Thème 2 La communication nerveuse 1/9
Chapitre IV Modulation du message nerveux : enképhalines et récepteurs opioïdes Acquis Le fonctionnement des muscles est commandé par les centres nerveux. Les messages nerveux sont transmis par les centres nerveux (cerveau et moelle épinière) et les nerfs. La perception de l'environnement et la commande motrice sont des phénomènes cérébraux. Elles s'élaborent au niveau du cortex cérébral et mettent en jeu des aires cérébrales localisées, où aboutissent et d'où partent les messages nerveux. Elles supposent des communications entre les différentes régions du cerveau et la mise en jeu de la mémoire. Problématiques La douleur constitue une sensation désagréable chez l'homme et peut être d'origine physique (lésion, blessure...) ou psychique. Elle trouve son origine au niveau du système nerveux central et met en jeu un relais synaptique au niveau de la moelle épinière. Comment se transmet le message nerveux nociceptif? Quel(s) est ou sont le(s) neurotransmetteur(s) impliqué(s) dans cette transmission? La libération de ces neurotransmetteurs peut-elle être modulée? I. Récepteurs opioïdes et message douloureux Rappel : La naissance d'un message nerveux sensoriel s'effectue au niveau des nocicepteurs et la conduction du message nerveux sensitif jusqu'à la moelle épinière s'effectue grâce aux fibre nerveuses afférentes. Ces fibres effectuent un relais synaptique au niveau du ganglion de la corne dorsale de la moelle épinière avec des neurones ascendants, qui ont pour fonction de transmettre le message nerveux au cerveau. A. Les neurotransmetteurs de la douleur Activité 9 - La modulation du message nerveux de la douleur au niveau de la moelle épinière Q1 Rechercher dans les documents, quels sont les neurotransmetteurs de la douleur. Comment agissent-ils sur les neurones post-synaptiques? 2/9
Le mécanisme de transmission synaptique repose sur la libération, par les axones pré-synaptiques, de deux neurotransmetteurs principaux : la substance P (de l'anglais pain = douleur) et le glutamate. Le message nerveux nociceptif prend naissance au niveau de récepteurs nociceptifs stimulés de façon spécifique, il est véhiculé jusqu'à la moelle épinière où il déclenche la libération de substance P et de glutamate Ceux-ci possèdent des récepteurs spécifiques localisés sur la membrane des neurones nociceptifs médullaires : leur fixation excite ces neurones post-synaptiques qui vont émettre un message nerveux en direction du cerveau et permettre à la sensation de douleur de devenir consciente. Plus la fréquence d'émission des potentiels d'action en direction du cerveau est élevée, plus la sensation de douleur sera importante. B. Des substances modulatrices endogènes : les enképhalines Activité 9 - La modulation du message nerveux de la douleur au niveau de la moelle épinière Q2 Indiquer quels sont les neurotransmetteurs modulant le message de la douleur. Comment agissent-ils sur les neurones post-synaptiques? Les neurones nociceptifs médullaires sur lesquels agissent la substance P et le glutamate possèdent 3/9
également des récepteurs particuliers : les récepteurs opioïdes. Ces récepteurs sont spécifiques de molécules exogènes telles que l'opium et ses dérivés (morphine, codéine...) mais aussi de molécules endogènes comme les enképhalines (structure moléculaire très proche de celle de la morphine). Les enképhalines sont des molécules sécrétées naturellement par l'organisme : elles sont qualifiées de morphine endogènes, car elles atténuent l'intensité du message nerveux véhiculé jusqu'au cerveau et diminuent donc fortement la sensation de douleur. Les enképhalines sont sécrétées par des interneurones localisés au niveau du relais synaptique de la corne dorsale de la moelle épinière. Activité 9 - La modulation du message nerveux de la douleur au niveau de la moelle épinière Q3 Construire un schéma résumant le fonctionnement de la transmission du message de la douleur et de sa modulation dans la moelle épinière. Les enképhalines se fixent spécifiquement au niveau de leurs récepteurs opioïdes et inhibent ainsi le fonctionnement des neurones nociceptifs médullaires. Lorsque les molécules de substance P et le glutamate se fixent sur ces mêmes neurones (sur des récepteurs différents), la fréquence d'émission des potentiels d'action en direction du cerveau est moins importante car les neurones nociceptifs médullaires sont moins excitables suite à l'action des enképhalines : la sensation de douleur est alors plus faible car la transmission du message douloureux a été atténuée. Un tel effet est qualifié d'analgésique (du grec algos = douleur). Les enképhalines ont une action brève car elles sont rapidement éliminées de la fente synaptique comme tous les neurotransmetteurs. Activité 9 - La modulation du message nerveux de la douleur au niveau de la moelle épinière Q4 Pour conclure, indiquer comment est atténuée la douleur une fois qu elle a été ressentie. L'entrée en activité des interneurones à enképhaline peut être déclenchée par des messages venant de la périphérie, mais aussi par des messages nerveux descendant des centres nerveux supérieurs. C'est ainsi 4/9
