Histoire de la neurotransmission

Présentation au sujet: "Histoire de la neurotransmission"— Transcription de la présentation:

1 Histoire de la neurotransmission
Faculté de Médecine Amiens

2 L’histoire de la neurotransmission est à la fois :
Histoire de la formation d’un concept scientifique : le neurotransmetteur -->Approche épistémologique (Georges Canguilhem) Histoire de l’opposition de deux théories : théorie chimique contre théorie électrique -->Approche sociologique (Thomas Kuhn)

3 L ’histoire des concepts scientifiques (Georges Canguilhem)
L ’histoire des sciences ne peut être une simple accumulation de faits ni à plus forte raison un tableau chronologique agrémenté d ’anecdotes. Elle doit être une histoire de la formation, de la déformation et de la rectification des concepts scientifiques.

4 Les neurotransmetteurs
« Molécules de nature variée libérées par des neurones au niveau des synapses, transmettant des potentiels d ’un neurone à un autre neurone, ou d ’un neurone à une cellule effectrice » (Hammond et Tritsch, 1990)

5 L’histoire du concept de neurotransmetteur
1. Naissance : 2. Validations expérimentales :années 1920 3. Développements et résistances : années 4. Maturité : à partir des années 50 Synapses cerveau

6 La dynamique générale des sciences (Thomas Kuhn)
Une révolution est l’abandon d’une structure théorique (paradigme) et son remplacement par une nouvelle, incompatible Affrontement de communautés : les caractéristiques sociologiques des communautés guident les décisions

7 La neurotransmission : dynamique générale
Théorie chimique <--> 1. Naissance : 2. Validations expérimentales :années 20 3. Développements et résistances : années 30-50 4. Maturité : années 50 Synapses cerveau Théorie électrique 1. Naissance : 2. Validations expérimentales :années 20 3. Développements et résistances : années 30-50 4. Régression : années 50

8 La querelle de la neurotransmission :
1. Construction de la problématique et naissance des hypothèses 2. Validations expérimentales 3. Développements et résistances 4. Maturité (théorie chimique) et régression (théorie électrique)

9 1. Construction de la problématique et naissance des hypothèses

10 Les neurotransmetteurs
« Molécules de nature variée libérées par des neurones au niveau des synapses, transmettant des potentiels d ’un neurone à un autre neurone, ou d ’un neurone à une cellule effectrice » (Hammond et Tritsch, 1990)

11 La neurotransmission : construction de la problématique
Théorie cellulaire Électricité animale NEURONE (histologie) Action des drogues SYNAPSE POTENTIEL D ’ACTION POISON NERVEUX (neurophysiologie) (électrophysiologie) (pharmacologie) NEUROTRANSMISSION HORMONE fixité du milieu intérieur, régulation (physiologie)

12 La neurotransmission : construction de la problématique
Théorie cellulaire NEURONE (histologie) SYNAPSE (neurophysiologie) NEUROTRANSMISSION

13 Neuronisme et réticularisme
Santiago Ramon y Cajal Camillo Golgi

14 Synapse Sherrington

15 La neurotransmission : construction de la problématique
Théorie cellulaire Électricité animale NEURONE (histologie) SYNAPSE POTENTIEL D ’ACTION (neurophysiologie) (électrophysiologie) NEUROTRANSMISSION

16 L ’électrophysiologie : période italienne
Galvani Volta Nobili Matteucci

17 Galvani

18 Nobili & Matteucci Nobili 1828 Matteucci Matteucci 1842 Matteucci 1838

19 L ’électrophysiologie : période allemande
Du Bois-Reymond Helmholtz Hermann Bernstein

20 Courants d’action et de repos
Du Bois-Reymond 1841 Du Bois-Reymond 1959

21 Lois de l’excitation Le courant naît sous l’électrode négative : « l ’excitation naît à la cathode » (Pflüger 1848) Du Bois-Reymond ( 1849) : La « polarisation » est liée à la modification des l ’orientation des molécules électromotrices Il existe un « seuil galvanique » indépendant de la durée du courant excitant

22 Conduction : courants locaux
Du Bois-Reymond 1849 Hermann 1879

23 Conduction : vitesse de l’influx
Helmholtz 1850

24 Conduction : durée de l ’influx
Bernstein 1868

25 La neurotransmission chimique :
Du Bois-Reymond ( 1877) : « Il doit se former, soit une sécrétion stimulante sous la forme peut-être d’une couche fine d’ammoniac ou d’acide lactique ou de quelqu ’autre substance à la surface du tissu contractile de telle sorte qu ’une excitation violente du muscle ait lieu, soit une influence électrique ».

