Chap 4 La transmission synaptique Rappel sur la communication cellulaire Communication cellulaire • • Autocrine : la molécule influence le comportement de la cellule qui vient de l’émettre. Quelquefois ces molécules peuvent se disperser et devenir paracrine. La transmission synaptique Comment un PA dans un neurone présynaptique peut influencer l’activité électrique d’une cellule postsynaptique. – Transmission électrique – Transmission chimique (le plus fréquent) La transmission électrique • • • Ces cellules sont « électriquement couplées » par des jonctions de type gap (communicante). Ces jonctions permettent le passage de tous les ions et des petites molécules. Les jonctions gap sont formés par des connexons. Les pores des canaux sont connectés l’un à l’autre créant une continuité électrique entre les deux cellules. • • Ca2+ indépendante. La conduction passive du courant à travers la jonction gap est instantanée. Les synapses électriques ont pour rôle plus général de synchroniser l’activité électrique de populations de neurones. – Les neurones de l’hypothalamus à fonction neuroendocrine; – Le muscle cardiaque – Le muscle lisse Les synapses chimiques • Anatomie d’une synapse • Bases de la neurotransmission • Libération quantique d’un neurotransmetteur • Recyclage des vésicules • Rôle du Ca2+ • Bases moléculaires de la neurotransmission Anatomie d’une synapse • Fente synaptique : c’est l’espace séparant la membrane présynaptique de la membrane postsynaptique. • Les vésicules synaptiques : organites de petites tailles remplis d’un ou plusieurs neurotransmetteurs. La transmission chimique La transmission quantique aux synapses neuromusculaires • • Un PA dans le motoneurone présynaptique déclenche une dépolarisation transitoire de la cellule musculaire, appelée PPM (potentiel de plaque motrice). Les PM des cellules musculaires présente des variations spontanées en l’absence de toute stimulation du neurone présynaptique, c’est le PPMm (PPM miniature). • • • • • • • De même, les incréments d’amplitude des PPM se font par échelons unitaires de la taille des PPMm individuels. Ces fluctuations quantiques de l’amplitude des PPM suggèrent qu’ils sont constitués d’unités individuelles équivalant chacune à un PPMm. La libération de NTM se fait par paquets discrets, équivalant chacun à un PPMm. Ainsi, un PA présynaptique déclenche un PA postsynaptique parce qu’il synchronise la libération de nombreux quanta de NTM. Les PPM provoqués par la stimulation du nerf moteur sont supraliminaires et produisent un PA dans la cellule musculaire postsynaptique. Il y a libération d’ACh et ouverture de canaux non sélectif qui déclenchent un PPM. Le potentiel de membrane des cellules musculaires présente des variations spontanées en l’absence de toute stimulation émanant du motoneurone présynatique. Ces variations sont de même forme que les PPM, mais beaucoup plus petit. -En réduisant le taux de Ca2+, on diminue la quantité de NT libéré par un PA. -Dans certains cas, le PA ne déclenche aucun PPMm. -Sinon, il s’agit d’une libération d’un à six quanta Le recyclage des vésicules synaptiques La fusion, régulée par le Ca2+, des vésicules avec la membrane présynaptique est suivie d’une récupération de la membrane vésiculaire par endocytose, par l’intermédiaire des vésicules recouvertes de clathrine et des endosomes, puis de la reconstitution de nouvelles vésicules synaptiques. Références • Neurosciences DeBoeck Université • Neurobiologie cellulaire et moléculaire (Constance Hammond) • Abrégé Neurotransmetteurs • Physiologie animale (humaine) DEUG et PCEM 1 Rôle du Ca2+ dans la sécrétion des transmetteurs • • • • Les PA présynaptiques ouvrent des canaux Ca2+ VD et l’entrée de calcium qui en résulte déclenche la libération du transmetteur. Le traitement d’une terminaison par le cadmium, qui bloque les canaux Ca2+, empêche la libération du transmetteur. Une injection de Ca2+ dans la terminaison présynaptique déclenche la libération de transmetteur. Une injection d’un chélateur des ions Ca2+, le BAPTA, dans la terminaison présynaptique empêche la libération du transmetteur. Mécanismes moléculaires • • • • • Il existe beaucoup de molécules impliquées dans la libération des vésicules. Trois protéines sont mieux connues : les protéines SNARE (récepteur des protéines SNAP), la synaptotagmine et les canaux Ca2+. SNAP-25 régule l’assemblage des deux autres SNARE. Une SNARE est vésiculaire (synaptobrevine) L’autre SNARE est sur la membrane plasmique (syntaxine) La vésicule peut s’accrocher lorsque les protéines sont en place. -SNARES -Synaptobrevine -SNAP-25 -Synaptotagmine -Canaux Ca2+ La vésicule est prête pour l’exocytose : La dépolarisation ouvre les canaux Ca2+ VD situés très prêt de la vésicule. Il y a une augmentation de Ca2+ intracellulaire à proximité de la vésicule :