Le GABA, acide gammaaminobutyrique Un neurotransmetteur est une molécule chimique libérée au niveau d’une synapse et qui possède un effet sur l’activité d’une autre cellule (neurone ou cellule de l’organe cible). Pour appartenir à la classe des neurotransmetteurs une molécule doit respecter cinq critères définis en 1951 par Eccles. Elle doit être synthétisée par le neurone Elle doit être présente dans la terminaison présynaptique Elle doit être libérée en quantité suffisante pour exercer une action sur la cellule post-synaptique Elle doit avoir des récepteurs spécifiques post-synaptiques Elle doit être inactivée de façon spécifique. Figure 1. Formule du GABA. «gamma-aminobutyric acid» par NEUROtoker — Travail personnel. Sous licence Public domain via Wikimedia Commons http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/ 4e/Gamma-Aminobutters%C3%A4ure_-_gammaaminobutyric_acid.svg Le GABA ou acide gamma-aminobutyrique est une molécule organique de petite taille, sa formule brute est C4H9NO2 et sa masse molaire est de 103.1 g/mol. Ce neurotransmetteur est LE neurotransmetteur inhibiteur du système nerveux central, avec la glycine. Environ un tiers, au moins, des synapses cérébrales l’utilise. Le GABA se retrouve principalement au niveau des interneurones des circuits locaux exception faite des cellules de Purkinje du cervelet. Pour présenter ce neurotransmetteur nous allons nous baser sur les cinq critères d’Eccles. I. Synthèse Le GABA est synthétisé au niveau neuronal à partir du glucose et plus précisément de l’alpha-cétoglutarate un intermédiaire du cycle de Krebs. Le pyruvate ou la glutamine peuvent aussi servir de précurseur. L’alpha-cétoglutarate est métabolisé par une transaminase donnant de l’acide glutamique qui est ensuite métabolisé en GABA par la décarboxylase de l’acide glutamique (GAD). Cette enzyme est presque exclusivement retrouvée dans les neurones GABAergiques. Il est intéressant de noter que l’enzyme GAD nécessite un co-facteur qui est dérivé de la vitamine B6. Un manque de cette vitamine (rare dans les pays développé car dû à une malnutrition), entraîne une diminution de la quantité de GABA et donc une perte d’inhibition synaptique qui peut provoquer de fortes crises d’épilepsies. II. Présence présynaptique et libération Une fois synthétisé le GABA est transporté dans les vésicules synaptiques par un transporteur appelé VIAAT pour Vésicular Inhibitory Amino Acid Transporter. On ne peut définir de spécificité spatiale quant aux neurones GABAergiques car ils sont présents dans pratiquement toutes les régions du cerveau. Par contre il en existe deux grands types, les neurones courts (interneurones) et les cellules de Purkinje du cervelet. Enfin, la libération du GABA se fait comme n’importe quel neurotransmetteur, par exocytose à partir des vésicules de stockage présynaptique. III. Récepteurs postsynaptiques Il existe trois types de récepteurs GABAergiques, les récepteurs GABAa, GABAb et GABAc. Les récepteurs GABAa et GABAc sont des récepteurs ionotropes alors que les récepteurs GABAb sont métabotropes. Les récepteurs ionotropes sont généralement inhibiteurs car ils sont spécifiques aux ions Cl-. En effet un courant d’ion chlorure va entraîner une hyperpolarisation de la membrane postsynaptiques. Ces récepteurs ionotropes sont largement distribués dans le cerveau et sont la cible de l’alcool qui va modifier leur comportement. L’intoxication alcoolique produit certaines des manifestations comportementales de l’ivresse en modulant les récepteurs ionotropes du GABA. De plus, les molécules telles que les benzodiazépines, utilisées pour leurs effets tranquillisants, vont cibler certaines sous unités des récepteurs GABAa et GABAc. Cela aura pour effet d’activer ses récepteurs et donc d’augmenter leurs effets inhibiteurs. On peut aussi citer les barbituriques qui sont utilisés comme anesthésiant et qui vont cibler d’autres sous-unités de ses deux types de récepteurs. Les récepteurs métabotropes sont aussi largement distribués dans le cerveau et sont également inhibiteurs. Par contre l’inactivation se fait par l’activation de canaux K+. IV. Inactivation L’élimination du GABA de la fente synaptique se fait selon des mécanismes similaires à ceux utilisés pour l’élimination du glutamate. Les neurones et les cellules gliales possèdent des transporteurs à haute affinité pour le GABA, les GAT. La majorité du GABA est transformé en succinate ou acide succinique qui sera lui-même métabolisé par le cycle de Krebs. Les enzymes à l’origine de cette métabolisation sont deux enzymes mitochondriales, la GABA Transaminase (GABA-T) et la SSA