Le systme nerveux la synapse FYA Pascl 4

Le système nerveux : la synapse FYA / Pasc@l

4. Synapse et neurotransmetteurs Synapse = point de « connexion » entre deux neurones 1 mm 3 de substance grise du cortex peut contenir 5 milliards de synapses.

Deux types de synapses: • Synapses électriques (rares) : permet au potentiel d’action de passer directement d’une membrane à l’autre. • Synapses chimiques : Cas de la plupart des synapses.

Synapse électrique (gap junction) Synapse chimique

Camillo Golgi (1843 -1926) Les neurones forment un réseau continu; leurs membranes sont liées (ils partagent le même cytoplasme) : théorie réticulariste Santiago Ramon y Cajal (1853 -1934) Les neurones ne sont pas liés physiquement les uns aux autres; ce sont des cellules indépendantes : théorie neuroniste Prix Nobel conjoint de science de 1906

Anatomie de la synapse Neurone présynaptique Neurone postsynaptique Neurone présynaptique Pour une synapse donnée: Le neurone AVANT la synapse = neurone présynaptique et le neurone APRÈS = neurone postsynaptique Neurone postsynaptique

Le canal à sodium s’ouvre lorsque le neurotransmetteur se fixe sur le récepteur.

Dépolarisation de la membrane du bouton synaptique Ouverture de canaux à Ca++ tensiodépendants dans la membrane du bouton et entrée de Ca++ Libération par exocytose du neurotransmetteur dans la fente synaptique Le neurotransmetteur se fixe sur son récepteur sur le neurone postsynaptique La fixation du neurotransmetteur provoque l’ouverture de canaux ioniques

À lire: Le cerveau à tous les niveaux

La liaison du récepteur avec le neurotransmetteur peut avoir deux effets: Ouverture de canaux à sodium ==> polarité de la membrane ==> potentiel d’action (si la dépolarisation > seuil) ==> influx Ouverture de canaux à Cl- ou de canaux supplémentaires à K+ ==> polarité de la membrane ==> neurone plus difficile à dépolariser (seuil plus difficile à atteindre)

Le glutamate est un neurotransmetteur Le GABA est un neurotransmetteur inhibiteur

Ouverture de canaux à Cl==> entrée de Cl- dans le neurone ==> polarité de la membrane (l’intérieur devient plus négatif et l’extérieur plus positif) L’entrée de Cl- fait augmenter la polarité Rapidement, la polarité redevient normale

Ouverture de canaux à K+ supplémentaires ==> perméabilité au K+ ==> diffusion du K+ vers l ’extérieur ==> polarité La sortie de K+ fait augmenter la polarité Un neurone hyperpolarisé est plus difficile à dépolariser jusqu’au seuil. Tant qu’il est hyperpolarisé, il est moins sensible. À lire: Le cerveau à tous les niveaux

Effet du neurotransmetteur dépend: • Sorte de neurotransmetteur • Sorte de récepteur Neurotransmetteur excitateur ==> PPSE (potentiel postsynaptique excitateur) Neurotransmetteur inhibiteur ==> PPSI (potentiel postsynaptique inhibiteur) Certains neurones produisent des PPSE, d’autres des PPSI

Chaque neurone reçoit des PPSE ET des PPSI Ex. neurone moteur S’il y a plus de PPSE que de PPSI le neurone moteur est dépolarisé audelà du seuil et il y a influx. S’il y a plus de PPSI que de PPSE le neurone moteur ne se dépolarise pas jusqu’au seuil. Il n’y a pas d’influx.

Ex. modulation de la douleur Si le neurone inhibiteur est actif, le neurone d’association devient peu sensible (plus difficile à dépolariser)

Flexion et extension d’un membre

Inactif pendant une flexion Neurone moteur du triceps inhibé FLEXION Les neurones dont le corps cellulaire est vert génèrent des PPSE. Ceux en rouge génèrent des PPSI

Lorsque le neurone responsable de la flexion est actif, le neurone responsable de l’extension doit être au repos. Que faudrait-il ajouter à ce circuit pour que le neurone responsable de l’extension soit bien au repos au cours d’une flexion ?

Neurone inhibiteur Quand le neurone responsable de la flexion est actif, celui responsable de l’extension est inhibé.

La toxine tétanique (Te. NT) sécrétée par la bactérie responsable du tétanos inhibe la sécrétion du neurotransmetteur qui inhibe les neurones moteur des muscles antagonistes au cours d'un mouvement. synapse à glycine Le neurotransmetteur inhibiteur dont la sécrétion est inhibée par la Te. NT est la glycine. La strychnine, un alcaloïde extrait de la noix vomique (Strychnos nux-vomica) a le même effet que la Te. NT. Violentes contractions musculaires causées par le tétanos

Zone gâchette Seuls les axones peuvent former des potentiels d'action. Les potentiels d'action prennent toujours naissance en un point de l'axone appelé zone gâchette. La zone gâchette est généralement située à la racine de l'axone, près du corps cellulaire. Si la polarité de la membrane du corps cellulaire dépasse le seuil, alors la zone gâchette déclenche un potentiel d'action qui se transmettra dans l'axone.

