Biologie 12FBiologie 12FLes neurotransmetteursLes neurotransmetteurs

Le cerveau est forméLe cerveau est forméde circuits neuroniquesde circuits neuroniques

• Des neurones établissent des connections avec d’autres neurones.– C’est un phénomène plastique.– L’apprentissage est fortement lié à l’établissement et

à la disparition de circuits.

La synapseLa synapseSynapse = point de « connexion » entre deux neuronesSynapse = point de « connexion » entre deux neurones

1 mm3 de substance grise du cortex peut contenir 5 milliards de synapses.

Un peu d’histoire...Un peu d’histoire...

• Théorie réticulaire (Golgi): Il existe une continuité cytoplasmique entre les neurones (tunnel).

• Théorie du neurone (Cajal): Les neurones sont bel et bien séparé, sans continuité, leur membrane sont complètes.

Aujourd’hui, les scientifiques donnent raison à Cajal

Ironie: Cajal a réussi à convaincre la communauté scientifique grâce à une technique histologique inventée par Golgi !

(Les deux ont reçu le prix Nobel en 1906)

Synapse en microscopie Synapse en microscopie électroniqueélectronique

Deux types de synapsesDeux types de synapses

1) Synapse neuro-neuronaleJonction entre deux neurones

2) Synapse neuro-effectriceJonction entre un neurone (moteur) et une cellule effectrice:

- Cellule musculaire- Cellule sécrétrice d’une

glande

Anatomie de la synapse

Neurone présynaptique

Neurone postsynaptiqueNeurone présynaptique

Neurone postsynaptique

Petit test…Petit test…

A B C

321

1) de B par rapport à A ?

2) De B par rapport à C ?

3) De 1 ?

4) De 3 ?

Postsynaptique

Présynaptique

Neuro-neuronale

Neuro-effectrice

Dendrites etCorps cellulaire

AxoneTerminaison

axonique

Que peut-on dire :

Structure de la synapseStructure de la synapse

– Environ 3000 boutons par neurone !

– Nombreuses mitochondries– Appareil de Golgi

développé– Nombreuses vésicules du

coté présynaptique

• La fente synaptique: très étroite !– Invagination du coté

postsynaptique

• Terminaison axonique = boutons terminaux

Dépolarisation de la membrane du bouton synaptique

Libération par exocytose du neurotransmetteur dans la fente synaptique

Le neurotransmetteur se fixe sur son récepteur sur le neurone postsynaptique

La fixation du neurotransmetteur provoque l ’ouverture de canaux ioniques

FonctionnementFonctionnement

Le canal à sodium s ’ouvre lorsque le neurotransmetteur se fixe sur le récepteur.

NeurotransmissionNeurotransmission

1. Synthèse du NT

2. Stockage du NT

3. Libération du NT

4. Action du NT

5. Cessation des effets du NT

menumenu

1)1) Synthèse du NTSynthèse du NT– Se fait surtout dans les boutons terminaux– C’est pourquoi il y a autant de mitochondries

2) Stockage2) Stockage– Le NT ne peut pas rester libre dans le

neurone, sinon, il est détruit par des enzymes.– Stocké dans les vésicules synaptiques.– Un bouton contient plusieurs milliers de

vésicules, qui contiennent chacune près de 100 000 NT !

3) Libération du NT3) Libération du NT– Sous l’action de l’influx

nerveux– Dépolarisation de la

membrane PRÉ-.– Les vésicules fusionnent

avec la membrane PRÉ-– EXOCYTOSE: Le NT

est libéré dans la fente.

4) Action du NT4) Action du NT– Les molécules de NT se fixent sur des

récepteurs de la membrane POST-.– Provoque l’ouverture de canaux spécifiques– Échanges ioniques

• Si les canaux qui laissent passer les ions +

= Dépolarisation

• Si les canaux qui laissent passer les ions –= Hyperpolarisation

• Dépend de la sorte de NT et de la Dépend de la sorte de NT et de la sorte de récepteursorte de récepteur

La liaison du neurotransmetteur avec le récepteur peut donc avoir deux effets:

Dépolarisation de la membrane

Hyperpolarisation de la membrane: l'intérieur devient encore plus négatif et l'extérieur plus positif

Un neurone hyperpolarisé est plus difficile à dépolariser jusqu’au seuil.

Tant qu’il est hyperpolarisé, il est moins sensible.

