Physiologie nerveuse

Physiologie nerveuse
Chapitre I :
Physiologie du neurone
Introduction :
Le système nerveux est un réseau de communication dans l’organisme
qui a trois grands rôles : recevoir, traiter ou intégrer des informations et
envoyer des commandes aux effecteurs. Il constitue un système de contrôle et
d’intégration de l’organisme caractérisé par la rapidité de ces réactions et la
localisation de ces sites d’actions. Il est compose de deux types de cellules de
même origine embryologique étroitement associées : les cellules gliales
(névroglie) et les neurones.
Les cellules gliales :
Figure 2 : Vue d’ensemble d’un neurone entouré par les cellules gliales.
1
Ce sont des cellules non excitables qui entourent et protègent les
neurones. Elles sont 10 fois plus nombreuses que les neurones, assurent un
support métabolique par régulation des concentrations ioniques et du pH
extracellulaire, mais aussi, recyclent et synthétisent des précurseurs des
neuromédiateurs. Ce sont des cellules renouvelables qui jouent un rôle de
soutien et de développement du SNC. Il existe cinq types de cellules gliales: les
astrocytes, les microgliocytes, les épendimocytes, les oligodendrocytes(SNC) et
les cellules de Schwann(SNP).
Figure 2 : Vue d’ensemble d’un neurone entouré par les cellules gliales.
Les astrocytes ou névroglie astrocytaire :
Elles ont un rôle de nutrition et possèdent de nombreuses dendrites qui
partent dans tous les sens (cellules étoilées). Elles envoient des prolongements
vers les vaisseaux sanguins afin de permettre des échanges (nutriments, gaz …)
entre le sang et les neurones. Elles capturent et libèrent les
neurotransmetteurs et sont des éléments constitutifs de la barrière hématoencéphalique (isolement des neurones par rapport au sang) et stock le sucre
sous forme de glycogène.
2
Les microgliocytes ou microglie :
De tailles réduites, avec une forte capacité de prolifération. Elles sont
capables de phagocyter les débris cellulaires et sont impliquées dans les
inflammations et les lésions.
Les épendimocytes ou les cellules épendimaires :
Cellule épithéliales tapissant l’intérieur des cavités cérébrales et de la
moelle épinière, participant à la fabrication du liquide céphalo-rachidien (LCR).
Les oligodendrocytes ou oligodendroglie :
Elles fabriquent la myéline des axones du SNC en s’enroulant autour de
ces axones et constituant (les enroulements) des isoles. Un oligodendrocyte
s’enroule autour de plusieurs axones de façon discontinue, il existe entre deux
enroulements ou gaine, un espace appelé nœud de Ranvier.
Les cellules de Schwann :
Elles fabriquent la myéline des axones du SNP et augmente la conduction
de l’influx nerveux plusieurs cellules s’enroulant autour d’un axone. Elles ont un
rôle équivalent aux oligodendrocytes et sont présentes dans le SNP.
3
!
Figure 1 : Les différentes cellules gliales (névroglie)
Les neurones :
Le neurone est l’unité structurelle et fonctionnelle du système nerveux.
Leur nombre est connu à la naissance (un certain nombre n’atteint pas la
maturité), 100 milliards environ, ils ne se reproduisent pas. Ce sont des cellules
excitables multifonctionnelles : elles reçoivent, conduisent, intègre et émettent
l’information.
La structure du neurone :
Malgré la diversité des formes, les neurones ont une structure de base
invariable : corps cellulaire, axone et terminaison nerveuse.
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Le corps cellulaire ou soma est le centre vital de la cellule. Il possède un
noyau, un cytoplasme possédant des organites, le corps de Nissl (réticulum +
REG). Il émet des prolongements : dendrites et axone.
Les dendrites sont de fins et cours prolongements ramifiés et sont les
récepteurs de l’influx nerveux.
L’axone ou cylindraxe est prolongement unique en forme de câble, de
taille varié (dépendant de la forme du neurone) dont l’extrémité ramifié forme
l’arborisation terminal et les terminaisons renflées « boutons terminal ». Il est
entouré de deux types de gaines : la gaine de Schwann à rôle de soutien et de
nutrition et la gaine de myéline à présence facultative, est interrompue au
niveau des nœuds de Ranvier.
