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Fiche explicative de la leçon: Système nerveux autonome Biologie

Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à décrire la structure et la fonction des systèmes nerveux sympathique et parasympathique.

Un réseau de milliards de cellules nerveuses reliées entre elles forme notre système nerveux hautement organisé. C’est le centre de contrôle du corps, dirigeant toutes les fonctions, même celles auxquelles nous ne réflichissons pas. Le système nerveux autonome est responsable de ces activités inconscientes, et il continue de fonctionner même lorsque nous dormons. C’est aussi le système qui nous aide non seulement à échapper à des situations dangereuses, mais aussi à digérer notre nourriture!

Terme clé: Système nerveux

Le système nerveux est un réseau de cellules nerveuses qui transmettent l’influx nerveux entre différentes parties du corps.

Terme clé: Autonome

Le système nerveux autonome est la partie qui est contrôlée involontairement.

Il y a deux divisions principales dans le système nerveux:le système nerveux central (SNC) et le système nerveux périphérique (SNP). Ceux-ci sont illustrés à la figure 1. Le SNC est composé du cerveau et de la moelle épinière. Le SNP se compose d’un réseau de nerfs rachidiens et de nerfs crâniens situés à l’extérieur du cerveau qui transportent les informations entre le SNC et le reste du corps.

Il y a plusieurs autres divisions du système nerveux périphérique, qui sont illustrées à la figure 2.

Tandis que la division sensorielle du SNP transmet les impulsions des récepteurs au SNC, la division motrice transmet les impulsions du SNC aux organes effecteurs. Les organes effecteurs, tels que les muscles et les glandes, sont ceux qui effectuent une réponse. Au sein de la division motrice, le système nerveux somatique envoie généralement des impulsions aux muscles squelettiques. Il est responsable des mouvements volontaires que nous pouvons contrôler.

Le système nerveux autonome est l’autre division du système moteur, et ce sera le sujet de cette fiche explicative. Le but du système nerveux autonome est de réguler les activités involontaires et inconscientes. Il est chargé d’envoyer l’influx nerveux du SNC aux muscles lisses, aux muscles cardiaques et aux glandes.

Exemple 1: Décrire le rôle principal du système nerveux autonome

Quel est l’objectif principal du système nerveux autonome?

  1. de contrôler les mouvements volontaires et la coordination
  2. de transmettre des informations du cerveau au reste du corps
  3. de réguler les activités involontaires
  4. d’initier la réponse combat-fuite

Réponse

Il y a deux divisions principales dans le système nerveux:le système nerveux central (SNC) et le système nerveux périphérique (SNP). Le SNC est composé du cerveau et de la moelle épinière. Le SNP est constitué d’un réseau de nerfs rachidiens et crâniens qui transportent des informations entre le SNC et le reste du corps.

Il existe plusieurs autres divisions du système nerveux périphérique, comme le montre la figure ci-dessous.

Tandis que la division sensorielle du SNP transmet les impulsions des récepteurs au SNC, la division motrice transmet les impulsions du SNC aux organes effecteurs. Les organes effecteurs, tels que les muscles et les glandes, sont ceux qui provoquent une réaction. Au sein de la division motrice, le système nerveux somatique envoie généralement des impulsions aux muscles squelettiques. Il est responsable des mouvements volontaires que nous pouvons contrôler.

Le but du système nerveux autonome est de réguler les activités involontaires et inconscientes. Cela implique l’envoi d’influx nerveux du SNC aux muscles lisses, aux muscles cardiaques et aux glandes. Le système nerveux autonome n’est pas le seul système qui transmet des informations du cerveau au reste du corps, puisque le système somatique le fait également.

Le système autonome conduit les informations depuis le SNC, qui comprend à la fois le cerveau et la moelle épinière et pas seulement le cerveau comme le suggère l’un des choix.

Bien que la réponse combat-fuite soit l’un des rôles du système nerveux autonome, il est également impliqué dans la réponse opposée qui consiste à faire reposer et digérer le corps.

Par conséquent, le but principal du système nerveux autonome est de réguler les activités involontaires.

Nous allons comparer et contraster les deux divisions du système nerveux autonome:le sympathique et le parasympathique.

Ces deux systèmes sont parfois qualifiés d’antagonistes, car ils se complètent l’un avec l’autre pour maintenir le corps dans un état d’équilibre. Ils sont considérés comme antagonistes car ils provoquent généralement des réactions opposées, telles que l’augmentation ou la diminution de la fréquence cardiaque. Cela permet de maintenir un milieu interne constant dans un processus appelé homéostasie. Alors que le système nerveux sympathique prépare le corps à une action cohérente et coordonnée, le système nerveux parasympathique le ramène à un état de repos harmonieux.

