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Post-Bac
1

Chapitre 2 - Le fonctionnement neuronal (3)

Neurosciences

3 . La transmission synaptique

Comment deux neurones communiques entre eux par les synapses aux dendrites (passage de l'Influx nerveux d'un neurone au suivant)


= Transmission synaptique (deux façons):

  • communication électrique (synapses électriques)
  • communication chimique (synapses chimiques)

3.1 la synapse

synapse = zone de contact fonctionnelle entre 2 neurones ou neurones-cellule.


la synapse assure la conversion du PA déclenché dans l'élément pré-synaptique en un signal dans la cellule post-synaptique


synapses constituées de trois parties principales:

  • élément pré-synaptique (terminaison nerveuse de l'axone transmetteur du signal électrique)
  • élément post-synaptique (dendrite ou soma du neurone récepteur du signal)
  • la fente synaptique (espace entre les deux éléments)

3.2 la synapse chimique

la fente synaptique mesure 20 à 30 nm

chaque coté de la fente se trouvent le bouton terminal du neurone pré-synaptique et l'extrémité d'une dendrite du neurone post-synaptique.


La transmission suit 4 étapes unidirectionnelles:

  • (a) l'exocytose
  • (b)la fixation des neurotransmetteurs sur les canaux
  • (c) l'entrée d'ions dans l'élément post-synaptique
  • (d) l'élimination des neurotransmetteurs

a) l'exocytose

Quand le PA arrive au bouton terminal:

  • ouverture canaux calcium voltage dépendants (le Ca2+ externe entre par force du gradient de concentration chimique et électrique)
  • le Ca2+ se fixe sur les vésicules contenant des neurotransmetteurs
  • les ions Ca2+ entrainent les vésicules vers la paroi du bouton pré-synaptique libérant les neurotransmetteurs dans la fente synaptique

= l'EXOCYTOSE

une fois le rôle joué, les Ca2+ sont évacués par des pompes calcium


b) la fixation des neurotransmetteurs sur les canaux

Une fois évacués, les neurotransmetteurs se propage dans la fente synaptique pour se fixer sur les récepteurs spécifiques sur le neurones post-synaptique


une neuro transmetteurs se fixe sur un neurorécepteur donné, ouvrant des canaux ioniques chimio-dépendants


Cette ouverture selon deux mécanismes:

  • ouverture directe (neurotransmetteur directement sur son récepteur qui est le canal du neurone post-synaptique)

= récepteur ionotrope

  • ouverture indirecte (neurotransmetteur sur récepteur qui n'est pas le canal du neurone post-synaptique. un message est envoyé au bon canal pour qu'il s'ouvre)

= récepteur métabotrope



c) l'entrée d'ions dans l'élément post-synaptique

L'ouverture des canaux ioniques chimio-dépendants spécifiques nu neurone post-synaptique laissent entrer des ions+ ou -.


Différent types de canaux existent:

  • les canaux Na+ (entrainent dépolarisation de la membrane (devient +)) amenant au PA dans neurone (si le seuil est atteint)
  • les canaux Cl- (entrainent Hyperpolarisation de la membrane, l'intérieur devient plus négatif que l'extérieur)


l'entrée d'ion à l'intérieur entraine des courant locaux:

  • excitateurs (entrée de Na+) on parle de potentiel post-synaptique excitateur ou PPSE (ex: le glutamate et l'acétylcholine)
  • inhibiteurs (entrée de Cl-) on parle de potentiel post-synaptique inhibiteur ou PPSI (ex: le GABA ou la glycine)

Si la somme des PPS atteint le seuil critique, une réponse est donnée:

  • DEPOLARISATION du Neurone si la somme des PPSE atteint environ -40mV avec déclenchement d'un PA
  • HYPERPOLARISATION du neurone si la somme de PPSI atteint -90mV


La sommation des PPS peut se faire de deux façon:

  • sommation spatiale = somme des PPS de +sieurs synapses d'une dendrite
  • sommation temporelle = somme du suite de PPS émis successivement d'un même synapse

d) l'élimination des neurotransmetteurs

Deux processus d'élimination des neurotransmetteurs pour libérer les récepteurs:

  • dégradés par enzymes dans la fente synaptique
  • récupérer par les cellules gliales (on parle de processus de recaptage)

3.3 La synapse électrique

Espace entre pré-synaptique et post-synaptique très faible.