L’influx nerveux a un seul et unique sens : des dendrites ou soma à
l’axone et de l’axone à l’arborisation terminale.
5
L’Axone : Transport antégrade et rétrograde
Le neurone présente un réseau de neurofilaments, de microfilaments de
microtubules qui permettent d’une part le transport antégrade (du soma vers
l’axone) d’enzymes pour la synthèse des neurotransmetteurs, de mitochondrie
qui apportent l’énergie nécessaire à la transmission du signal. D’autre part, ils
permettent le transport rétrograde (de l’axone vers le soma) : élimination des
déchets recyclage.
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Types de neurones :
Il existe deux types de neurone, les neurones myélinisés et les neurones
amyéliniques ou myélinisés.
Classification de neurones :
Classification structurelle :
Les neurones possèdent des morphologies très variés. Les critères de
classification sont d’abord : le nombre de prolongement (dendrites). On a :
-Neurone multipolaire : beaucoup de dendrite, un soma et un axone (dans
l’encéphale).
-Neurone bipolaire : deux prolongement, une dendrite, un axone (dans la
rétine).
-Neurone pseudo-unipolaire : dendrite et axone, une seule direction (moelle
épinière) = neurone en « T » (fusion des prolongements).
Figure 4 : Différents types de neurones
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Classification fonctionnelle :
Quelle que soit leur forme (dépendante de la fonction et la localisation),
on distingue 3 classes différentes de neurones sur le plan fonctionnel : neurone
afférent (ou sensitif au contact des récepteurs sensoriels et transmet
l’information du récepteur vers le SNC), neurone efférent, inter-neurone.
SNC
Intégration
Commande
Inter-neurone
Fonction sensoriel
Fonction motrice
Neurone afférent
Neurone efférent
Récepteurs
Effecteurs : muscles,
sensoriels
Glandes
Stimulus
Réponse
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Figure 5 : Diversités morphologique et fonctionnelle des neurones
Le nerf :
C’est un regroupement de plusieurs faisceaux de fibres nerveuses
(axone), il peut être bi fonctionnel ou monofonctionnel. Les axones ayant la
même fonction sont regroupés dans un même faisceau, ils sont soit sensitifs
soit moteurs.
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Chapitre II :
L‘influx nerveux
Définition et nature :
L‘influx nerveux est un phénomène électrique appelé « onde de
dépolarisation ». Il prend naissance à l’endroit ou le neurone est stimulé, se
propage le long de la fibre nerveuse (axone) toujours dans le même sens. Il est
déclenché par l’excitation des cellules nerveuses.
Onde de dépolarisation
-
Notion de potentiel de repos :
Le potentiel de membrane de repos représente la polarité ou la
différence de potentiel (DDP) de la membrane à l’état de repos c'est-à-dire, en
l’absence de stimulation. Toutes les cellules vivantes ont une DDP de part et
d’autre de la membrane. Pour les neurones, la DDP au repos est d’environ 70mv.
Mise en évidence du potentiel de repos :
Expérience :
Conclusion :
Ce potentiel de repos est le résultat d’une différence de
concentration des ions de part et d’autre de la membrane et de la perméabilité
sélective de celle-ci à l’égard de certains ions.
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Figure 6: Potentiel de Repos (PR): une inégale répartition des charges (ions) à
travers la membrane cellulaire
A l’équilibre, il existe un canal par lequel les ions traversent la membrane
et sont soumis à la force de diffusion et électrique :
- Les Na+ sont attirés par les charges négatives de l’intérieur et repoussé
par les charges positives de l’extérieur.
- Les K+ migrent vers le milieu extracellulaire (diffusion) grâce au gradient
de concentration.