Un résumé des deux systèmes et de leurs effets sur les différents organes du corps est illustré à la figure 3.

Terme clé: Système nerveux parasympathique

Le système nerveux parasympathique est responsable de la réponse de repos et de digestion lorsque le corps se détend, se repose ou se nourrit.

Terme clé: Système nerveux sympathique

Le système nerveux sympathique est responsable de la réponse combat-fuite lorsque le corps se prépare à agir.

Regardons d’abord le système nerveux parasympathique.

Les fibres nerveuses du système nerveux parasympathique commencent dans le SNC, plus précisément dans le tronc cérébral et dans la région sacrée ou inférieure de la moelle épinière. Vous pouvez le voir sur la figure 3, avec les lignes bleues représentant les nerfs qui connectent les bases du cerveau et de la moelle épinière aux différents organes à gauche.

Le système nerveux parasympathique est responsable de la réponse du repos et de la digestion dans le corps humain. Généralement, si le résultat d’une réponse nerveuse diminue l’activité, cela implique le système nerveux parasympathique. Il le fait en envoyant l’influx nerveux à de nombreux organes et tissus, comme indiqué sur la figure 4. Les nerfs parasympathiques utilisent un neurotransmetteur appelé l’acétylcholine qui est libéré dans chaque synapse. Les synapses forment des espaces de contact entre les neurones. L’acétylcholine fait en sorte que le signal se déplace dans la bonne direction.

Terme clé: Repos et digestion

La réponse du repos et de la digestion se produit lorsque le corps se détend, se repose ou se nourrit.

Le système digestif contient de nombreux organes cibles du système nerveux parasympathique. Par exemple, l’influx nerveux est envoyé à l’estomac pour le stimuler à sécréter des sucs gastriques. Des signaux sont également envoyés à l’intestin grêle pour augmenter sa production d’enzymes digestives;aux glandes salivaires pour augmenter leur sécrétion de salive;et au foie pour augmenter sa production de bile. Toutes ces réponses facilitent la digestion.

Le système nerveux parasympathique est également impliqué dans les réponses du système circulatoire. Par exemple, si votre pression artérielle et votre fréquence cardiaque sont trop élevées, le système parasympathique peut les faire diminuer. Les barorécepteurs, situés dans l’artère carotide et l’aorte, détectent que la pression artérielle est trop élevée et envoient un influx nerveux au SNC. Le SNC envoie des impulsions électriques à travers les nerfs du système nerveux parasympathique, ce qui réduit le rythme cardiaque et donc la pression artérielle.

Le corps a pour but de conserver autant d’énergie que possible lors de ces conditions au repos, pour qu’il puisse la dépenser si une situation dangereuse se présentait. Par exemple, les réponses qu’il effectue peuvent conduire à une diminution de la glycémie en augmentant le stockage du glucose sous forme de glycogène dans les cellules hépatiques. Cela signifie que la respiration cellulaire utilisera moins de glucose, et plus d’énergie sera conservée.

Les parois des vaisseaux sanguins contiennent des muscles lisses. Dans les vaisseaux sanguins conduisant aux muscles squelettiques, ce muscle lisse se contracte, ce qui signifie que les vaisseaux sanguins se contractent. Par conséquent, moins de sang est distribué aux muscles volontaires. Au lieu de cela, une grande quantité de sang est déviée vers les vaisseaux sanguins qui mènent au système digestif. Les muscles lisses dans ces vaisseaux du système digestif se détendent, ce qui provoque la dilatation des vaisseaux sanguins. Cela veut dire que davantage de sang peut accéder aux organes digestifs afin de leur apporter plus d’oxygène et de glucose pour la respiration cellulaire.

Les bronches, les voies respiratoires des poumons, se détendent pour réduire la ventilation des poumons. Cela signifie que moins d’énergie est dépensée pour les nombreuses inspirations et expirations, qui ne sont pas nécessaires à l’état de repos et de digestion. Le système nerveux parasympathique peut même provoquer la contraction des muscles circulaires de l’iris, en rétrécissant les pupilles pour que l’œil reçoive moins de lumière!Cela contribue à nous rendre plus léthargiques et favorise le sommeil en évitant que la lumière ne nous réveille.

Dans l’antiquité, les femmes appliquaient des gouttes pour les yeux à base de baies d’une plante empoisonnée appelée Atropa belladonna (qui signifie « belle dame » en italien). L’atropine contenue dans le jus des baies est un produit chimique qui bloque l’effet de l’acétylcholine sur l’iris, ce qui donne une ouverture plus élargie des pupilles. Cela les rendait soi-disant plus belles!

