physiologie (suite)

• Nature des récepteurs sensoriels. Certains récepteurs sont localisés dans des organes et enregistrent ainsi divers paramètres fonctionnels. Il s’agit essentiellement de tensiorécepteurs (sensibles aux variations de tension), que l’on trouve dans la paroi des vaisseaux sanguins, dans la paroi alvéolocapillaire, dans les muscles..., et de chémorécepteurs (O₂, CO₂, H⁺). D’autres récepteurs reçoivent des informations provenant du milieu extérieur : vision, audition, odorat, sensation de la température, etc. Les mécanismes par lesquels un stimulus (physique ou chimique) est transformé en information nerveuse (potentiels d’action) sont encore très mal connus.

• Transmission synaptique. Elle se fait par voie chimique ; les deux principaux transmetteurs sont l’acétylcholine (parasympathique) et la noradrénaline. Lorsque l’onde de dépolarisation atteint la terminaison du neurone, l’acétylcholine est libérée dans l’espace intersynaptique et va se fixer sur un récepteur porté par la membrane musculaire. La formation du complexe acétylcholine-enzyme déclencherait la formation de potentiels d’action au niveau de cette membrane. Pour éviter une stimulation prolongée, il est nécessaire que l’acétylcholine soit rapidement détruite par une enzyme, la cholinestérase. Certaines substances perturbent la transmission synaptique, tel le curare, qui forme avec le récepteur un complexe inactif, empêchant ainsi l’action de l’acétylcholine.

• Physiologie du cerveau. L’étude du rôle des différentes régions du cerveau* a conduit dans un premier temps à l’établissement d’une cartographie du cortex cérébral avec ses zones motrices et sensitives ; la méthode consiste à stimuler un récepteur (bruit, éclair lumineux) et à rechercher la zone corticale présentant une activité électrique particulière (potentiels évoqués). Inversement, on peut stimuler certaines régions du cortex et observer les muscles activés. À partir de là, les recherches se sont orientées dans deux directions différentes : les techniques s’affinant (stéréotaxie, microélectrodes), on tente de déceler parmi la multitude de cellules cérébrales le trajet précis que suit une information donnée (voies afférentes ou efférentes) ; la seconde orientation (psychophysiologie) consiste à déterminer le rôle que jouent les diverses régions cérébrales dans le comportement tant physiologique que psychologique (comportement sexuel, faim, émotions, apprentissage, mémoire...).

• Intégration neuro-endocrinienne. C’est au niveau du complexe hypothalamo-hypophysaire que s’effectue l’intégration entre le système nerveux et les glandes endocrines.

L’hypophyse*. Cette glande endocrine est probablement la plus importante, dans la mesure où, d’une part, elle contrôle, par l’intermédiaire des stimulines, l’activité des gonades (gonadostimulines), de la thyroïde (thyréostimuline) et des surrénales (corticostimuline), et où, d’autre part, elle sécrète des hormones exerçant des effets indépendants (hormone somatotrope ou de croissance, vasopressine, ocytocine). Elle est divisée en deux parties : l’hypophyse antérieure, qui sécrète les stimulines ainsi que l’hormone de croissance ; la posthypophyse, qui stocke et libère la vasopressine et l’ocytocine.

Il existe une interdépendance entre l’antéhypophyse et les glandes qu’elle contrôle. La thyréostimuline (T. S. H.) active la thyroïde et, par suite, augmente la concentration de thyroxine dans le plasma ; mais, inversement, la thyroxine inhibe la sécrétion de T. S. H. (mécanisme d’action en retour). Il s’établit un équilibre entre la sécrétion de T. S. H. et celle de thyroxine, qui maintient constante la concentration plasmatique de cette dernière hormone (fig. 11).

L’hypothalamus. En dehors de la vasopressine et de l’ocytocine, l’hypothalamus produit des « releasing factors » (RF) qui contrôlent la sécrétion des stimulines, mettant en quelque sorte certaines glandes endocrines sous la dépendance du système nerveux central. On possède un certain nombre d’arguments qui laissent penser que des émotions violentes peuvent entraîner des troubles du fonctionnement hypophysaire. Par ailleurs, l’hypothalamus possède un certain nombre de fonctions qui participent au maintien de l’équilibre du milieu intérieur (thermo-régulation, régulation osmotique, régulation de la préhension de nourriture...).

• L’organisme et l’environnement. Lorsque des variations importantes des conditions extérieures apparaissent, les informations recueillies par les organes sensoriels sont transmises à l’hypothalamus, ce qui entraîne la mise en œuvre de mécanismes de régulation permettant à l’organisme de se réajuster, dans la mesure du possible, aux nouvelles conditions. L’étude des possibilités et des limites de ce réajustement relève de la physiologie de l’acclimatation* : acclimatation aux régions désertiques ou polaires, à la haute altitude, aux bruits (usines) et, plus récemment, à l’apesanteur et aux plongées profondes. Toutes ces adaptations nécessitent une longue durée.

Physiologie cellulaire

La compréhension de l’activité et du comportement d’un être vivant nécessite la connaissance précise du fonctionnement cellulaire. Il s’agit d’un domaine de recherche très vaste, encore peu défriché. Quelques exemples donneront une idée de la nature des problèmes posés.

• Diffusion passive et transport actif. La membrane plasmatique est polarisée, la face interne de la membrane étant négative par rapport à la face externe, prise comme référence ; la différence de potentiel transmembranaire peut être de l’ordre de – 90 mV (cellule musculaire).

Une substance diffusible non chargée (cf. l’exemple de O₂ dans le paragraphe « physiologie respiratoire ») traversera la membrane dans la mesure où il existe, de part et d’autre, une différence de concentration. Pour un ion, par contre, il y aura diffusion même si le gradient de concentration est nul : un ion positif contenu dans le milieu extracellulaire migrera vers le milieu, négatif, intracellulaire. Dans ce cas, la diffusion est régie par le gradient électrochimique qui dépend de la concentration intracellulaire et extracellulaire de l’ion considéré, de la nature de sa charge et du potentiel transmembranaire.