La synapse neuro- musculaire
publicité
La synapse neuromusculaire La synapse neuro-musculaire est la première synapse étudiée, elle a permis de mettre à jour les processus post-synaptique ayant lieu lors de l’arrivé d’un potentiel d’action et de la libération de neurotransmetteur dans la fente synaptique. Contrairement aux synapses axonodendritiques qui sont majoritaires au niveau du système nerveux, la synapse neuro-musculaire est une structure permettant la transmission des potentiels d’actions provenant des motoneurones vers le muscle et permettre ainsi sa contraction. Cette synapse est cholinergique car le neurotransmetteur utilisé pour transmettre l’information nerveuse est l’acétylcholine. Lors de l’arrivée d’un potentiel d’action des canaux calciques voltage-dépendant vont s’ouvrir au niveau pré-synaptique. Cela va augmenter la concentration calcique dans la partie présynaptique car la concentration calcique au repos est largement supérieure à l’extérieur de cette partie qu’à l’intérieur. Le calcium entrant va permettre la fusion des vésicules contenant l’acétylcholine et entraîner l’exocytose du neurotransmetteur dans la fente synaptique. Le grand nombre de molécule d’acétycholine ainsi libérées vont se fixer sur des récepteurs situés sur la partie post-synaptique. Cette fixation va entraîner l’ouverture brève mais synchrone d’un grand nombre de canaux. L’ensemble de toutes ces ouvertures va créer un courant macroscopique appelé courant de plaque motrice. La dépolarisation qui s’en suit modifie le potentiel de plaque motrice, cela déclenche habituellement (dépendant du seuil) un potentiel d’action postsynaptique par ouverture des récepteurs canaux cholinergiques. Les récepteurs canaux cholinergiques (récepteurs nicotiniques) situés sur la partie postsynaptique sont composés de 5 sous-unités formant un pentagone autour d’un canal central. Au repos ce canal est fermé. Lors de la fixation de l’acétylcholine, un changement conformationnel va avoir lieu rendant le canal perméable aux ions Na+ et K+. Au repos le potentiel de la partie postsynaptique est de -95mV, si suffisamment d’ions Na+ rentre et le potentiel de plaque motrice atteint -50mV, alors un potentiel d’action est émis dans le muscle. Celui-ci va naviguer par les sarcolemmes et pénétrer par les tubules-T jusqu’aux fibres musculaires. Une fois que le potentiel d’action à atteint ces structures, la dépolarisation va entraîner l’ouverture des canaux calciques voltage dépendants situés au niveau du réticulum sarcoplasmique. La concentration de calcium dans cette structure étant largement plus importante que celle au niveau des fibres musculaires, le calcium va sortir. Ce changement de concentration calcique va permettre la contraction musculaire (jonction actine-myosine). Une expérience type permet de mettre en évidence les propriétés fondamentales de la synapse neuro-musculaire. Ces propriétés recoupent celles des synapses plus « standard » (synapse axono-dendritique). Le dispositif expérimental est décrit dans la figure 1. Figure 1.Schéma du dispositif expérimental permettant l’étude de la jonction neuromusculaire. Si l’on stimule plus ou moins l’axone moteur, on va observer des trains de potentiel d’action (ensemble de potentiel d’action se suivant) au niveau du récepteur 1. Si l’on regarde au niveau du récepteur 2 on observera une augmentation du potentiel de plaque proportionnelle à la stimulation exercée. Ensuite si l’on injecte de l’ACh (acétylcholine) dans la fente synaptique, on n’observe aucun signal au niveau du récepteur 1 par contre on observe une augmentation du potentiel de plaque proportionnelle à la quantité d’ACh injectée. Une injection d’ACh dans la fibre musculaire ne donne rien sur les deux récepteurs. Cela montre que la quantité d’ACh libérée dans la fente synaptique est proportionnelle à l’intensité de l’influx nerveux arrivant au bouton terminale (codé par la fréquence d’arrivée des potentiels d’actions). Mais comment agit l’ACh au niveau de la fente synaptique ? Pour répondre à cette question, il existe une substance paralysante, le curare. Il a été montré dans des expériences que l’injection d’une telle substance dans la fente synaptique fait qu’il y a qu’un très faible potentiel de plaque malgré une forte stimulation de l’axone motrice ou malgré une injection importante d’ACh dans la fente synaptique. Il n’y a pas d’effet si l’on injecte cette substance à distance de la plaque motrice ou dans la fibre musculaire. Cela vient du fait que le curare se fixe sur les récepteurs de l’ACh et empêche la fixation de ce dernier. Le curare est donc ce que l’on appelle un antagoniste à l’ACh. Ces résultats montrent que l’ACh agit uniquement au niveau post synaptique grâce à des récepteurs spécifiques (récepteurs cholinergique). Une jonction neuro-musculaire permet la contraction d’un certain nombre de fibres musculaires. Certains muscles ayant besoin d’être contracté de manière précise, le nombre de jonction par fibre est bien plus important. Ce rapport est par exemple beaucoup plus élevé dans le muscle du dos et beaucoup plus faible dans les muscles de l’avant-bras. En effet, ces derniers contrôlant la main, ils doivent avoir une