone passe donc très rapidement de -55mV à +30mV! Le potentiel d’action est alors officiellement enclenché.

L’ouverture des canaux Na+ voltage-dépendant provoque une entrée massive d’ions positifs Na+.

4. Repolarisation : Les canaux K+ voltage-dépendant s’ouvrent

Lorsque le potentiel électrique du neurone atteint +30 mV, les canaux Na+ se ferment et les canaux K+ s’ouvrent. Alors, les ions K+ sortent du neurone par ces canaux rendant le neurone de plus en plus négatif.

3e étape potentiel d'action
Les canaux K+ illustrés en jaune, font sortir les ions K+ du neurone.

5. Hyperpolarisation : Le neurone est plus négatif qu’au repos

Par le temps que les canaux K+ se ferment, il y a tellement d’ions positif qui sont sorti du neurone qu’il devient encore plus négatif qu’au repos pendant un court instant. Pendant ce moment, le neurone aura besoin de beaucoup plus d’ions positif pour qu’il puisse se dépolariser à nouveau. Donc, le neurone peut se reposer un court moment pendant qu’il rétablit son potentiel électrique à son état de repos, c’est-à-dire -70mV.

Bref.

Pour résumé, voici un petit graphique qui illustre les différentes étapes.

Graphique potentiel d'action
On y voit le potentiel électrique du neurone en fonction du temps.

L’influx nerveux se déplace le long de l’axone comme une chaine de dominos qui tombent.

Déplacement influx nerveux

Puis, une fois que l’influx nerveux a atteint le côté opposé du neurone, les ions Ca2+ entrent dans les boutons synaptiques. L’arrivée des ions Ca2+ amène les neurotransmetteurs à sortir du neurone.

Les neurotransmetteurs se fixent sur un autre neurone pour ouvrir ses canaux chimiodépendant. Si suffisamment d’ions positif entrent, les cannaux voltage-dépendant s’ouvrent, le potentiel d’action se propage le long du neurone jusqu’au boutons terminaux et libère des neurotransmetteurs qui se fixent sur un AUTRE neurone et ainsi de suite… Jusqu’à ce que l’influx nerveux se rende à destination.

Voici une version animée des étapes :

Sources

Martini, F. (2015). L’essentiel de la biologie humaine, une approche visuelle. Pearson.

Le cerveau à tous les niveaux!. (s.d.). La communication neuronale. Université McGill. https://lecerveau.mcgill.ca/flash/a/a_01/a_01_cl/a_01_cl_fon/a_01_cl_fon.html

Kolb, B., Whishaw, I.Q. et Teskey, G.C. (2019). Cerveau et comportement. https://books.google.ca/books?id=4J6WDwAAQBAJ&pg=PA133&lpg=PA133&dq=canal+chimio+d%C3%A9pendant+influx+nerveux&source=bl&ots=_Q7Ej2IzYa&sig=ACfU3U0etV5GBytfEjrKG8-DkAD9kR8Akw&hl=fr&sa=X&ved=2ahUKEwiYnbmzipLrAhVnRN8KHT__Ch4Q6AEwCnoECAkQAQ#v=onepage&q=canal%20voltage%20d%C3%A9pendant&f=false

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