Sommation spatiale et sommation temporelle Purves et al. , Life, Sinauer Associates, Inc. p. 788

Quel est le seuil de ce neurone? -40 -30

Plasticité des synapses Les synapses peuvent se faire et se défaire en tout temps. La plasticité est plus grande dans l'enfance. Certaines synapses souvent utilisées deviennent "facilitées". Plus la synapse est utilisée, plus le neurotransmetteur devient efficace. Les synapses peu utilisées peuvent devenir moins sensibles et même complètement disparaître. You are your synapses. They are who you are. Joseph Ledoux , Synaptic Self, Viking Penguin, 2002

Quelques neurotransmetteurs • Acétylcholine Neurotransmetteur de nombreux neurones dans le SNC. Neurotransmetteur des jonctions neuromusculaires.

Bouton synaptique du neurone moteur Membrane du bouton synaptique Membrane de la cellule musculaire Cellule musculaire Fente synaptique Fibres contractiles Qu'est-ce que c'est ? Vésicules synaptiques contenant l'acétylcholine Jonction neuromusculaire

Si la dépolarisation de la membrane de la plaque motrice dépasse un certain seuil, il se forme un potentiel d'action qui se propage dans toute la membrane de la cellule musculaire. Cet influx qui parcourt la membrane provoque la contraction musculaire.

• Glutamate • GABA • Adrénaline et noradrénaline • Dopamine • Glycine • Sérotonine • Endorphines et enképhalines À lire: Le cerveau à tous les niveaux

Un neurotransmetteur ne peut faire effet que s'il se fixe à son récepteur. Il peut exister plusieurs récepteurs différents pour un même neurotransmetteur. Certaines substances peuvent agir sur certains récepteurs et pas sur d'autres. Ex. Il y a deux sortes de récepteurs à l'acétylcholine: • Les récepteurs nicotiniques • Les récepteurs muscariniques La muscarine (un substance toxique présente dans certains champignons) n'agit que sur les récepteurs muscariniques. La nicotine du tabac n'agit que sur les récepteurs nicotiniques.

Ex. Il y a deux sortes de récepteurs à adrénaline: • Récepteurs alpha adrénergiques • Récepteurs bêta adrénergiques

Neurotransmetteur éliminé par : • Dégradation par enzymes de le fente synaptique. • Recaptage par des cellules gliales (astrocytes) ou par le bouton synaptique. • Diffusion hors de la fente synaptique Tous les neurones baignent dans une « soupe » de neurotransmetteurs dont la composition varie sans cesse = milieu central fluctuant Le cerveau hormonal

Ex. Élimination de l'acétylcholine • Diffusion hors de la fente (peu) • Dégradation par la cholinestérase (ou acétylcholinestérase, Ach. E) Acholine ACh. E Ac. acétique + Choline = enzyme qui se fixe à des glycolipides (phospholipides liés à des glucides) du bouton synaptique et du neurone postsynaptique. Près de 50% de l'acétylcholine est détruit sans même avoir pu se fixer à un récepteur. Les organophosphorés (insecticides, gaz de combat) sont des inhibiteurs de l'ACh. E

Que représente cette illustration?

Quelques modes d’action des drogues • Effet agoniste • Effet antagoniste La drogue a le même effet que le neurotransmetteur. La drogue bloque le récepteur du neurotranmetteur. • Inhibiteur de recaptage • Inhibiteur de la sécrétion La drogue empêche le recaptage du neurotransmetteur. La drogue empêche la sécrétion du neurotransmetteur

Travail en équipe Trouvez le mode d'action des substances qui suivent : Cobratoxine ( venin du serpent cobra )

Nicotine du tabac Opiacés ( opium, morphine, héroïne )

Curare Le curare est une neurotoxine synthétisée par une plante poussant en Amérique du Sud. Certaines tribus aborigènes savent l'extraire et en enduisent les fléchettes de leurs sarbacanes. Le curare provoque une paralysie totale. La personne intoxiquée demeure consciente, mais sent la paralysie la gagner progressivement. La paralysie des muscles respiratoires entraîne la mort. On utilise diverses variétés chimiques du curare en anesthésie pour paralyser le patient. Il y a deux types de curares qui n'ont pas tout à fait le même effet.

Cocaïne (et amphétamines) Halopéridol (utilisé pour combattre les overdoses de cocaïne)

ISRS (Prozac) Le Prozac appartient à la famille des ISRS. Trouvez ce que veulent dire les lettres ISRS et vous aurez trouvé le mode d'action du Prozac. Le Prozac est un antidépresseur utilisé dans les cas de dépression nerveuse. On sait que la dépression nerveuse est associée à une baisse de l'activité des neurones à sérotonine du cerveau. On ne sait pas encore si cette baisse est une cause ou une conséquence de la dépression. Curieusement, l'action des ISRS sur la sérotonine est presque immédiat, mais son action sur la dépression peut prendre plus de deux semaines avant de se faire sentir.

Muscarine La muscarine est une neurotoxine présente, entre autre, dans l'Amanite tue mouche, un champignons hallucinogène toxique très répandu. L'effet hallucinogène n'est pas dû à la muscarine, mais à d'autres substances psychoactives. Un "hight" d'amanite s'accompagne donc nécessairement des malaises très désagréables dus à la muscarine.

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