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Le Potentiel d’équilibre : Equation de NERNST
Z : valeur de l’ion
E=
RT
Zx F
[X]intra
X]extra
𝑙𝑛 [
; {
R : Constante des gaz parfait
T : Température
(273 c°)
F : Nombre de Faraday (96500c)
𝑁𝑎 + : 𝐸𝑁𝑎+ = +60𝑚𝑣
𝐾 + : 𝐸𝐾 = −87𝑚𝑣 ≈ −90𝑚𝑣
Potentiel d’équilibre de l’ion
𝐶𝑎2+ : 𝐸𝐶𝑎2+ = +120𝑚𝑣
𝐶𝑙 − : 𝐸𝐶𝑙− = −61𝑚𝑣
{
Facteurs contribuant à maintenir le potentiel de repos :
D’abord, il y a la perméabilité sélective de la membrane. En effet, la membrane
des neurones est perméable au 𝐾 + et peu ou pas aux autres ions (par
l’intermédiaire des canaux de fuite à perméabilité sélective). Ensuite, nous
avons le gradient de concentration des différents ions et molécules de part et
d’autre de la membrane (force de diffusion et électrique). De plus, il y a les
protéines (canaux ioniques) présentes dans la membrane cellulaire
(consommant de l’ATP). Elles pompent les ions 𝑁𝑎+ en dehors du neurone et
les ions 𝐾 + dans le secteur intracellulaire. Exemple : pompe𝑁𝑎+ − 𝐾 + . La plus
+
importante d’entre elles est la pompe𝑁𝑎 ⁄𝐾 + ou sodium potassium qui est
une ATP ase, elle échange 3 𝑁𝑎+ qui sortent pour 2𝐾 + qui entre. La polarité se
+
maintient même si le 𝑁𝑎+ parvient à pénétrer : la pompe 𝑁𝑎 ⁄𝐾 + ATP ase
+
travaille à 200 𝑁𝑎 ⁄𝑠 car il y a plus 200 pompes /µm. Il transporte les ions
contre leur gradient de concentration.
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Mesure du potentiel de repos (PR) :
La concentration des ions de part et d’autre de la membrane est de 70mv. L’arrive d’un stimulus transforme ces paramètres de repos en
déclenchant une dépolarisation.
Figure 7: Maintien du PR grâce à la pompe Na+/K+-ATP ase
Figure 8: Mesure du potentiel de membrane de repos (PR)
Naissance de l’I N :
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Si l’on applique un stimulus à une fibre nerveuse au repos, la membrane
devient perméable aux ions𝑁𝑎+ , donc inversion de la charge de la fibre :
potentiel d’action (PA).
L’excitabilité d’une cellule nerveuse se définie comme le fait de passer
d’un état de repos à un état actif sous l’effet d’un stimulus efficace. Avoir une
excitation efficace c’est avoir une intensité supérieure ou égale à la valeur seuil
ou rhéobase (intensité liminaire), une durée suffisante et se présente sous forme
d’une variation brusque d’intensité. La rhéobase est la plus faible intensité d’un
courant électrique à débit brusque permettant l’obtention d’un PA (≈ −50𝑚𝐴).
Nature du stimulus
-
Chimique : odeur, gout (substance)
Thermique : degrés de chaleur
Mécanique : toucher, pression …
Electromagnétique : lumière …
La loi du tout ou rien (seuil genèse) :
Pour qu’il y ait naissance d’un PA, la dépolarisation au point stimulé doit
dépasser n certain seuil : seuil de genèse des PA= -70mv.
- Si la dépolarisation ne dépasse pas le seuil, la membrane reprend sa
polarisation normale et pas d’I N.
- Si la dépolarisation dépasse le seuil, elle se poursuit jusqu’à +40mv :
dépolarisation + repolarisation = PA ⇒
I N.
- Quelques soit l’intensité du stimulus, la dépolarisation ne dépasse pas
+40mv (1grad≈ 110𝑚𝑣).
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Figure 10 : Seuil de genèse de potentiel d’action (PA)
Caractéristique du PA :
La PA d’un neurone excite à 2 grandes phases : la dépolarisation et
repolarisation.
- La phase de dépolarisation : l’excitation du neurone présente une
inversion brutale de part et d’autre de la membrane. Elle est due à une
entrée de 𝑁𝑎+ dans la cellule par l’ouverture des canaux sodique voltage
dépendants.
