NEUROBIOLOGIE CHAPITRE II : NEUROTRANSMISSION ET RECEPTION I NEUROTRANSMISSION

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1 NEUROBIOLOGIE CHAPITRE II : NEUROTRANSMISSION ET RECEPTION ATTENTION : CES FICHES SONT LA PROPRIETE INTELLECTUELLE DE SEBASTIEN MARRA. N AYANT PAS SUIVI DE COURS DE NEUROBIOLOGIE JE N AI FAIT QUE RECOPIER SES FICHES «PAPIER» POUR VOUS FOURNIR UN SUPPORT DE COURS. I NEUROTRANSMISSION Le cerveau possède de 10 à 100 milliards de neurones, formant des réseaux. L information est transmise sous forme de signaux électriques : c est le Potentiel d Action au niveau des synapses. Celui-ci correspond à la Dépolarisation + Repolarisation + Hyperpolarisation + Retour à la valeur de repos. PA transmis axone ouverture canaux Na+ et K+. Il existe les synapses électriques et les synapses chimiques. Electriques : rapides, efficace, et disposent d un espace intersynaptique faible. La synapse électrique permettra de faire passer ce PA du neurone présynaptique au neurone post-synaptique, par une jonction communicante qui sont des canaux se faisant face : la connexine (6 connexines doivent s assembler pour former un connexon). Chimiques : Permet de faire passer l information par des neurotransmetteurs libérés dans la fente synaptique, activant les récepteurs post-synaptiques. Le PA arrive à la terminaison présynaptique, ouvrant des canaux dépolarisant la membrane présynaptique. L exocytose se fait par arrimage + amorçage + fusion. 4 protéines interviennent : la Synaptobrevine, et la Synaptotagmine qui sont sur la vésicule, ainsi que la Syntaxine et la SNAP25 qui sont synaptosonales (neurone). Le recyclage des vésicules se fait par bourgeonnement (endosome), puis formation d une vésicule, arrimage, amorçage, fusion, puis bourgeonnement d une nouvelle vésicule. Il existe 3 modes de communication chimique : - Synaptique - Paracrine : Neurone libère des neurotransmetteurs qui diffusent des messages aux cellules avoisinantes. - Endocrine : Neurohormone libérée dans le capillaire. Les récepteurs où agissent les neurotransmetteurs sont soit ionotropiques, soit métabotropiques, soit associés à une enzyme, soit intracellulaires. Ils peuvent avoir deux modes d action différents : Ils peuvent être agonistes (se lie à un récepteur et Par Krys3000 (Groupe «The Trust» - Page 1

2 déclenche sa réponse) ou antagonistes (se lie à un récepteur et bloque son activité). Les neurotransmetteurs eux-mêmes peuvent être classiques, atypiques, ou bien être des neuropeptides. On peut aussi classer ceux-ci selon 4 grands groupes de neurotransmetteurs : Acétylcholine Amines (les monoamines regroupant les catécholamines) o Noradrénaline o Dopamine o Sérotonine Acides Aminés o GABA o Glutamate Peptides : enképhaline II SEQUENCE DE PA LE LONG D UN AXONE 1. Stimulus ouverture locale des canaux sodiques Déclenchement d un PA en ce point 2. Du courant dépolarisant s étend passivement le long de l axone. 3. Dépolarisation locale ouverture canaux Na+ voisins Déclenche PA en ce point 4. En amont, les canaux sodiques s inactivent et les canaux potassiques s ouvrent. La membrane se repolarise et l axone devient réfractaire en ce point. 5. Répétition du processus Propagation du PA le long de l axone. ATTENTION : Stimulus Ouverture canal sodique PA Dépolarisation locale Ouverture du canal sodique voisin PA Désactivation Na+ Ouverture canal potassique Repolarisation de la membrane. Par Krys3000 (Groupe «The Trust» - Page 2

3 Dans les synapses électriques, on passe donc de pré à post-synaptique par les jonctions. Ce sont ces canaux que les ions empruntent. Mais pour les synapses chimiques, on va utiliser des vésicules synaptiques. 1. Le neurotransmetteur est synthétisé puis stocké dans la vésicule 2. Un PA envahit la terminaison présynaptique 3. Dépolarisation de celle-ci, donc ouverture des canaux calciques activés par voltage. 4. Entrée de Calcium par les canaux 5. Le Calcium permet la fusion de la vésicule avec la membrane présynaptique 6. Le neurotransmetteur est libéré par exocytose dans la fente synaptique 7. Il se lie alors aux molécules du récepteur de la membrane 8. Il y a ouverture ou fermeture des canaux post-synaptiques 9. Le courant post-synaptique donne des PA excitateurs ou inhibiteurs, il y a modification de l excitatibilité 10. Récupération de la membrane vésiculaire à partir de la membrane plasmique. Le fonctionnement des récepteurs utilisés est comme suit : Récepteurs associés à un canal - Canal fermé il y a liaison du signal - Ouverture du canal - Flux d ions à travers la membrane Récepteurs associés à une enzyme - Enzyme inactive il y a liaison du signal - Activation enzyme - Enzyme élabore son produit Récepteurs couplés aux protéines g (rcpg) - Liaison du signal - Liaison de la protéine g (sous-unité : α, β, γ) - Protéine g activée Récepteurs intracellulaires - Récepteur seul (déjà passé à travers la bicouche) il y a liaison du signal - Le récepteur activé régule la transcription Celui des Amines et des AA est décrit ci-dessous : 1. Synthèse des enzymes dans le corps cellulaire 2. Transport axonal lent des enzymes 3. Synthèse et stockage du neurotransmetteur 4. Libération et diffusion du neurotransmetteur 5. Transport des précurseurs dans la terminaison. De même, celui des neuropeptides est : 1. Synthèse des précurseurs du neurotransmetteur et des enzymes 2. Transport des enzymes et des propeptides le long des microtubules. 3. Modification enzymatique des propeptides peptide neurotransmetteur 4. Diffusion du neurotransmetteur et dégradation par enzyme protéolytique. Par Krys3000 (Groupe «The Trust» - Page 3