Exemple 2: Identifier les réponses du système nerveux parasympathique

Laquelle des réponses suivantes est provoquée par le système nerveux parasympathique?

  1. une diminution de la fréquence cardiaque
  2. une diminution de la sécrétion des enzymes digestives
  3. une augmentation de la glycémie
  4. la dilatation des pupilles

Réponse

Le système nerveux parasympathique est responsable de la réponse de repos et de la digestion dans le corps humain. Généralement, si le résultat d’une réponse nerveuse diminue l’activité, cela implique le système nerveux parasympathique.

Le système digestif possède de nombreux organes cibles du système nerveux parasympathique. Par exemple, l’influx nerveux est envoyé à l’estomac pour le stimuler à sécréter des sucs gastriques. Des signaux sont également envoyés à l’intestin grêle pour augmenter sa production d’enzymes digestives;aux glandes salivaires pour augmenter sa sécrétion de salive;et au foie pour augmenter sa production de bile. Toutes ces réponses facilitent la digestion en initiant des processus de digestion et en les aidant à fonctionner efficacement.

Le système nerveux parasympathique est également impliqué dans les réponses du système circulatoire. Par exemple, si votre pression artérielle et votre fréquence cardiaque sont trop élevées, le système parasympathique génère des réponses pour les diminuer. D’autres réponses provoquées par le système nerveux parasympathique impliquent la constriction des pupilles, une diminution de la glycémie en augmentant le stockage du glucose sous forme de glycogène dans les cellules hépatiques, et la relaxation du muscle lisse dans les bronches du système respiratoire. Le corps a pour but de conserver autant d’énergie que possible dans ces conditions de repos, pour qu’il puisse la dépenser si une situation dangereuse se présentait.

Par conséquent, la réponse provoquée par le système nerveux parasympathique est une diminution de la fréquence cardiaque.

Regardons maintenant le système nerveux sympathique.

Les fibres nerveuses du système nerveux sympathique proviennent du SNC, plus précisément dans les régions thoracique et lombaire de la moelle épinière. Vous pouvez le voir sur la figure 3, avec les lignes rouges représentant les nerfs qui connectent les régions centrales de la moelle épinière aux différents organes à droite.

Le système nerveux sympathique est responsable de la réponse combat-fuite dans le corps humain. Il a pour but de nous aider à échapper à une situation dangereuse ou à la combattre. Ces réponses sont probablement apparues il y a longtemps chez nos ancêtres comme moyen d’échapper aux prédateurs. Mais elles sont toujours utilisées aujourd’hui, puisque vous pourriez avoir recours à des réponses combat-fuite dans des situations engoissantes comme se produire sur scène, se tenir en haut d’un bâtiment très haut ou même voir une araignée!Généralement, si le résultat d’une réponse nerveuse augmente l’activité, cela implique le système nerveux sympathique. Il le fait en envoyant des influx nerveux à de nombreux organes et tissus différents, comme le montre la figure 5.

Terme clé: Combat-fuite

La réponse combat-fuite est une réponse physiologique automatique déclenchée par le système nerveux sympathique qui se produit lorsque le corps se prépare à s’échapper d’une situation stressante ou à la combattre.

Le système nerveux sympathique agit de manière antagoniste par rapport au système nerveux parasympathique.

Les principaux neurotransmetteurs du système nerveux sympathique sont l’adrénaline (l’épinéphrine) et la noradrénaline (la norépinéphrine). Celles-ci agissent également comme des hormones qui sont libérées en plus grandes quantités par les glandes surrénales lorsqu’une personne se trouve dans des situations à haut risque. Le système nerveux sympathique active la médullosurrénale des glandes surrénales pour augmenter sa production d’adrénaline et de noradrénaline. Ces hormones se lient aux tissus cibles et engendrent des réponses qui permettent à l’organisme de répondre rapidement.

Terme clé: Adrénaline (Épinéphrine)

L’adrénaline est une hormone sécrétée par les glandes surrénales qui accélère la circulation sanguine, la respiration et le métabolisme des glucides et prépare les muscles à l’effort.

Terme clé: Noradrénaline (Norépinéphrine)

La noradrénaline est une hormone et un neurotransmetteur dans le système nerveux sympathique, sécrétée par les glandes surrénales et qui agit principalement en augmentant la fréquence cardiaque et la force de contraction des muscles squelettiques.