- La phase de repolarisation : très rapidement, il y a sortie d’ions de la
cellule par l’ouverture des canaux potassique qui ramène le potentiel à
sa valeur de repos : c’est la phase de repolarisation.
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- La phase de retour au PR : les concentrations en ions 𝑁𝑎+ et 𝐾 +
reviennent ensuite à leur valeur d’origine grâce à une pompe ionique
Na+/K+-ATP ase (utilise l’énergie) ⇒
un rétablissement du PR≈
−70𝑚𝑣.
- La période réfractaire : pendant un bref instant, le neurone est incapable
de répondre à une nouvelle excitation. La membrane est imperméable
aux ions𝑁𝑎+ . Cette période protège le neurone et empêche l’I N de
rebrousser chemin.
Figure 11 : La période réfractaire
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Figure 9 : Caractéristiques des phases du potentiel d’action (PA)
Conduction de l’I N :
La propagation de l’I N : la dépolarisation de la membrane au lieu stimulé
entraine à son tour une dépolarisation de la région voisine avec une évolution
dans un seul sens possible : propagation unidirectionnelle de l’I N :
orthodromique. Ce phénomène est connu sous le nom de phénomène des
courants locaux ou de proche en proche. Plus le diamètre de la fibre nerveuse
est élevé, plus la vitesse de conduction est élevée. Si la fibre est myélinisée, la
vitesse de conduction, est proportionnelle à l’épaisseur de la myéline, peut
atteindre 120𝑚⁄𝑠.
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Figure 12 : Propagation de l’influx nerveux (de proche en proche) le long de la
membrane d’une fibre nerveuse
Propagation de l’I N sur la fibre a myélinisée : le point stimulé se
repolarise tandis que le point voisin se dépolarise.
Propagation de l’I N sur la fibre myélinisée : Le saut de nœud est appelé
conduction saltatoire (par saut) qui accélère considérablement la vitesse de
conduction de l’I N.
Figure 13 : Propagation de l’IN sur fibre myélinisée : conduction saltatoire
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Chapitre III :
La transmission synaptique
Le terme synapse proposé par Sherrington (1897) désignait une zone de
contact entre neurones.
La synapse est le contact entre le bouton terminal du neurone dit présynaptique qui s’applique sur un autre élément poste-synaptique. C’est au
niveau de la synapse qu’a lieu la transmission synaptique.
Différent types de synapses :
Du point de vue structural, il existe 2 types de synapses. D’une part, il y a
la synapse neuro-neuronique qui est une zone de jonction entre deux neurones
(dans la substance grise). D’autre part, il y a la synapse neuromusculaire qui la
zone de jonction entre le neurone et la cellule effectrice musculaire.
Dans le système nerveux central (SNC), la synapse neuro-neuronale peut
être :
- Axo-dendritique : le point de contact sur la cellule post-synaptique est la
dendrite ;
- Axo-dendritique : le point de contact sur la cellule post-synaptique est le
corps cellulaire.
- Axo-axonique : le point de contact est l’axone.
Figure 2 : Localisation des synapses dans le SNC
19
Du point de vue fonctionnel, on distingue aussi 2 types de synapse. D’une
part, les synapses électriques dont les membranes des 2 cellules sont accolées et
le signal électrique est directement transmit d’un neurone à l’autre (ou d’une
cellule à l’autre). Elles sont caractérisées par : des jonctions communicantes,
connexons. Elles sont rares dans le SN des mammifère, la transmission du signal
est identique, sans délai synaptique et dans les sens (bidirectionnel), signal
toujours excitateur.
D’autre part, on distingue des synapses chimiques présentant un espace entre
les membranes des neurones qui bloque l’information électrique. Ce sont les
synapses les plus fréquentes avec des possibilités de modulation de signal qui
peut être excitateur ou inhibiteur. Elles assurent le passage de l’I N via des
molécules chimiques, les neurotransmetteurs.
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Organisation fonctionnelle de la synapse chimique :
C’est un complexe présentant 3 éléments : le bouton pré-synaptyque, la
fente synaptique et l’élément post-synaptique. L’élément pré-synaptique est le
bouton terminal riche en mitochondries et en vésicule contenant les
neurotransmetteurs.