qu'une douleur, très intense lors d'un traumatisme, devient ensuite «un peu plus supportable» notamment suite à l'entrée en action de ce contrôle médullaire du passage des messages nociceptifs. C. Une substance modulatrice exogène : la morphine Activité 10 Le mode d'action du plus puissant des analgésiques : la morphine Q1 Dans quels buts produit-on de la morphine (doc 10a)? Historiquement, ce n'est pas l'action des enképhalines qui a été découverte en premier, mais l'action d'une substance d'origine végétale, la morphine, capable de se fixer sur les mêmes récepteurs. Document 6 La morphine est extraite de l'opium du pavot, et est connue depuis deux siècles pour ses propriétés narcotiques (morphine provient de Morphée, dieu des songes) et analgésiques puissantes. Activité 10 Le mode d'action du plus puissant des analgésiques : la morphine Q2 - Quels effets de la morphine sont mis en évidence par l'étude du doc 10b? Q3 Comparez la localisation des récepteurs à la substance P et celle des récepteurs aux substances opioïdes. Que suggère cette comparaison concernant le rôle analgésique de la morphine (doc 10c)? Q4 D'après l'observation de la photographie, dîtes quel mécanisme d'action de la morphine vous paraît le plus vraisemblable. Le document prouve-t-il que c'est le seul possible (doc 10d)? La morphine se fixe sur les récepteurs opioïdes, et permet ainsi d'inhiber la transmission des messages nerveux à destination du cerveau. Mais contrairement aux enképhalines, la morphine peut pratiquement bloquer l'émission des messages nerveux nociceptifs en direction du cerveau et par conséquent supprimer totalement la sensation de douleur. Elle a une action plus durable car elle est moins rapidement détruite. La morphine possède tous les inconvénients d'une drogue : tolérance, dépendances psychique et psychologiques fortes. On peut produire à partir de l'opium la codéine et l'héroïne. II. Récepteurs opioïdes et circuits de la récompense Rappel : La transmission du message nociceptif peut être modulée par des molécules endogènes telles que les enképhalines et par des molécules exogènes telle que la morphine. Mais la morphine peut également avoir d'autres effets que cette action analgésique : elle procure du plaisir. Comment la morphine agit-elle au niveau du cerveau? Que sont les circuits de la récompense? A. Les circuits de la récompense Document 7 Il existe au niveau du cerveau des neurones qui sécrètent un neurotransmetteur impliqué dans les circuits de 5/9
la récompense : la dopamine. Ces neurones à dopamine sont regroupés en amas, à la base du cerveau. Document 8 Sous l'influence de messages nerveux divers, les neurones à dopamine sont activés et libèrent massivement leur neurotransmetteur dans différentes régions du cerveau (notamment le cortex) qui participent au contrôle des émotions, de la motricité, de l'attention... Arrivée d'informations (provenant notamment des régions sensorielles du cortex et annonçant «quelque chose d'agréable) Activation des neurones à dopamine de la base du cerveau Libération de dopamine des différentes régions cérébrales, notamment dans le cortex Activation de neurones variés, ce qui déclenche une sensation de plaisir L'ensemble de ces structures constitue les «circuits de la récompense» car il sont activés lorsque les informations sensorielles atteignant le cerveau sont associées à «quelque chose d'agréable». La sensation de plaisir est alors déclenchée et l'individu ressent cela comme une sorte de récompense. B. Intervention de substances opioïdes sur les neurones à dopamine Action de neurones inhibiteurs Des neurones inhibiteurs sont en contact synaptique avec les neurones à dopamine qui sécrètent un neurotransmetteur à action inhibitrice : le GABA (Acide Gamma-Amino Butyrique), ce qui permet de freiner la libération de dopamine. Ces neurones inhibiteurs possèdent au niveau de leur membrane des récepteurs opioïdes spécifiques des enképhalines et des molécules dérivées de l'opium : la fixation d'enképhalines au niveau de ces récepteurs freine l'action inhibitrice de ces neurones, ce qui a pour but de freiner la libération de GABA et d'augmenter la libération de dopamine, ce qui procure une sensation de plaisir. Action de substances exogènes Ces substances miment l'action des enképhalines endogènes. Morphine : elle est capable de se fixer sur ces récepteurs opioïdes et avoir le même effet que les enképhalines naturelles, mais elle va augmenter considérablement cette sensation plaisir. 6/9