Dans ces cas là, la fréquence cardiaque augmente, puisque plus votre cœur bat et votre sang est oxygéné, plus le rythme de la respiratoire cellulaire augmente. Cela signifie que vos cellules, en particulier les cellules musculaires, peuvent libérer plus d’énergie pour effectuer une action urgente. La glycémie augmente également puisque plus de molécules de réserve du glycogène sont décomposées dans le foie pour fournir du glucose aux cellules. La plupart des vaisseaux sanguins du corps se contractent. Cela augmente le flux sanguin vers le cœur, les muscles squelettiques et les organes vitaux pour assurer que le glucose et l’oxygène y parviennent plus rapidement. Les vaisseaux sanguins des muscles squelettiques, du cœur, des poumons et des muscles se dilatent sous l’effet de l’adrénaline libérée par la glande surrénale.

Une réaction similaire pour augmenter la fréquence cardiaque se produit quand il y a une forte concentration de dioxyde de carbone dans le sang, par exemple, lorsqu’une personne court et que ses cellules respirent à grande vitesse. Une concentration élevée de dioxyde de carbone donne un pH sanguin relativement bas, car le dioxyde de carbone se dissout dans le sang pour former de l’acide carbonique. Ceci est détecté par les chimiorécepteurs qui envoient un signal au SNC. Le SNC envoie une impulsion électrique via le système nerveux sympathique pour augmenter la fréquence cardiaque. Cela implique également le système respiratoire, car plus de sang est pompé vers les poumons pour éliminer le dioxyde de carbone et oxygéner le sang, augmentant ainsi son pH à un niveau normal.

Il y a beaucoup d’autres tissus cibles de l’adrénaline et de la noradrénaline qui provoquent diverses réponses. Par exemple, lorsque ces hormones ciblent le muscle lisse des bronches, les voies respiratoires des poumons, elles se détendent. Cela augmente la ventilation des poumons, de sorte que plus d’oxygène est fourni aux vaisseaux sanguins qui les entourent.

D’autres réponses du système nerveux sympathique incluent les muscles circulaires de l’iris qui se détendent pour dilater les pupilles de sorte que plus de lumière pénètre dans les yeux. Cela améliore la vision et la vigilance et permet à une personne de mieux répondre aux changements soudains de l’environnement.

Le système nerveux sympathique a généralement pour objectif de réduire la dépense énergétique pour des actions qui n’aident pas la personne à combattre ou à fuir, comme la digestion. Par conséquent, certaines réponses qu’il inhibe comprennent la production de salive et le péristaltisme de l’estomac et de l’intestin grêle. Il diminue également la sécrétion des enzymes digestives de l’estomac, de l’intestin grêle et du pancréas. Les vaisseaux sanguins en direction du système digestif se contractent également, de sorte que moins de sang est distribué aux organes qui ne sont pas utiles dans la réponse combat-fuite.

Exemple 3: Identifier les réponses dans le système nerveux sympathique

Le système nerveux sympathique peut être activé par un stress physique, par exemple, la menace d’une attaque par un prédateur. Dans cette situation, laquelle des réponses suivantes serait initiée par le système nerveux sympathique?

  1. La fréquence cardiaque diminue pour réduire le flux sanguin dans le corps.
  2. La bronchoconstriction réduit la ventilation dans les poumons.
  3. Les muscles circulaires de l’iris se contractent pour rétrécir la pupille.
  4. Les vaisseaux sanguins alimentant les muscles squelettiques se dilatent pour augmenter le flux sanguin.

Réponse

Le système nerveux sympathique est responsable de la réponse combat-fuite dans le corps humain. Elle a pour fonction de préparer le corps à agir et nous aide à échapper à une situation dangereuse ou à la combattre. Ces réponses sont probablement apparues il y a longtemps chez nos ancêtres comme moyen d’échapper aux prédateurs. Mais elles sont toujours utilisées aujourd’hui, vous pourriez avoir recours à des réponses combat-fuite dans des situations engoissantes comme se produire sur scène, se tenir en haut d’un bâtiment très haut ou même voir une araignée!Généralement, si le résultat d’une réponse nerveuse augmente l’activité, cela implique le système nerveux sympathique. Pour ce faire, il envoie un influx nerveux à de nombreux organes et tissus.

L’idée clé que nous cherchons pour répondre à cette question est une réponse qui préparera le corps à agir.

Le système nerveux sympathique agit en augmentant la fréquence cardiaque et la respiration. Le muscle lisse des bronches, les voies respiratoire des poumons, se détend, ce qui augmente la ventilation des poumons. Cela signifie que plus d’oxygène est fourni aux vaisseaux sanguins autour des poumons.