L’élément post-synaptique : plaque synaptique,
épaississement de la membrane de nature protéique (cytosquelette, enzymes …).
La fente ou espace synaptique : 20 à 50 nm de large, empêche une
communication directe entre les éléments pré et post synaptique.
La synapse chimique présente une asymétrie structurale et fonctionnelle.
Du point de vue structural, l’élément pré-synaptique possède des mitochondries
et des vésicules de sécrétions libérant les neurotransmetteurs contrairement à
l’élément post-synaptique qui possède des récepteurs de neurotransmetteurs. Sur
le plan fonctionnel, l’élément pré-synaptique est capable d’exocyter des
neurotransmetteurs dont l’action n’est observable que sur l’élément postsynaptique.
La transmission de l’information est unidirectionnelle de l’élément présynaptique à l’élément post-synaptique.
Mécanisme de transmission synaptique :
Figure 1 : Organisation structurale d’une synapse à transmission chimique
21
- L’arrivée du PA à la hauteur du bouton pré-synaptique, entraine,
- L’ouverture des canaux à 𝐶𝑎2+ (voltage-dépendant) qui entraine la
pénétration des ions 𝐶𝑎2+ dans la membrane de l’élément préssynaptique ; cette entrée
- Stimule la mobilisation, la migration, la fusion des vésicules sécrétrices de
la membrane de l’élément pré-synaptique, puis la libération des
neurotransmetteurs par exocytose.
- La fixation des molécules chimique sur des récepteurs spécifiques
entraine l’ouverture des canaux ioniques responsable de la modification
de la ddp transmembranaire de la cellule post-synaptique.
Figure 4 : Mécanismes de libération des neurotransmetteurs par l’élément présynaptique suite à l’arrivée d’un PA
Phénomènes post-synaptique : PPSE et PPSI
L’émission du signal électrique
d’ion qui entre dans cellule, on aura :
post-synaptique est fonction du type
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- Un signal excitation : on l’appelle potentiel post-synaptique excitateur ou
PPSE. Valable pour les ions𝑁𝑎+ .
- Un signal inhibiteur : on l’appelle potentiel post-synaptique inhibiteur ou
PPSI. Valable pour les ions 𝐶𝑙 − et𝐾 + .
Figure 5 : Phénomènes électriques post-synaptiques : PPSE et PPSI
23
Récepteurs synaptique :
On en distingue 2 types :
- Les récepteurs ionotropes ou récepteurs-canaux : le récepteur et le canal
ionique sont une seul et même protéine. Après fixation du
neurotransmetteur sur la partie réceptrice du récepteur, il y a ouverture du
canal ionique et passage des ions, la réaction est rapide.
- Les récepteurs métabotropes : le récepteur et le canal ionique sont
dissociés (protéines différentes), il y a des transducteurs du signal
produisant les 2nd messagers dans le cytoplasme.
Réaction lente
neuromodulation.
Intégration des I N :
Propagation des PPS :
Les PPSE et PPSI se propagent à partir de leur point de naissance en
perdant d’amplitude. La propagation se fait avec amortissement (propagation
décrémentielle).
L’intégration nerveuse :
Les PPS vont s’additionner (ou se soustraire) a niveau du cône de l’axone.
2 situations se présentent.
PPS élémentaire génère en différents point de la membrane du neurone et
qui, après propagation décrémentiel s’additionnent au niveau du segment initial
de l’axone permettant ainsi d’atteindre le seuil de dépolarisation nécessaire et
suffisant pour engendrer un PA.
Un neurone donné reçoit généralement « des terminaisons PPSE » et « des
terminaison PPSI ».
- Si la somme des PPSE est supérieure à la somme des PPSI, le neurone
moteur est dépolarisé au delà du seuil, il y a naissance d’un I N.
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- Si somme des PPSI est supérieure à la somme des PPSE, le motoneurone
ne se dépolarise pas, il n’y a pas d’influx voire hyperpolarisation.