26 La neurotransmission : construction de la problématique
Théorie cellulaire Électricité animale NEURONE (histologie) Action des drogues SYNAPSE POTENTIEL D ’ACTION POISON NERVEUX (neurophysiologie) (électrophysiologie) (pharmacologie) NEUROTRANSMISSION

27 Pharmacologie Claude Bernard Alfred Vulpian

28 La neurotransmission : construction de la problématique
Théorie cellulaire Électricité animale NEURONE (histologie) Action des drogues SYNAPSE POTENTIEL D ’ACTION POISON NERVEUX (neurophysiologie) (électrophysiologie) (pharmacologie) NEUROTRANSMISSION HORMONE fixité du milieu intérieur, régulation (physiologie)

29 Claude Bernard Fonction glycogénique du foie
La vie nécessite le maintien de la fixité du milieu intérieur par des mécanismes de régulation

30 Les deux directions de la physiologie après Claude Bernard
Physiologie analytique Physiologie intégrative

31 Physiologie « analytique » : entre la chimie animale à la biochimie
Justus Liebig : la chimie animale Claude Bernard : la physiologie chimique Ernst Hoppe-Seyler , Ernst Wagner, Eduard Buchner : la biochimie

32 L ’attribution de fonctions moléculaires : exemples
Catalyse Conduction Signalisation : transmission nerveuse et endocrine

33 Hypothèses ioniques membranaires
Nernst Bernstein Nernst : la « force électromotrice des ions » (1889) Hypothèse ionique membranaire de l ’excitation (1899) Bernstein : hypothèse ionique membranaire de la conduction (1904)

34 Physiologie intégrative
Claude Bernard, Walter B. Cannon Physiologie nerveuse : Charles Scott Sherrington, Pavlov, Lapicque… Endocrinologie : Brown-Séquard, Bayliss, Starling… École de Cambridge : Gaskell, Langley…

35 Naissance du concept : les premiers signaux
Les « médiateurs chimiques » sont donc à la fois : les agents de la signalisation les agents humoraux de l ’intégration physiologique

36 Commencements historiques des neurotransmetteurs
1901 : Takamine isole l ’adrénaline ; Langley étudie ses effets sympathomimétiques 1904 : Elliott suggère une neurotransmission de nature chimique au niveau des terminaisons sympathiques. 1905 : Langley suggère la notion de récepteur 1914 : Dale étudie les effets parasympathomimétiques de l ’acétylcholine et suggère son rôle de transmetteur au niveau parasympathique 1921 : premières expériences de Loewi

37 2. Validations expérimentales

38 L’hypothèse électrique
Louis Lapicque La chronaxie

39 Hypothèse chimique Otto Loewi (1921)

40 3. Développements et résistances

41 Extension périphérique de l’hypothèse chimique
Cannon ( ) Henry Dale, Wilhelm Feldberg ( )

42 Perspectives pharmacologiques
Identification des neurotransmetteurs : Substance ralentissante = acétylcholine (Loewi, 1926) & Substance accélerante = noradrénaline (Von Euler, 1946) Synthèse d’agonistes et antagonistes: Développement de la pharmacologie du système nerveux autonome : substances sympatho et parasympathomimétiques substances sympatho et parasympatholytiques

43 Résistances à l’hypothèse chimique
Libération du médiateur Formation et stockage Mode d ’action Dégradation

44 Résistances de l’hypothèse électrique
Nachmansohn

45 Résistances de l’hypothèse électrique
John Eccles

46 Ambiguïtés pharmacologiques
Neuromimétisme non rigoureux des médiateurs Les substances neurolytiques devraient s ’opposer de façon identique à l ’effet des médiateurs et à celui de la stimulation nerveuse.

47 4. Maturité du neurotransmetteur : nouveaux contextes des années 50
Instrumentation nouvelle Nouveau contexte électrophysiologique Nouveau contexte biochimique Construction de la synapse Extension centrale

48 Théorie ionique de la conduction
Hodgkin Huxley

49 Preuves électrophysiologiques des synapses chimiques
Action post-synaptique de l ’acétylcholine (existence des PPM, PPSE et PPSI) Caractéristiques temporelles

50 Construction de la synapse chimique: versant pré-synaptique
- Équation de Goldman, Hodgkin, Katz (GHK) Katz - Théorie vésiculaire

51 Construction de la synapse chimique: versant pré-synaptique
Euler Axelrod

52 Construction de la synapse chimique: versant post-synaptique
Le récepteur comme entité logique : Langley, Clark, Gaddum, Ariens, Stephenson Le récepteur comme entité chimique : Nachmansohn, Changeux

53 Construction de la synapse chimique

54 Extension centrale de la neurotransmission chimique
Nouveau contexte neurochimique : la neuroendocrinologie Nouveau contexte pharmacologique : l’ère des psychotropes

55 Neuroleptiques

56 Valeur heuristique de la neurotransmission chimique
Perspectives pharmacologiques Perspectives physiologiques Nouvelles amines cérébrales Cartographie fonctionnelle Perspectives neuro et psychopathologiques Neuroembryologie et synaptogenèse Apprentissage et mémoire

57 Voies chimiques

58 Extension centrale de la neurotransmission
Nouveaux transmetteurs : acides aminés, peptides… La transmission interneurale non chimique Les relations neurones-cellules gliales

59 L’histoire de la neurotransmission est à la fois :
Histoire de la formation d’un concept scientifique : le neurotransmetteur Histoire de l’opposition de deux théories : neurotransmission chimique contre neurotransmission électrique Epistémologie (Georges Canguilhem) + sociologie des sciences de (Thomas Kuhn)

60 L’histoire de la neurotransmission
Montre l’importance des facteurs sociaux lors des controverses scientifiques et médicales et l’importance de la lutte entre les communautés. La "révolution des tranquillisants" des années cinquante a fait basculer la communauté médicale dans le camp de la neurochimie, alors même que la question de la neurotransmission n'était pas réglée d'un point de vue fondamental