Dr. Baghdad Neurophysiologie Clinique

Plan Introduction Structure de la Jonction Neuromusculaire Phénomènes pré-synaptiques - Synthèse de l’ acétylcholine - Stockage - Exocytose - Degradation Phénomènes post-synaptiques Conclusion

I- Introduction Les fibres musculaires des muscles squelettiques striés sont innervées par des fibres nerveuses de gros calibres issues des motoneurones alpha localisés dans la corne antérieure de la moelle épinière. Chaque fibre nerveuse se ramifié pour innerver 3 à plusieurs centaines de fibres musculaires, à l’inverse chaque fibre musculaire ne reçoit qu’une seule terminaison nerveuse.

Le point de contact entre la fibre nerveuse et la fibre musculaire est une jonction synaptique appelée : Jonction Neuro-Musculaire « JNM »

II-Structure de la Jonction Neuromusculaire 1- Un élément pré-synaptique nerveux : formé par la terminaison de l’axone d’un motoneurone alpha. Cet axone en s’approchant de la plaque motrice perd sa gaine de myéline et se divise en plusieurs ramifications, Chacune de ces ramifications forme à son extrémité de multiples varicosités en grappe appelé boutons synaptiques, qui reposent directement sur l’entrée des gouttières synaptiques creusées à la surface de la fibre musculaire.

L'élément pré-synaptique se caractérise par la présence des vésicules synaptiques qui sont des éléments de stockage du neurotransmetteur et de nombreuses mitochondries L’ensemble des terminaisons pré-synaptiques est entouré par des cellules de Schwann.

2- Un élément post-synaptique musculaire : formé par la membrane plasmique de la fibre musculaire, cette membrane invagine en de profondes gouttières synaptiques l’ensemble de ces gouttières constitue l’appareil sous-neural de Couteaux. Au sommet des gouttières (c’est-à-dire au niveau des crêtes) se concentrent les récepteurs de l’acétylcholine. Par contre au niveau de la base des gouttières,on trouve beaucoup plus des canaux sodique voltages dépendants.

3- Une fente synaptique : l’élément pré-synaptique et l’élément post-synaptique sont séparés par un espace de Nm Au niveau de la fente synaptique on trouve l’acétylcholinestérase, enzyme qui dégrade « hydrolyse » l’acétylcholine.

III- Phénomènes pré-synaptiques Les phénomènes pré-synaptiques regroupent l’ensemble des étapes qui aboutissent à la libération de l’acétylcholine par la terminaison pré-synaptique du motoneurone

1- L’ACETYLCHOLINE a- SYNTHESE : L’acétylcholine est synthétisée dans le cytosol au niveau de la terminaison du motoneurone α, à partir de l’acétyl-CoenzymeA (provient du métabolisme du glucose au niveau de la mitochondrie) et de la choline introduite par des molécules de transport (recapté) située dans la membrane plasmique.

Cette réaction est catalysée par la choline acétyltransférase (CAT), enzyme produite dans le corps cellulaire du motoneurone α et transportée à sa terminaison en empruntant le transport axonal lent. CAT l’acétyl-CoenzymeA + choline > Ach+ CoA

b- STOCKAGE Une fois synthétisée, l’acétylcholine est concentrée et stockée dans des vésicules de 40 à 60 nm de diamètre. Ces vésicules de sécrétion sont initialement formées dans le corps cellulaire du motoneurone alpha, à partir du réseau transgolgien ( appareil de golgi), puis elles gagnent la terminaison de l’axone moteur où elles se chargent en acétylcholine. Dans le bouton terminal, les vésicules synaptiques sont groupées en deux pools, *l’un de réserve *l’autre, situé près de la membrane plasmique dans une zone active prêtes à l’exocytose.

c- EXOCYTOSE: Commandé par le calcium qui joue un rôle très important la sécrétion acétylcholine

Rôle du calcium dans la sécrétion acétylcholine L’arrivée d’un potentiel d’action à l’extrémité du motoneurone dépolarise la membrane plasmique présynaptique, entraînant l’ouverture des canaux Ca ++ voltage dépendants,le Ca ++ étant plus concentré à l’extérieur qu’à l’intérieur,ceci provoque l’entrée Ca ++ selon son gradient électrochimique dans la terminaison présynaptique. Cet influx de Ca ++ provoque l’augmentation de sa concentration cytosolique dans la région présynaptique, riche en vésicules synaptiques et provoque les phénomènes de l’exocytose..

Mécanismes moléculaires de l’exocytose : Ces vésicules synaptiques sont reliées entre elles par une phosphoprotéine fibreuse synapsine. Cette protéine est localisée à la surface cytosolique de toutes les vésicules synaptiques; elle se lie à des filaments protéines de type spectrine de la membrane plasmique, ces interactions maintenant les vésicules au niveau de la synapse.