Héroïne : c'est un dérivé de la morphine qui pénètre plus rapidement que la morphine dans le cerveau où elle est transformée en morphine. Elle se fixe au niveau des récepteurs opioïdes, freine la libération de GABA et augmente la libération de dopamine, déclenchant une importante sensation de plaisir. Alcool et nicotine : contrairement aux molécules dérivées de l'opium, ils ne lèvent pas l'inhibition des neurones à dopamine en agissant sur des neurones inhibiteurs, mais agissent directement sur les neurones à dopamine qu'ils stimulent. Cocaïne, ecstasy et amphétamines : ils agissent de différentes façons, soit en stimulant la libération de la dopamine, soit en freinant sa dégradation au niveau de la fente synaptique. Toutes ces substances dont capables de modifier considérablement l'humeur de la personne qui les absorbe : elles sont qualifiées de psychotropes. III. Les substances psychotropes et les mécanismes de la dépendance Les drogues ont toutes des effets psychotropes et modifient l'état et le fonctionnement du cerveau. L'héroïne est classée dans la catégorie des dépresseurs. A. La toxicomanie L'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) définit la toxicomanie comme «un état d'intoxication périodique nuisible à l'individu ou à la société, engendré par la consommation répétée d'une drogue naturelle ou synthétique, et caractérisé par un invincible désir ou besoin de continuer à consommer la drogue de se la procurer par tous les moyens». L'expérimentation du cannabis concernait 46% des jeunes de 17 ans en 2000, cette part atteignant 50% en 2005. Il y aurait 1,2 millions de consommateurs réguliers en France, et 18% des garçons et 8 % des filles de 17-18 ans déclaraient en 2003 consommer régulièrement du cannabis (10 fois ou plus au cours des 30 derniers jours). L'expérimentation de l'héroïne concerne 0,9% de la population des 15-34 ans. Les hommes sont plus touchés, quelle que soit la nature du stupéfiant. B. Effets de l'héroïne sur l'organisme Il existe différents modes d'administration de l'héroïne, mais elle est surtout injectée par voie intraveineuse. * Manifestations physiques : troubles oculaires (conjonctivite, photophobie), vomissements, démangeaisons, parole embarrassée. Plus tard, se manifestent larmoiement, écoulement nasal, sudation importante * Manifestations psychiques : intense volupté est ressentie 5 à 6 minutes après l'injection (euphorie qui a tendance à s'atténuer, voire à disparaître avec la répétition des prises de drogue), disparition des douleurs et des soucis, le sujet ressent une excitation intellectuelle accompagné d'un repli sur soi et d'une recherche de silence et d'immobilité (le sujet a l'impression de «planer») La sensation d'euphorie ne persiste pas et surviennent alors des sensations d'angoisse, d'irritabilité : le sujet est donc amené à s'injecter de nouveau de l'héroïne pour obtenir ces effets euphorisants. Sa toxicomanie s'accompagne d'une tolérance et d'une dépendance. 7/9
C. La tolérance La toxicomanie se traduit par la nécessité de s'administrer cette drogue de plus en plus souvent de façon à obtenir les effets euphorisants recherchés d'une part, à calmer les malaises liés à l'état de manque d'autre part. Le sujet est «accro» à la drogue et sa vie quotidienne se résume largement à la recherche et à la prise du produit. Cet état peut être à l'origine de surdose (car cette substance déprime le centre respiratoire) chez les héroïnomanes (overdose, parfois mortelle). De plus, certaines doses sont plus pures que d'autres et le toxicomane n'a aucun moyen de connaître avec précision le dosage de sa drogue. D. La dépendance On parle de dépendance à une drogue lorsque l'usager ne peut plus s'en passer. Elle se traduit par un état de manque : souffrance psychique, sensation de malaise, angoisse, pouvant même aller jusqu'à la dépression. A cette dépendance psychique s'ajoute une dépendance physiologique qui se manifeste à travers différents symptômes : douleurs, crampes, nausées, vomissements... E. Le sevrage Le sevrage consiste pour un toxicomane à stopper brutalement ou progressivement la prise de sa drogue. Une prise en charge psychologique et sociale est indispensable, associée à de traitements médicamenteux dits de substitution. Parmi les produits proposés, on peut citer deux opioïdes de synthèse : la méthadone et la buprénorphine. Ces traitements administrés par voie buccale visent à stabiliser la dépendance de manière médicale et légale. Ils permettent d'améliorer nettement l'état de santé des personnes traitées. Au sevrage médical s'ajoute généralement un accompagnement de la personne sous dépendance : Mise en place de cures de désintoxication dans des centres spécialisés en milieu hospitalier (voire à domicile avec suivi quotidien) Admission en centres d'hébergement et de réinsertion sociale ou en centres de postcure, avec un suivi socio-éducatif Aide à la réinsertion Soutien et accompagnement dans les différentes démarches administratives, juridiques et sociales Psychothérapies, orientation médicale 8/9
BILAN 9/9