= passage direct du signal électrique = jonction communicante (ou gap junction)


se présente sous l'aspect de dizaines de milliers de canaux entre les 2 membranes. -> plaques jonctionnelles

Chaque canal est formé de 2 canaux qui se rejoignent appelé connexons


Une connexon est formé par six protéines transmembranaires appelées connexines


les connexons s'ouvrent en fonction de l'influx nerveux (PA), plus particulièrement en fonction de l'acidité du pH et de la concentration en Ca2+.


pH acide + (Ca2+) = connexon fermé

pH basique + (évacuation des Ca2+) = connexon ouvert


Trois avantages:

  • communication rapide
  • permet la synchronisation d'un groupe de neurones
  • signal dans les deux directions (utiles pour la contraction des muscles. Les synapse électrique se retrouvent plus facilement dans les systèmes embryonnaires ou dans le SNC)

4 . Les neurotransmetteurs

Un neurotransmetteur ou neuromédiateur est une protéine libérée par un neurone.

Le bouton pré-synaptique peut sécréter plusieurs types de neurotransmetteurs = on parle de co-transmetteurs

L'exocytose de tel ou tel neurotransmetteur dépend de la fréquence.

Basse fréquence = libération par les vésicules de petits neurotransmetteurs


Haute fréquence = libération par les vésicules de Gros, appelés peptides

Deux façons de classer les neurotransmetteurs:

  • Rôle (fonction)
  • Catégorie

Classification fonctionnelle: selon les rôles ou effets sur l'élément post-synaptique

  • soit rôle excitateurs (conduit au PPSE)
  • soit rôle inhibiteurs (conduit au PPSI)


Classification catégorielle:

  • les monoamines (synthétisé à partir d'une acide aminé comme la sérotonine, dopamine, adrénaline...)
  • les endorphines ( molécule similaire aux opiacés)
  • les acides aminés (la glycine, acide aspartique...)
  • les substances chimiques diverses (acétylcholine)

4.1 Les principaux neurotransmetteurs:

Six principaux:


  • l'Acétylcholine : fonction excitatrice, stimulation musculaire et active neurone moteur. Rôle important dans la mémorisation et l'apprentissage. permet le passage de l'état de vigilance au sommeil.


Un déficit en acétylcholine = Maladie Alzheimer ou Maladie de parkinson


  • La dopamine: fonction inhibitrice, sensation de plaisir et de relaxation. motivation et à la curiosité


Un défaut en dopamine = TDAH, phase maniaque, schizo, maladie de parkinson


  • La sérotonine: fonction inhibitrice. hormone bonheur. digestion, thermie corporelle, désir sexuel


Défaut sérotonine: trouble dépressif, TOC, agressivité, addiction, TCA, insomnie


  • Le GABA (acide Gamma Aminobutyrique): fonction inhibitrice. évite l'anxiété ou la peur. abondant dans le SNC. rôle dans la vision, le contrôle des activités motrices


Défaut de GABA: troubles anxieux et l'absence entraine crise d'épilepsie


  • La noradrénaline: fonction excitatrice, hormone du stress, active le système nerveux sympathique (SNS), régule l'état d'excitation physique et mental


Déficit en noradrénaline = trouble dépressif, trouble sexuels, baisses de moral...


  • le glutamate: fonction excitatrice. Agit avec le GABA, principalement dans le SNC. rôle dans les processus mnésique


défaut en glutamate = maladie Alzheimer, SLA, maladie neurodégénératives


4.2 les drogues et médicaments

Les médicaments et les drogues ont des effets directs sur l'action des neurotransmetteurs (NT). Ces substances peuvent avoir 3 effets distincts:


  • effet agoniste: le produit se fixe sur le récepteur ionotropique ou métabotropique, effet amplifié du NT


  • effet antagoniste: produit sur récepteur et empêche le neurotransmetteur de se fixer. (pas de fixation du NT)


  • effet inhibiteur du processus de recaptage: produit empêche la recapture du neurotransmetteur et prolonge l'effet du NT

4.3 Le glutamate et la potentialisation à long terme (PLT)

Permet le renforcement durable des synapses entre 2 neurones.