Arrêt de la stimulation nerveuse :
Pour éviter que la stimulation du neurone post-synaptique ne se prolonge,
deux systèmes éliminent la molécule dans l’espace inter-synaptique.
- La dégradation qui met en jeu des enzymes spécifiques qui vont
métaboliser le NT mettant fin à son action sur le neurone post synaptique.
Exemple : MAO issue des mitochondries.
- La recaptation pendant laquelle les NT ou ses précurseurs issues de la
dégradation enzymatique et récupéré par le neurone pré-synaptique ou par
la cellule gliale avoisinante, pour être réutiliser ou détruite.
Inhibition direct et pré-synaptique :
- L’Inhibition directe : générée par les PPSI, empêchent la naissance d’un
PA et se fait directement sur la membrane de l’élément post- synaptique.
- L’Inhibition pré-synaptique : pas d’effet inhibiteur direct mais
intervention de processus qui réduit la quantité du transmetteur libéré par
la terminaison pré-synaptique d’une synapse excitatrice.
- Structure d’une synapse axo-axonale : mécanisme qui freine la libration
du transmetteur impliquant une réduction d’amplitude du PA présent dans
la terminaison.
Soit la somme des PPS(E et I) est ≥ au seuil de déclenchement du PA ⇒
émission d’un PA au niveau du cône.
Soit la somme des PPS(E et I) < au seuil ⇒ pas d’émission de PA.
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Sommation spatiale et temporelle :
Un seul PPS est insuffisant pour déclencher l’apparition d’un PA au
niveau du segment initial de l’axone. Les PPS vont se sommer selon 2 modes
différents pour engendrer ou non un PA.
- Sommation temporelle.
Un neurone émet des influx excitateurs à une certaine fréquence. Si le 2 ième
influx arrive et génère un PPSE avant que le 1er ne soit totalement amorti, ils se
somment et ainsi de suite. Le seuil d’excitation du neurone post-synaptique peut
𝑑é𝑐𝑙𝑒𝑛𝑐ℎ𝑎𝑛𝑡
être atteint ⇒
un PA.
Le PPSE généré en un même point de la membrane du neurone, après
propagation décrémentielle s’additionne au niveau du segment initial de l’axone
⇒
un PA.
- Sommation spatiale
Les synapses sont excitatrice 3 produisent un PPSE en temps et atteignent le
seuil est atteint, le PA est déclenché.

La sommation spatiale correspond à l'addition de tous les PPSE
générés simultanément au niveau des différentes synapses d'un
même dendrite.

La sommation temporelle correspond à l'addition des PPSE
générés au niveau d'une même synapse lorsque les PPSE se
succèdent très rapidement.
26
Figure 6 : Intégration nerveuse : sommation spatiale et temporelle
27
Chapitre IV :
Les neurotransmetteurs
Un neurotransmetteur est une substance libérée par un neurone (présynaptyque) au niveau d’une synapse, qui modifie de manière spécifique
l’activité d’une autre cellule (post-synaptque).
Critères pour les neuromédiateurs :
- La subtance doit ètre présente dans l’élément pré-synaptique.
- Sa libération doit se faire en réponse à une dépolarisation pré-synaptique
et doit dépendre du 𝐶𝑎2+ .
- Elle doit avoir des effets post-synaptique quand elle est appliquée sur la
membrane de l’élément post-synaptique ( il y a des récepteurs spécifiques
pour la substance).
- Détenir une réversibilité d’action due à un mécanisme de destruction soit
par hydrolise enzymatique soit par un simple détachement de la
membrane post-synaptique. (dégration, recaptation et recyclage).
Ces critères ne correspondent plus à l’ensemble des neuromédiateurs. Car le
NO et les métabolites de l’acide arachidonique sont des neurotransmeteurs mais
ils ne sont pas stockés dans des vésicules. La plus part des neurotransmetteurs
identifiés dans SN sont lion actuellement de remplir ces 4 critères ; De plus, si
on a longtemps cru qu’il n’existait qu’un seul neurotransmetteur par neurone, on
sait que de nombreux neurones en conntiennent plusieurs (colocalisation).