L’augmentation du Ca++ cytosolique déclenche leur phosphorylation des synapsines, le relargage des vésicules du cytosquelette et provoquant la fusion des vésicules synaptiques par l’intermédiaire d’autres protéines (synaptobrévine, syntaxine) avec la membrane plasmique et l’exocytose du neurotransmetteur dans la fente synaptique.

L’excès de Ca ++ est rapidement extrait de la cellule par des pompes Ca ++ -ATPase-dépendantes, ramenant sa concentration cytosolique à son niveau de repos.

d- DEGRADATION Une fois utilisée, l’acétylcholine libérée dans la fente synaptique est hydrolysée par l’acétylcholinestérase en acétate et choline, la choline libérée sera réabsorbée par la terminaison nerveuse grâce a un transporteur Na+dépendant.

IV - Phénomènes post-synaptiques 1- structure moléculaire du récepteur de l’acétylcholine A-Isolement Les organes électriques du poisson Torpille (Torpedo) fournis une source très riche des récepteurs à l’acétylcholine. Les propriétés pharmacologiques de l’électroplaque de ces poissons sont voisines de celles de la jonction neuromusculaire des mammifères ; donc leurs récepteurs cholinergiques sont similaires.

Ces récepteurs peuvent être isolés en utilisant leur propriété de se liés à α-bungarotoxine (toxine contenue dans le venin du serpent d’Asie, bloque la transmission neuro-musculaire en se liant de façon irréversible aux récepteurs nicotiniques). Bungarus

le récepteur à l’acétylcholine est un complexe protéique de poids moléculaire est de daltons. Formé de l’association de 5 protéines: deux exemplaires d’une chaîne α, une chaîne β, une chaîne γ et une chaîne δ.

B- Morphologie La morphologie du récepteur à acétylcholine a été étudiée par des techniques sophistiquées de microscopie électronique. Son architecture s’est ainsi révélée être globalement cylindrique de 120 Â de longueur et 80 Â de diamètre. Les 5 sous-unités sont disposées autour d’un canal central. Le diamètre du canal central n’est pas uniforme.

Lorsque le récepteur n’est pas soumis à l’action de l’acétylcholine, le canal est large dans la portion extracellulaire du récepteur et très étroit dans la portion transmembranaire du récepteur.Le récepteur s’étend beaucoup plus dans l’espace extracellulaire que dans le milieu intracellulaire.

36 Fig 19-58(AB) Structure moléculaire de la lame basale

2- POTENTIEL DE PLAQUE MOTRICE : Le PPM a été mis en évidence par FATT et KATZ au niveau de la JNM de la grenouille : Sur une préparation comportant un axone moteur innervant une fibre musculaire partiellement isolée et placée dans un bain de liquide de Ringer. On place deux microélectrodes de dérivation l’une sur la plaque de motrice motrice, l’autre à une dizaine de millimètres de cette dernière.

La stimulation de l’axone fait apparaître un potentiel diphasique qui précède la contraction de la fibre. Ce potentiel correspond à la dépolarisation initiale de la plaque suivie d’un potentiel d’action propagé. la dépolarisation de la plaque dépasse largement le seuil de déclenchement du potentiel d’action.

Pour pouvoir observer facilement la dépolarisation de la plaque motrice, la préparation est traitée par l’application du curare pour faire disparaître le potentiel d’action musculaire. Curare = substance utilisée par les Indiens pour empoisonner leurs flèches ; qui provoque une paralysie des muscles).

L’ajout du curare à la préparation, un potentiel d’action est déclenché avec un certain retard par rapport à l’instant de la stimulation mais son décours reste inchangé et on observe une contraction musculaire

Lorsque le curare est encore ajouté; un prépotentiel se développe, qui peut mener plus ou moins tardivement au déclenchement d’un potentiel d’action. Si le curare est ajouter davantage, une dépolarisation qui dure une dizaine de millisecondes est observée, cette dépolarisation est non suivi ni de potentiel d'action et ni de contraction du muscle. Le potentiel observé dans ce cas ; c’est un potentiel postsynaptique que l’on appelle potentiel de plaque motrice (PPM).

Caractéristiques : le PPM est un potentiel local ; en effet, si on éloigne l’électrode de dérivation de quelques millimètres de la plaque motrice, le potentiel de plaque diminue progressivement d’amplitude puis disparaît. Le PPM est un potentiel graduable : son amplitude croit en fonction de l’intensité de stimulation, et lorsqu’elle dépasse un niveau critique, elle donne naissance à un potentiel d’action.

APPLICATIONS CLINIQUES : Myasthénie : syndrome d’altération de la transmission neuromusculaire post-jonctionnelle ; Soit lié à un processus auto-immun qui réduit le nombre de récepteurs à l’ACh postjonctionnels, due à des anticorps anti-récepteurs à l’Ach ou Moins fréquemment, les anticorps contre la MuSK (des protéines d’ancrage des récepteurs à l’ACh). Soit congénital : liées à un défaut primitif ou secondaire en récepteurs à l’Ach.