motricité beaucoup plus fine. Axone du motoneurone Récepteur à l’Ach Acétylcholine (Ach) Mitochondrie Vésicule synaptique Influx nerveux Réticulum sarcoplasmique Membrane plasmique de la fibre musculaire Myofibrille Figure 2. La junction neuro-musculaire, résumé. Aller plus loin : Une animation simple mais très visuelle (Anglais) http://thebrain.mcgill.ca/flash/i/i_06/i_06_m/i_06_m_mou/i_06_m_mou.html QCM Question 1 La synapse neuro-musculaire permet la transmission de l’information nerveuse entre deux muscles La synapse neuro-musculaire permet la transmission de l’information nerveuse entre deux motoneurones La synapse neuro-musculaire permet la transmission de l’information nerveuse entre un motoneurone et un muscle La synapse neuro-musculaire est la première synapse étudiée Question 2 La synapse neuro-musculaire est cholinergique La synapse neuro-musculaire est dopaminergique La synapse neuro-musculaire est noradrénergique La synapse neuro-musculaire est sérotoninergique Question 3 L’ensemble des ouvertures de canaux postsynpatiques est appelé potentiel de plaque motrice L’ensemble des ouvertures de canaux présynpatiques est appelé potentiel de plaque motrice L’ensemble des ouvertures de canaux postsynpatiques est appelé courant de plaque motrice L’ensemble des ouvertures de canaux présynpatiques est appelé potentiel de plaque motrice Question 4 Les récepteurs canaux cholinergiques sont composés de 3 sous-unités Les récepteurs canaux cholinergiques sont composés de 5 sous-unités La fixation d’acétylcholine sur ces récepteurs entraîne un changement transformationnel La fixation d’acétylcholine sur ces récepteurs entraîne un changement conformationnel Question 5 Si le potentiel de plaque motrice atteint -50mV il y a émission d’un potentiel d’action Si le potentiel de plaque motrice atteint -90mV il y a émission d’un potentiel d’action Si le potentiel de plaque motrice atteint -10mV il y a émission d’un potentiel d’action Si le potentiel de plaque motrice atteint +20mV il y a émission d’un potentiel d’action Question 6 Une injection de curare dans la fibre musculaire entraîne une paralysie Une injection d'acétylcholine dans la fibre musculaire entraîne une contraction L'acétylcholine est le neurotransmetteur libérer au niveau de la fente synaptique de la plaque motrice Le curare est un agoniste à l'acétylcholine Question 7 L’ouverture des récepteurs cholinergiques entraînent le passage d’ions Na+ et Ca2+ L’ouverture des récepteurs cholinergiques entraînent le passage d’ions Na+ et K+ L’ouverture des récepteurs cholinergiques entraînent le passage d’ions sodique et potassiques L’ouverture des récepteurs cholinergiques entraînent le passage d’ions Ca2+ et K+ Question 8 Le potentiel d’action navigue dans le muscle par les sarcolemmes puis par les tubules T Le potentiel d’action navigue dans le muscle par les tubules T puis par les sarcolemmes Le potentiel d’action navigue dans le muscle par les tubules D puis par les sarcomelles Le potentiel d’action navigue dans le muscle par les tubules D puis par le réticulum sarcoplasmiques Question 9 Le calcium permettant la contraction musculaire provient des tubules T Le calcium permettant la contraction musculaire provient des sarcolemmes Le calcium permettant la contraction musculaire provient du milieu extracellulaire Le calcium permettant la contraction musculaire provient du réticulum sarcoplasmique Question 10 Le nombre de jonction neuro-musculaire par fibres musculaires est immuable Le ratio nombre de jonction neuro-musculaire par fibres musculaires est élevé dans les muscle de l’avant-bras Le ratio nombre de jonction neuro-musculaire par fibres musculaires est élevé dans les muscle du dos Le ratio nombre de jonction neuro-musculaire par fibres musculaires est bas dans les muscle de l’avant-bras CORRECTION: Question 1 : 3. La synapse neuro-musculaire permet la transmission de l’information nerveuse entre un motoneurone et un muscle 4. La synapse neuro-musculaire est la première synapse étudiée Question 2 : 1. La synapse neuro-musculaire est cholinergique Question 3 : 3. L’ensemble des ouvertures de canaux postsynpatiques est appelé courant de plaque motrice Question 4 : 2. Les récepteurs canaux cholinergiques sont composés de 5 sous-unités 4. La fixation d’acétylcholine sur ces récepteurs entraîne un changement conformationnel Question 5 : 1. Si le potentiel de plaque motrice atteint -50mV il y a émission d’un potentiel d’action Question 6 : 3. L'acétylcholine est le neurotransmetteur libérer au niveau de la fente synaptique de la plaque motrice Question 7 : 2. L’ouverture des récepteurs cholinergiques entraînent le passage d’ions Na+ et K+ 3. L’ouverture des récepteurs cholinergiques entraînent le passage d’ions sodique et potassiques Question 8 : 1. Le potentiel d’action navigue dans le muscle par les sarcolemmes puis par les tubules T Question 9 : 4. Le calcium permettant la contraction musculaire provient du réticulum sarcoplasmique Question 10 : 3. Le ratio nombre de jonction neuro-musculaire par fibres musculaires est élevé dans les muscle du dos 4. Le ratio nombre de jonction neuro-musculaire par fibres musculaires est basdans les muscle de l’avant-bras