La glycémie augmente puisque plus de molécules de stockage du glycogène sont décomposées dans le foie pour fournir du glucose aux cellules.

Le flux sanguin vers les muscles squelettiques augmente pour assurer que le glucose et l’oxygène y arrivent plus rapidement. Ceci se produit grâce à la constriction de la majorité des vaisseaux sanguins dans le corps, tandis que les vaisseaux sanguins dans les muscles squelettiques se dilatent sous l’effet de l’adrénaline libérée par la glande surrénale. La fréquence cardiaque augmente aussi, puisque plus votre cœur bat et votre sang est oxygéné, plus le rythme de la respiration cellulaire augmente, surtout dans les cellules du muscle squelettique. Cela signifie que vos cellules peuvent libérer plus d’énergie pour effectuer une action urgente.

D’autres réponses du système nerveux sympathique incluent les muscles circulaires dans l’iris qui se détendent pour dilater les pupilles de sorte que plus de lumière pénètre dans les yeux. Cela améliore la vision et permet à une personne de mieux répondre aux changements soudains de l’environnement.

Par conséquent, la réponse qui serait déclenchée par le système nerveux sympathique dans cette situation est que les vaisseaux sanguins alimentant les muscles squelettiques se dilatent pour augmenter le flux sanguin.

Exemple 4: Décrire les effets du système nerveux sympathique

Le tableau ci-dessous montre l’effet des systèmes nerveux parasympathique et sympathique sur certains organes et glandes principaux.

Organe / glande affecté Effet du système nerveux parasympathiqueEffet du système nerveux sympathique
Vaisseaux sanguinsdilatation des vaisseaux sanguins alimentant
le système digestif
dilatation des vaisseaux sanguins alimentant les
muscles squelettiques
Poumonscontraction des bronchiolesrelaxation des bronchioles
Médullosurrénale

La médullosurrénale est la partie de la glande surrénale qui produit l’adrénaline et la noradrénaline. Quel est l’effet du système nerveux sympathique sur la médullosurrénale?

  1. l’inhibition de la médullosurrénale
  2. activation de la médullosurrénale
  3. aucun effet sur la médullosurrénale

Réponse

L’une des réponse du système nerveux sympathique est d’augmenter la fréquence cardiaque et la respiration. L’influx nerveux est envoyé du SNC aux tissus cibles. Les principaux neurotransmetteurs du système nerveux sympathique sont l’adrénaline et la noradrénaline. Ce sont des hormones qui sont libérées en plus grandes quantités par les glandes surrénales lors de situations à haut risque. Le système nerveux sympathique active la médullosurrénale pour augmenter sa production d’adrénaline et de noradrénaline. Ces hormones se lient aux tissus cibles, tels que ceux du cœur, et provoquent des réactions comme une augmentation de la fréquence cardiaque, nécessaire lors d’une situation combat-fuite.

La libération d’adrénaline et de noradrénaline entraîne diverses réponses. Par exemple, les bronches se détendent, ce qui permet d’augmenter la ventilation des poumons, de sorte que plus d’oxygène est fourni aux vaisseaux sanguins qui les entourent. La glycémie augmente également car davantage de molécules de stockage du glycogène sont décomposées dans le foie pour distribuer le glucose aux cellules. Le flux sanguin vers les muscles augmente pour que le glucose et l’oxygène y parviennent plus rapidement. Ceci est réalisé par la contraction de la plupart des vaisseaux sanguins dans le corps, tandis que ceux qui distribuent le sang aux muscles squelettiques et au cœur se dilatent. La fréquence cardiaque augmente également, puisque plus votre cœur bat vite et plus votre sang est oxygéné, plus le rythme de respiration celullaire augmente, en particulier dans les cellules musculaires. Vos cellules peuvent donc libérer plus d’énergie pour effectuer une action urgente.

Par conséquent, l’effet que le système nerveux sympathique a sur la médullosurrénale est l’activation de la médullosurrénale.

Récapitulons certains des points clés que nous avons abordés dans cette fiche explicative.

Points clés

  • Le but du système nerveux autonome est de réguler les activités involontaires et inconscientes.
  • Le système nerveux autonome comprend les systèmes nerveux parasympathique et sympathique.
  • Le système nerveux parasympathique est impliqué dans les réponses de repos et de digestion, diminuant généralement les niveaux d’activité du corps.
  • Le système nerveux sympathique est impliqué dans les réponses de combat ou de fuite, augmentant généralement les niveaux d’activité du corps.

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