Activité sur le message nerveux

Nature et propagation du message nerveux dans une fibre nerveuse et au niveau d’une synapse
Matériel : le logiciel Nerf
A. La transmission du message nerveux dans une fibre nerveuse :
Objectif : Définir la nature du message nerveux et expliquer comment il se propage sur une fibre nerveuse.
1.
Ouvrir le fichier Nerf.
2.
Cliquez sur « potentiel de repos, potentiel d’action » et utilisez le logiciel pour définir :

Le potentiel de repos d’une fibre nerveuse.

Le potentiel d’action d’une fibre nerveuse.
3.
Cliquez sur « canaux ioniques » pour comprendre les mécanismes qui permettent ce changement de potentiel.
4.
Cliquez sur « codage dans une fibre » et utilisez le logiciel pour expliquer comment est codée dans une fibre
nerveuse l’intensité de la stimulation.
5.
Cliquez sur « recrutement » et utilisez le logiciel pour expliquer pourquoi dans un nerf l’intensité du stimulus est
codée en amplitude.
6.
Complétez le texte ci-dessous avec les mots suivants : repos ; succession ; action ; - 70 mV ; valeur seuil ; membrane
; transitoirement ; fréquence, l’intensité, fibres nerveuses.
Conclusion : La différence de potentiel entre le cytoplasme et la face externe de la membrane plasmique du neurone définit
le potentiel de …………………… En absence de stimulation, ce potentiel est de …………………. et constitue le potentiel de ……………….
Lorsque le neurone est stimulé, le potentiel de membrane peut varier…………………………. C’est le potentiel d’……………………. Il n’est
observé si et seulement si la stimulation du neurone dépasse une………………………….. Au-delà de cette valeur, le potentiel
conserve toujours les mêmes caractéristiques.
La stimulation d’un neurone au-delà de la valeur seuil, induit l’émission d’une ……………………………de potentiel d’action dont la
fréquence est proportionnelle à ………………………………… de stimulation.
Au niveau d’une fibre nerveuse, le message nerveux est codé en ……………………… de potentiels d’action.
Dans un nerf plus le stimulus est important plus le nombre de ………………………………………… recrutées est important et plus
l’amplitude du message nerveux est important.
B. La transmission du message nerveux au niveau d’une synapse (entre deux neurones ou entre un neurone et une
fibre musculaire :
A l’aide du logiciel Nerf, dans le menu « synapse », à l’aide de l’animation synapse et à l’aide du document ci-dessous
compléter le schéma d’une synapse.
Schéma d’une synapse à compléter :
C. Les effets du curare sur la contraction musculaire :
Les curares sont des molécules d'origine végétale aux effets myorelaxants, c'est à dire provoquant un relâchement
musculaire. Les indiens en enduisent les pointes de leurs flèches au cours de la chasse, ce qui entraine la paralysie puis la
mort du gibier par asphyxie. Aujourd'hui, les curares de synthèse sont aussi couramment utilisés en chirurgie pour produire
un relâchement musculaire pendant l'anesthésie, ce qui facilite le travail du chirurgien. Ainsi, après avoir administré du
curare à un patient, celui-ci n'a plus de réflexe myotatique mais on observe toujours la présence de messages nerveux
circulants dans la fibre sensitive.
Question 1 : utiliser les documents ci-dessous pour formuler une hypothèse pour expliquer comment le curare inhibe la
contraction musculaire.
Document 4 : Fonctionnement du récepteur à acétylcholine (ACH)
Au niveau des plaques motrices, la fixation de l’ACH dans son récepteur entraîne la contraction musculaire.
L’ACH active le récepteur en créant un nouveau message nerveux sur le neurone post-synaptique.
Une faible distance entre 2 acides aminés du récepteur, la cystéine en position 188 (CYS188) et le tryptophane en position
145 (TRP145), situés de part et d'autre du site de fixation de l'ACH, permet la configuration ouverte du récepteur, ce qui
entraîne l'activation du récepteur membranaire et la création d'un nouveau message nerveux post-synaptique ou une
contraction musculaire.
Pour une distance plus importante entre ces deux acides aminés le récepteur est bloqué : aucun message nerveux n'apparaît.
Question 2 : utilisez le logiciel Rastop pour vérifier votre hypothèse :
Séquence
disponible :
acetylcholine.pdb
curare.pdb
recepteur avec
acetylcholine.pdb
recepteur avec
curare.pdb
Mettre en évidence les 5 chaines qui constituent le récepteur à acétylcholine
Mettre en évidence pour chaque récepteur l’acétylcholine (nommé ACH dans Rastop) et le curare
(nommé TBC dans Rastop)
Mettre en évidence les 2 acides aminés impliqués dans l’ouverture du récepteur (CYS188 et TRP145)
Mesurer la distance entre ces deux acides aminés dans les deux modèles pour cela :
- Sélectionner l’icône : « sélectionner les atomes »
- Positionner la croix sur le carbone (le coude) de la cystéine sélectionner le puis changer sa couleur.
Faire la même chose pour le tryptophane 145.
-Mesurer la distance entre ces deux atomes de carbone à l’aide de l’outil de distances
-Positionner le pointeur de la souris sur la limite de l’un des deux atomes puis sur la limite de l’autre : la
distance en angström s’affiche entre les deux atomes en bas de l’écran.
Présenter vos résultats et les interpréter