1. Dégradation par enzymes dans la fente synaptique.

2. Recaptage par des cellules gliales ou par le bouton synaptique.

3. Diffusion hors de la fente synaptique

5) Cessation des effets du neurotransmetteur5) Cessation des effets du neurotransmetteur5) Cessation des effets du neurotransmetteur5) Cessation des effets du neurotransmetteur

Tous les neurones baignent dans une « soupe » de neurotransmetteurs dont la

composition varie sans cesse

=

milieu central fluctuant

Tous les neurones baignent dans une « soupe » de neurotransmetteurs dont la

composition varie sans cesse

=

milieu central fluctuant

L’action du NT est de très courte durée:L’action du NT est de très courte durée:

Chaque neurone reçoit des terminaisons qui l'excitent et d'autres qui l'inhibent (dépolarisent ou hyperpolarisent)

Ex. neurone moteur

S ’il y a plus d'excitation que d'inhibition, le neurone moteur est dépolarisé au-delà du seuil et il y a influx.

S ’il y a plus d'inhibition que d'excitation, le neurone moteur ne se dépolarise pas jusqu’au seuil. Il n ’y a pas d’influx transmis.

FREIN / ACCÉLÉRATEURFREIN / ACCÉLÉRATEUR

Ex. modulation de la douleur

Si le neurone inhibiteur est actif, le neurone d ’association devient peu sensible (plus difficile à dépolariser)

Synapse excitatriceSynapse excitatrice

Donc, la région dendritique (POST-) subit une vague de dépolarisationsdépolarisations locales qui finit parfois par être suffisante pour déclencher la dépolarisation de l’axone = Influx Influx nerveuxnerveux

Synapse inhibitriceSynapse inhibitrice

Vague d’Vague d’hyperpolarisationhyperpolarisation

Sommation des synapses Sommation des synapses excitatrices et inhibitricesexcitatrices et inhibitrices

Propriétés des synapsesPropriétés des synapses

• À sens unique

• À la base des « décisions » du neurone

• Créer un délai (0.5 msec) dans la transmission de l’influx.

• La fréquence des influx POST- est différente de celle PRÉ-.

• Très sensible aux changements du milieu (Ex: manque d’O2 ou drogues)

• Acide gamma aminobutyrique (GABA)

• Acétylcholine *

• Adrénaline et noradrénaline

• Dopamine (surplus lié à la schizophrénie)

• Sérotonine *

• Endorphines (enképhalines)

Plusieurs maladies mentales sont peut-être dues à des disfonctionnements synaptiques.C’est pourquoi on développe des médicaments dont l’action est similaire à celle des NT.

Quelques neurotransmetteursQuelques neurotransmetteurs

Quelques neurotransmetteursQuelques neurotransmetteurs• Acétylcholine

Neurotransmetteur de nombreux neurones dans le SNC.Neurotransmetteur des jonctions neuromusculaires.

Parfois excitateur : muscle striéParfois inhibiteur : muscle cardiaque

• Sérotonine

Une baisse de l'activité des neurones à sérotonine, et donc de la transmission sérotoninergique centrale, serait associée à certaines formes de dépression.

Mode d'action des drogues (ou des médicaments)

Mode d'action des drogues (ou des médicaments)

La drogue bloque le récepteur du neurotransmetteur.

La drogue empêche le recaptage du neurotransmetteur, qui reste toujours actif.

• Effet antagoniste:(inhibiteur)

• Effet antagoniste:(inhibiteur)

• Inhibiteur de recaptage:• Inhibiteur de recaptage:

La drogue a le même effet que le neurotransmetteur.

• Effet agoniste:(facilitateur)

• Effet agoniste:(facilitateur)

Effet agonisteEffet agoniste

Ex.Opiacés se fixent sur les récepteurs des endorphines et agissent de la même façon.

Se trouvent dans les circuits de la douleur et de la régulation des émotions = bien-être et euphorie.

Effet antagonisteEffet antagoniste

Ex.Curare ou cobratoxine aux jonctions neuromusculaires (antagonistes de l ’acétylcholine).

Antipsychotiques (antagonistes de la dopamine).

Inhibiteurs du recaptageInhibiteurs du recaptage

• Cocaïne et amphétamines = inhibiteur du recaptage de la dopamine.

• ISRS (Prozac) = inhibiteur du recaptage de la sérotonine

Récepteurs de la dopamineRécepteurs de la dopamine

DopamineDopamine RecaptageRecaptage

Inhibition du recaptage par

la cocaïne

En voici quelques sites webEn voici quelques sites web

http://learn.genetics.utah.edu/units/addiction/drugs/mouse.cfm

http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter45/animations.html