déshydrogénase. Une autre voie existe qui va former un produit appelé gamma-hydroxybutyrate ou GHB. Cette molécule peut être utilisée comme une drogue (« drogue du viol »). Ses effets, lors d’une prise orale, sont une euphorie, une inconscience et des déficits mnésiques. Cela est vraisemblablement dû à son action sur les synapses GABAergiques du système nerveux centrale. Son utilisation associée avec de l’alcool ou certaines molécules comme les benzodiazépines ou les barbituriques peut être extrêmement délétère car ces dernières sur le même récepteur GABAergique (c.f. partie récepteurs post-synaptiques). Figure 2. Métabolisme du GABA (synthèse et degradation). «GABA etabolisme» par Pancrat — Travail personnel. Sous licence Public domain via Wikimedia Commons http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9a/GABA_metab olisme.png QCM Question 1 Un neurotransmetteur est une molécule chimique libérée au niveau d’une synapse Un neurotransmetteur est une molécule chimique libérée dans le sang Un neurotransmetteur est une molécule chimique libérée dans la lymphe Un neurotransmetteur est une molécule chimique libérée dans le liquide céphalo-rachidien Question 2 Un neurotransmetteur doit être synthétisé par les astrocytes Un neurotransmetteur doit être présent dans la terminaison postsynaptique Un neurotransmetteur doit être libéré en quantité suffisante pour exercer une action sur la cellule post-synaptique Un neurotransmetteur ne doit pas avoir des récepteurs spécifiques postsynaptiques Un neurotransmetteur ne doit pas être inactivé de façon spécifique. Question 3 Le GABA ne contient pas d’atome d’azote Le GABA ne contient pas d’atome de calcium Le GABA ne contient pas d’atome d’oxygène Le GABA est la forme ionisé du glutamate Question 4 Le GABA est présent au niveau des neurones excitateurs Le GABA est présent au niveau des interneurones excitateurs Plus de 30% des synapses cérébrales utilisent le GABA comme neurotransmetteurs 70% des synapses cérébrales utilisent le GABA comme neurotransmetteurs Question 5 On retrouve du GABA uniquement au niveau des interneurones locaux On retrouve du GABA uniquement au niveau des cellules de Purkinje On retrouve du GABA uniquement au niveau des cellules sensorielles On retrouve du GABA au niveau des cellules de Purkinje et des interneurones locaux Question 6 Le GABA est synthétisé à partir du glucose ou de l’alpha cétoglutarate Le GABA est synthétisé à partir de la glutamine ou de l’alpha cétoglutarate La vitamine B6 n’est pas importante pour la synthèse de GABA La vitamine C est primordiale pour la synthèse de GABA Question 7 L’acide glutamique est métabolisé en GABA grâce à l’enzyme TAD L’alpha cétoglutarate est métabolisé en GABA grâce à l’enzyme TAD L’acide glutamique est métabolisé en GABA grâce à l’enzyme GAD L’alpha cétoglutarate est métabolisé en acide glutamique grâce à une cis-aminase Question 8 Les récepteurs ionotropes du GABA sont les récepteurs GABAb Les récepteurs ionotropes du GABA sont les récepteurs GABAb et GABAc Les récepteurs ionotropes sont uniquement excitateurs Les récepteurs ionotropes du sont spécifiques aux ions Cl- Question 9 Les récepteurs métabotropes du GABA sont les récepteurs GABAb Les récepteurs métabotropes du GABA sont les récepteurs GABAb et GABAc Les récepteurs métabotropes sont uniquement excitateurs Les récepteurs métabotropes du sont spécifiques aux ions Cl- Question 10 L’évacuation du GABA se fait grâce à des transporteurs post-synaptiques, les EAAT L’évacuation du glutamate se fait grâce à des transporteurs les GAT Une faible quantité de GABA est métabolisé en succinate La formation de succinate à partir du GABA se fait grâce à la GABA cis-aminase CORRECTION Question 1 1. Un neurotransmetteur est une molécule chimique libérée au niveau d’une synapse Vrai Question 2 3. Un neurotransmetteur doit être libéré en quantité suffisante pour exercer une action sur la cellule post-synaptique Vrai Question 3 2. Le GABA ne contient pas d’atome de calcium Vrai Question 4 3. Plus de 30% des synapses cérébrales utilisent le GABA comme neurotransmetteurs Vrai Question 5 4. On retrouve du GABA au niveau des cellules de Purkinje et des interneurones locaux Vrai Question 6 2. Le GABA est synthétisé à partir de la glutamine ou de l’alpha cétoglutarate Vrai Question 7 3. L’acide glutamique est métabolisé en GABA grâce à l’enzyme GAD Vrai Question 8 4. Les récepteurs ionotropes du sont spécifiques aux ions Cl- Vrai Question 9 1. Les récepteurs métabotropes du GABA sont les récepteurs GABAb Vrai Question 10 2. L’évacuation du glutamate se fait grâce à des transporteurs les GAT Vrai