La transmission synaptique

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1 Partie 4 : système nerveux Chapitre 3 : La transmission synaptique Le circuit neuronique impliqué dans une voie réflexe ou une voie volontaire implique plusieurs neurones (au moins 2 : un neurone sensitif et un motoneurone dans l arc réflexe monosynaptique du réflexe myotatique). On distingue 2 types de synapses : Synapse neuro-neuronique : zone de jonction entre 2 neurones elles se situent toujours dans la substance grise Synapse neuromusculaire : zone de jonction entre un motoneurone et la effectrice musculaire. I la structure d une synapse neuro-neuronique II les mécanismes de la transmission synaptique III Des synapses aux effets variés 1

2 I - structure d une synapse neuro-neuronique Rappel : La synapse a donc une structure asymétrique avec : un élément présynaptique reconnaissable à la présence de vésicules au niveau du bouton synaptique. Un élément postsynaptique avec une membrane plasmique épaissie. L élément présynaptique est toujours un axone. Il peut entrer en contact avec différentes parties du neurone postsynaptique : le plus souvent, une dendrite ou le corps cellulaire. La membrane du neurone présynaptique est séparée de celle du neurone postsynaptique par une fente de 20 à 50 nm de large. Cet espace est suffisant pour assurer une isolation entre les 2 membranes : un potentiel d action atteignant cette zone ne peut donc être transmis directement à la voisine par des courant locaux. La transmission du message nerveux au niveau de la synapse nécessite un messager chimique appelé neurotransmetteur accumulé dans les vésicules du neurone présynaptique. Il s agit donc d une transmission chimique. Détail d une synapse observée au MET x

3 II - Les mécanismes de la transmission synaptique Schéma du protocole expérimental pour enregistrer les mécanismes synaptiques Un oscilloscope B est relié à une microélectrode intracellulaire placée au niveau d une fibre présynaptique Elle enregistre l activité de la fibre présynaptique. Un oscilloscope C est relié à une microélectrode intracellulaire placée au niveau de la synapse, coté postsynaptique. Elle enregistre l activité du neurone postsynaptique. A chaque couple d enregistrements B 1 -C 1 ; B 2 -C 2 et B 3 -C 3 correspond l état structural de la synapse. Transmission de l information de l élément présynaptique à l élément postsynaptique Schéma interprétatif du fonctionnement synaptique 3

4 Enregistrement au niveau présynaptique (B) Observation au niveau présynaptique : état structural Enregistrement au niveau postsynaptique (C) B 1 : membrane au repos C 1 = Potentiel de repos B 2 : 2 PA afférents Figures d exocytose C 2 = Dépolarisation = PPS B 3 : 5 PA afférents Figures d exocytose C 3 = Dépolarisation de plus grande amplitude = PPS PPS : il s agit d une dépolarisation puisque le potentiel de membrane se rapproche du 0 c'est-à-dire que la valeur absolue de la ddp est moins importante Schéma bilan de la transmission chimique de l information au niveau d une synapse 4 1 : message nerveux présynaptique afférent. 2 : l arrivée du MN provoque au niveau du bouton synaptique l entrée d ions calcium et la migration des vésicules synaptiques vers la membrane plasmique 3 : exocytose des vésicules présynaptiques par fusion de la membrane des vésicules avec la membrane plasmique du bouton présynaptique le neurotransmetteur est libéré dans la fente synaptique 4 : le neurotransmetteur se fixe sur des récepteurs de la membrane postsynaptique. 5 : l association neurotransmetteur /récepteur provoque une modification du potentiel transmembranaire = un potentiel postsynaptique ou PPS. 6 : le neurotransmetteur est rapidement éliminé de la fente synaptique soit par : recapture par le neurone postsynaptique ; dégradation par une enzyme spécifique dans l espace synaptique.

5 L arrivée du message nerveux au niveau du bouton présynaptique provoque l exocytose dans l espace synaptique des vésicules présynaptiques contenant le neurotransmetteur. Celui-ci se fixant sur les récepteurs protéiques spécifiques de la membrane postsynaptique provoque une modification du potentiel transmembranaire appelée PPS ou potentiel postsynaptique. La non persistance du neurotransmetteur dans la fente limite l existence du PPS. La transmission synaptique est donc unidirectionnelle et ceci est en relation avec la structure asymétrique de la synapse. La transmission chimique explique que celle-ci soit relativement lente : le délai synaptique ou temps de franchissement est de l ordre de 0.5 ms. III - Des synapses aux effets variés Résultat expérimental : On stimule les fibres afférentes selon 2 intensités. Elles émettent un message nerveux (non schématisé) et on enregistre le message nerveux au niveau des motoneurones A et B. 5

6 On voit que le motoneurone A transmet un PA à l effecteur : il a donc été stimulé par les fibres afférentes. Le motoneurone B ne transmet pas de PA : il n a donc pas été stimulé par les fibres afférentes. Une même stimulation des fibres afférentes peut avoir 2 effets différents selon le motoneurone : La synapse entre la fibre afférente et le motoneurone A est excitatrice : elle active l activité du motoneurone. La synapse entre l interneurone et le motoneurone B est inhibitrice : elle inhibe (freine) l activité du motoneurone. Comment fonctionnent ces 2 types de synapses? Comment le motoneurone intègre-t-il différents PPS? (voir le chapitre 4) 6

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