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9 Les catécholamines sont une classe de neurotransmetteurs amines incluant l adrénaline et la dopamine, synthétisés à partir de la tyrosine. Par Krys3000 (Groupe «The Trust» - Page 9

11 III NEUROTRANSMETTEURS ET RÉCEPTEURS Récepteur AMPA : entrée des ions sodium dépolarisation Récepteur Glutamatergiques métaboliques : 8 sous-types catégorisés en 3 groupes. C est le système de neurotransmetteurs excitateurs le plus important du système nerveux central, impliquant l apprentissage et la mémoire ainsi que la régulation de la croissance névritique durant l ontogénèse. Les pathologies touchant ces récepteurs peuvent impliquer des lésions cérébrales (trop forte libération de glutamate) ou de l excitotoxicité conduisant à la mort neuronale. GABA (Acide γ-aminobutyrique) : Inhibiteur 40 % et synthétisé par la GABA décarboxylase. Dégradée par GABA-T qui exécute la réaction suivante : Il existe 3 récepteurs GABAergiques : - GABA A et GABA C sont ionotropiques et associent 5 sous-unités - GABA B est métabotropique et existe sous forme de dimère. Il sert à l inhibition de l adénylate cyclase et la sortie d ion potassium pour l hyperpolarisation. Voies Projection striato-nigrales et striato-pallidales Projection hypothalamiques interneurones corticaux Système limbique Implications Motricité Cycle veille sommeil Emotions Par Krys3000 (Groupe «The Trust» - Page 11

12 Il y a des pathologies associées au disfonctionnement du système GABAergique, comme l épilepsie qui est un déficit de la transmission GABAergique. Le traitement est une substance qui va augmenter cette transmission, comme par exemple le groupe de benzodiazépines (agonistes allostériques du récepteur GABA A). Personnellement, je suis traité à l acide Valproïque qui est un inhibiteur de la GABA-T. La glycine est un inhibiteur du GABA mais il est peu abondant. Dopamine : Les catécholamines é Transporteur monoamine = Système recapture du sodium, Cl- dépendant. Transport vésiculaire monoamine = proton dépendant. La dégradation des catécholamines se fait par des enzymes intracellulaires (Catéchol-O-Methyltransférase ou COMT, Monoamine oxydase ou MAO)., ( ), ( é ) Il existe deux familles de récepteurs dopaminergiques métabotropiques : D1-like D2-like VOIES PROJECTION NIGRO-STRIÉES PROJECTION MÉSO-CORTICO-LIMBIQUE SYSTÈME HYPOTHALAMIQUE IMPLICATIONS MOTRICITÉ EMOTIONS, MOTIVATION, ATTENTION ET MEMOIRE SÉCRÉTION PROLACTINE Système cérébral de récompense = système méso-cortico-limbique. Substances addictives : nicotine, alcool, cannabis, opiacées, psychostimulants. Elles conduisent à l élévation de la libération de dopamine dans le noyau accumbens. Pathologie du disfonctionnement du système dopaminergique : Parkinson, dégénérescence des voies dopaminergiques issues de la substance noire compactée mouvement inhibé. Noradrénaline : Il existe deux types de récepteurs : α et β (métabotropiques) Voies Implications Locus coeruleus Cycle veille-sommeil, attention et mémoire, émotions (stress) Noyaux bulbaires (A1, A2, C1, C2) Contrôle de la sécrétion des hormones hypothalamiques et contrôle du système nerveux autonome. Sérotonine : Acide aminé essentiel. Il existe 7 classes de récepteurs sérotoninergiques. Certains sont métabotropiques, d autres ionotropiques (5 sous-unités : 5HT3) Voies Projections ascendantes (noyaux B5 à B9) Projections spinales (noyaux B1 à B3) Implications Cycle veille-sommeil, comportement agressif, alimentaire, émotionnel Nociception (douleur) Exemple de pathologie : Dépression traitement par ISRS (inhibiteur sélectif de la recapture de sérotonine) = Prozac. Histamines Par Krys3000 (Groupe «The Trust» - Page 12

13 - Purines ; ATP et ADP : Récepteurs purinergiques (P2), Adénosine (AMP) : Récepteurs purinergiques (P1) ATP libéré en même temps que les neurotransmetteurs classiques = co-transmission (comportement veille-sommeil) - Neurotransmetteurs atypiques : endocannabinoïdes o Anandamide et 2-arachidonoxylglycérol (2-AG) o Synthétisé à partir de phospholipides membranaires sous action de phospholipases au niveau post-synaptique différent dans milieu extracellulaire. 2 types de récepteurs métabotropiques : CB1 = centraux CB2 = Majoritairement périphériques Le THC est un agoniste du CB1. Il est impliqué dans le comportement alimentaire, la motricité, etc. Monoxyde d azote (gaz). Messager rétrograde : synthétisé post et activation présynaptique. Implication sur la mémoire. Neuropeptides Peptides opioïdes. 4 familles : - Enképhalines et endorphines (récepteurs µ ou MOR et Δ ou DOR) - Dynorphines (récepteurs κ ou KOR) - Endomorphines (récepteurs µ) - Nociceptines ou orphanine (récepteurs ORL-1) Récepteurs opioïdergiques = récepteur métabotropiques Opiacées tels que morphine = agonistes récepteurs µ analgésiques + propriétés hédoniques et addictives. Par Krys3000 (Groupe «The Trust» - Page 13