La communication entre neurones est chimique Objectifs (1) Savoir décrire l’expérience clé déterminant l’existence des neurotransmetteurs et ses conséquences Savoir décrire la structure de base d’une synapse

La communication entre neurones est chimique Objectifs (2) Savoir identifier les principales étapes de la neurotransmission Savoir identifier les 3 principaux types de neurotransmetteurs et les 2 principaux types de sites récepteurs

La communication entre neurones est chimique Objectifs (3) Savoir identifier les systèmes de neurotransmission et leurs caractéristiques (2 hors SNC et 4 intra-SNC) Savoir décrire les changements synaptiques responsables des formes d’apprentissage simple et complexe

L’expérience de Loewi (1) liquide entourant le cœur transféré à un autre cœur Stimulation du premier cœur produit une diminution du rythme cardiaque aux 2 cœurs voir figure 5.1

L’expérience de Loewi (2) il existe donc une substance faisant la neurotransmission Principe de Daley: une synapse = un neurotransmetteur S’il y a un neurotransmetteur, il y a un récepteur

Effets des drogues Excitation Inhibition: hallucination LSD et psilocybine: activité Mescaline: activité Phencyclidine (PCP) récepteur NMDA

Mécanismes synaptiques et psychopharmacologie Pré-synaptique: Propagation du P.A Transport axonal Emmagasinage Synaptique: Libération du neurotransmetteur Lien Post synaptique: 2e messager PIPS ou PEPS Contrôle et arrêt des neurotransmetteurs voir figures 5.3 et 5.4

Les 4 étapes de la transmission: Synthèse et emmagasinage les neurotransmetteurs sont fabriqués à 2 endroits directement à la terminaison axonique dans le corps cellulaire emmagasinage dans des granules à la terminaison axonique Vésicules synaptiques

Les 4 étapes de la transmission: Libération du neurotransmetteur potentiel d’action entrée de Ca++ lien avec la libère les vésicules synaptiques des filaments responsable du délai libération de neurotransmetteurs complexe permet lien vésicule -- membrane: plusieurs 100aines chaque vésicule contient des 10aines de milliers de neurotransmetteurs spécifiques

Les 4 étapes de la transmission: Activation du neurotransmetteur lien neurotransmetteur et site récepteur sur canal chimio-dépendant post synaptique produit un potentiel post synaptique soit excitateur soit inhibiteur est fonction de la concentration en présynaptique autorécepteur dans certaines synapses

Les 4 étapes de la transmission: Désactivation diffusion du neurotransmetteur dégradation par les enzymes « recapture » par autorécepteurs « recapture » par des cellules gliales

Diversité de la transmission synaptique (1) dendro-dendritique axo-dendritique axo-extracellulaire axo-somatique axo-axonique axo-secrétrice voir figure 5.7

Diversité de la transmission synaptique (2) voir figure 5.8 excitatrice zone active étendue large espace synaptique abondantes vésicules rondes inhibitrice zone active peu étendue espace synaptique restreint vésicules plates

Critères pour être un neurotransmetteur classique Pour qu’une molécule trouvée dans le système nerveux soit reconnue comme un neurotransmetteur, il faut: lieu la retrouver dans la terminaison pré-synaptique lui trouver une enzyme de synthèse action observer sa libération observer sa relation avec les PPS reproduction de l’action trouver un mécanisme d’inactivation lui trouver un antagoniste

Transmetteurs de faible poids moléculaire Famille Transmetteur Abbréviation Acétylcholine ACh Amines Dopamine DA Norépinéphrine NE(ou NA) Épinéphrine E (ou A) Sérotonine 5-HT Acides aminés Glutamate Glu Acide gamma-aminobutyrique GABA Glycine Gly Histamine H

Transmetteurs peptidergiques Famille Transmetteur Opiacés Enkécéphalines, dynorphines, endorphines Neurohormones Vasopressine, oxytocine Secrétine Entégastrone, somatocrinine Peptides insuliniques Insuline, facteurs de croissance insulinique Peptides gastriques Gastrine, cholecystokinine Somatostatines Polypeptiques pancréatiques

2 neurotransmetteurs gazeux Monoxyde d’azote (NO) Monoxyde de Carbone (CO)

Plusieurs neurotransmetteurs sont structuralement liés entre eux famille des catécholamines Glutamate et GABA Enképhalines

2 types de récepteurs récepteurs ionotropes récepteurs métabotropes cascade métabolique

Les systèmes de neurotransmission: le système moteur squelettique Tous pour un: neurones cholinergiques récepteur nicotinique ou presque neuropeptique associé au gène de la calcitonine

L’acétylcholine et la nicotine http://bert.chem.gac.edu/~modeling/ltollef2/final.html

Le récepteur nACHr Au bas de la page http://bert.chem.gac.edu/~modeling/ltollef2/final.html Au bas de la page

Les systèmes de neurotransmission: le système nerveux autonome Action-réaction (repos): action système sympathique réaction: repos système parasympathique Effet dépend du site-récepteur

Les systèmes de neurotransmission: le système nerveux central Lieu de synthèse Pro-jection Fonc-tion Patho-logie Choliner-gique Mésencéphale Néo-cortex Éveil Alzheimer Dopami-nergique Substance noire Frontal Cervelet Moteur Parkinson schizophrénie Noradré-nergique Locus coeruleus Néo-cortex Cervelet Tonus émotionnel dépression manie Sérotoni-nergique Noyaux du raphé obsessions

La synapse http://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_08/i_08_m/i_08_m_dep/i_08_m_dep_isrs.html

L’hypothèse de Hebb apprentissage produit des changements métaboliques au niveau des synapses qui permettent de maintenir l’apprentissage synapse hebbienne

Exemples élémentaires Kandel et l’aplysie Habituation réduction de la réponse au calcium fig. 5.21 réduction des contacts axo-axoniques Sensibilisation augmentation de la réponse au calcium fig. 5.22

Exemples mammaliens (1) Potentialisation à long terme dans l’hippocampe accroissement des potentiels gradués système glutamatergique récepteurs AMPA récepteurs NMDA dépolarisation éloigne Mg++ activation par Glu entraîne une cascade enzymatique facilitant l’entrée de Ca++ soit par transformation d’AMPA soit par un facteur de plasticité rétrograde

Exemples mammaliens (2) Potentialisation à long terme est à la base de deux sortes d’apprentissage apprentissage à long terme apprentissage associatif

Accroissement des synapses (Hebb) Autres mécanismes Accroissement des synapses (Hebb) fig. 5.27 diminution des synapses