Classification des neuromédiateurs :
Il sont classés en 2 catégories suivant leur fonction chimique.
- Neuromédiateurs « classiques » : petite molécule synthétisée par la
terminaison pr »-synaptique (acéthycholine, acide aminés et amine
biogène).
- Neuropeptides : plus volumineux, synthétisés dans le corps cellulaire.
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Neurotransmetteurs à petites molécules
Type
Neurotransmetteur
Effet post-synaptique
Acétylcholine
Excitateur/Inhibiteur
Acides aminés
Acide gamma-aminobutyrique
Inhibiteur
(GABA)
Amines biogènes
Glycine
Inhibiteur
Glutamate
Excitateur
Aspartate
Excitateur
Dopamine
Excitateur/Inhibiteur
Noradrénaline
Excitateur
Sérotonine
Excitateur
Histamine
Excitateur
Tableau : Les neurotransmetteurs excitateurs et inhibiteurs
Mode d’action et régulation de neuromédiametteurs classique :
A : Récepteur canal ionique (neurotransmetteur rapide) fixation du NT sur
un site extracellulaire.
B : Réception métabotrope : activation d’une protéine G intracellulaire qui
a son tour active le canal ionique.
29
C : Récepteur métabotrope : (neuromodulateur ionique) activation d’un
protéine G intracellulaire qui stimule la production d’un 2 nd messager
intracellulaire qui à son tour active le canal ionique.
Notion d’agoniste et d’antagoniste :
Agoniste : molécule se fixant sur le même récepteur que le NT et
provoquant la même réponse physiologique que ce dernier. Exemples :
Nicotine /Ach …
Antagoniste : molécule se fixant sur un même récepteur et empêchant la
fixation de la substance spécifique ou de l’agoniste. Il en existe deux catégories :
- Antagoniste compétitif : se fixe sur le même site que la molécule
spécifique bloquant totalement le récepteur à l’agoniste ou au NT.
- Antagoniste non compétitif : qui n’entre pas en compétition avec
l’agoniste pour occuper le même site mais qui se fixe sur d’autre(s) site en
s’opposant à l’effet de l’agoniste ou du NT.
L’Acétylcholine (Ach) :
C’est le premier médiateur chimique et le mieux étudie. Les neurones
libérant l’ach sont cholinergiques.
Synthétiser par l’enzyme choline-acétyltransférase (CAT) à partir de la
choline et l’acétylcoenzyme A. Il peut être libéré au niveau des ganglions
autonomes (orthosympatyque et parasympathique), de la plaque motrice.
Stocké dans des vésicules synaptiques à l’extrémité de l’axone dans le
bouton terminale.
Dégrader ou hydrolyser par l’enzyme acétylcholinestérase (AchE)
présente dans la membrane post-synaptique.
Il possède 2 types de récepteurs : nicotinique et muscarinique. La toxine
botulinique est une toxine bloquant la libération de l’ach sur la jonction
neuromusculaire ⇒
une paralysie flasque.
Récepteurs
Agoniste
Antagoniste
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Nicotinique :
Ganglion autonome,
(membrane des neurones
post-ganglionnaire)
Plaque motrice,
(jonction
neuromusculaire)
Muscarinique :
Synapse entre neurone
post-ganglionnaire
parasympathique
et
effecteur.
Nicotine
Ganglioplégique
(héxaméthonium)
Nicotine
Curare
Muscarine
Atropine ou scopolamine
L’Arrivé du PA au niveau du bouton terminal entraine l’entré du 𝐶𝑎2+ qui
stimule la migration puis la fusion des vésicules à la membrane, enfin, la
libération de l’ach par exocytose. Elle se fixe sur les récepteurs spécifiques
nicotiniques et muscariniques. Son hydrolyse enzymatique par l’AchE,
incorporée dans la membrane post-synaptique, met fin à son action. La choline
est recaptée par le bouton pré-synaptique et est utilisée pour la synthèse de
nouvelles molécules d’Ach.
Figure 8 : Synthèse et devenir de l’Acétylcholine
31
La Glutamate :
Le glutamate est un acide aminé à effet excitateur.
Principal précurseur : glutamine mais aussi l’aspartate.
Synthèse de glutamine : dans les cellules gliale (astrocytes) à partir du
glutamate recapté, sous l’action de la glutamine synthase ou glutamine
synthétase. La glutamine est transformée en glutamate par la glutaminase.
Dégradation : Le glutamate est inactivé par un mécanisme de recaptature
dans les cellules gliales.
Le glutamate possède des récepteurs ionotropes et métabotropes.
- Récepteur ionotrope : NMDA réceptor (entrée passive de𝐶𝑎2+ ), ou
kainate recptor et AMPA recptor permettent l’entrée du 𝑁𝑎+ et la sortie
du𝐾 − . Les NMDA recptor, Kainate recptor, AMPA réceptor sont des
agoniste du glutamate sur les récepteurs ionotropes.
- Récepteurs métabotropes : mGlu1 à mGlu8.
Figure 9 : Voies de synthèse et devenir du glutamate
32
L’acideɣ-Aminobuyrique (GABA) :
Principale médiateur inhibiteur (cerveau), responsable de l’inhibition présynaptique.
- Synthétisé dans cellules gliales, à partir du glutamate (décaorboxilation).
- Il possède deux types de récepteurs : ionotrope et métabotrope. Les
récepteurs ionotropique décorboxilique ou 𝐺𝐴𝐵𝐴𝐴 dont la liaison avec
GABA augmente la perméabilité au𝐶𝑙 − . Et les récepteurs métabotropes
ou 𝐺𝐴𝐵𝐴𝐵 dont la liaison au GABA augment la perméabilité au𝐾 + .
Les benzodiazépines (valium, librium …) sont des médicaments
polyvalents (effets anxiolytique, myorelaxant, sédatif, anticonvulsif) qui se
fixent sur des récepteurs du GABA facilitant son effet.
La picrotoxine est une toxine antagoniste du GABA relatif à l’inhibition
pré-synaptyque.
Les barbiturique sont des médicaments augmentant la perméabilité des
membranes au𝐶𝑙 − ⇒
agoniste du GABA sur les récepteurs𝐺𝐴𝐵𝐴𝐴 .
Figure 10 : Synthèse et devenir du GABA
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COOH
La Glycine :
H
C
H
𝑁𝐻3
C’est un acide aminé le plus simple, c’est un inhibiteur responsable de
l’inhibition direct. Il provoque l’augmentation de la perméabilité au𝐶𝑙 − . Cet
effet peut être antagonisée par strychnine ⇒
convulsion et hyperactivité
musculaire.
Les Catécholamines :
Les Catécholamines sont : la dopamine, l’adrénaline et la noradrénaline
qui sont des amines biogène.
Les amines biogènes sont substances (neuromédiateur par exemple) synthétisés
à partir des acides aminés.
Synthèse des catécholamines :
Tyrosine
Tyrosine hydroxylase
DihydroxyβhénylAmine (L-DOPA)
Dopa décarboxylase
Dopamine
Dopamineβhydroxylase
Noradrénaline
PNMT :phényléthanolamine-NMéthyltransférase
Adrénaline
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Les enzymes MAD et COMT mettent fin à l’action des catécholamines.
Leurs inhibitions augmentent l’activité des catécholamines.
MAO : MonoAmine-Oxidase
COMT : Cathéchol -O-MéthylTransférase.
Figure 11 : Synthèse et devenir des catécholamines
La Sérotonine ou 5-OHtryptamine :
Synthétise à partir de la 5-hydroxytryptophane-décarboxylase. Elle est
inactivée par la MAO.
L’Histamine :
Synthétisée à partir de l’histidine par l’histidine décarboxilase. NT du
SNC (hypothalamus) qui a une action post-synaptique via l’𝐴𝑀𝑃𝐶
(métabotrope).
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La Substance P :
C’est un polypeptide constitué de 11AA, que l’on retrouve dans divers
nerfs périphérique et dans plusieurs régions du SNC. On le retrouve également
dans la paroi intestinale. Il fait partie d’une famille de polypeptides que l’on
rencontre chez les mammifères, et que l’on appelle tachykinines.
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