La PLT explique le fonctionnement de l'apprentissage et de la mémorisation


Plusieurs façon dont la PLT se fait:


Le glutamate se fixe sur les récepteurs AMPA et NMDA (deux récepteur ionotropique, direct)


  • récepteur AMPA: le glutamate provoque l'ouverture des canaux sodium chimio-dépendant, laissant entrer Na+ dans neurone post-S
  • récepteur NMDA: le glutamate créer hyperstimulation du neurone qui décroche le Mg2+ qui ouvre les canaux calcique et permet l'entrée de Ca2+

5 . Les réseaux neuronaux et leur plasticité

Les réseaux neuronaux: les neurones s'organisent en réseaux


  • Réseaux convergent / concentrateurs: plusieurs neurones convergent les axones vers une cellule pour amplifier l'information (ex: voies olfactives)


  • Réseaux divergents / amplificateurs: une cellule adresse à plusieurs neurones. l'information doit être traité par plusieurs endroits


  • Réseaux sériels /spinaux: plusieurs neurones forment une chaine linéaire (uniquement dans la moelle épinière)



La plasticité neuronale: ou plasticité cérébrale = mécanismes du cerveau pour se modifier lors de processus de neurogenèse:


exemple: les non voyants une partie de leur cortex visuel s’active lors d’une tâche d’exploration tactile. Chez les voyants, cette même zone cérébrale s’active pour traiter l’information visuelle et n’est, évidemment, pas active pendant l’exploration tactile les yeux fermés



Post-Bac
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Chapitre 2 - Le fonctionnement neuronal (3)

Neurosciences

3 . La transmission synaptique

Comment deux neurones communiques entre eux par les synapses aux dendrites (passage de l'Influx nerveux d'un neurone au suivant)


= Transmission synaptique (deux façons):

  • communication électrique (synapses électriques)
  • communication chimique (synapses chimiques)

3.1 la synapse

synapse = zone de contact fonctionnelle entre 2 neurones ou neurones-cellule.


la synapse assure la conversion du PA déclenché dans l'élément pré-synaptique en un signal dans la cellule post-synaptique


synapses constituées de trois parties principales:

  • élément pré-synaptique (terminaison nerveuse de l'axone transmetteur du signal électrique)
  • élément post-synaptique (dendrite ou soma du neurone récepteur du signal)
  • la fente synaptique (espace entre les deux éléments)

3.2 la synapse chimique

la fente synaptique mesure 20 à 30 nm

chaque coté de la fente se trouvent le bouton terminal du neurone pré-synaptique et l'extrémité d'une dendrite du neurone post-synaptique.


La transmission suit 4 étapes unidirectionnelles:

  • (a) l'exocytose
  • (b)la fixation des neurotransmetteurs sur les canaux
  • (c) l'entrée d'ions dans l'élément post-synaptique
  • (d) l'élimination des neurotransmetteurs

a) l'exocytose

Quand le PA arrive au bouton terminal:

  • ouverture canaux calcium voltage dépendants (le Ca2+ externe entre par force du gradient de concentration chimique et électrique)
  • le Ca2+ se fixe sur les vésicules contenant des neurotransmetteurs
  • les ions Ca2+ entrainent les vésicules vers la paroi du bouton pré-synaptique libérant les neurotransmetteurs dans la fente synaptique

= l'EXOCYTOSE

une fois le rôle joué, les Ca2+ sont évacués par des pompes calcium


b) la fixation des neurotransmetteurs sur les canaux

Une fois évacués, les neurotransmetteurs se propage dans la fente synaptique pour se fixer sur les récepteurs spécifiques sur le neurones post-synaptique


une neuro transmetteurs se fixe sur un neurorécepteur donné, ouvrant des canaux ioniques chimio-dépendants


Cette ouverture selon deux mécanismes:

  • ouverture directe (neurotransmetteur directement sur son récepteur qui est le canal du neurone post-synaptique)

= récepteur ionotrope

  • ouverture indirecte (neurotransmetteur sur récepteur qui n'est pas le canal du neurone post-synaptique. un message est envoyé au bon canal pour qu'il s'ouvre)

= récepteur métabotrope



c) l'entrée d'ions dans l'élément post-synaptique

L'ouverture des canaux ioniques chimio-dépendants spécifiques nu neurone post-synaptique laissent entrer des ions+ ou -.


Différent types de canaux existent:

  • les canaux Na+ (entrainent dépolarisation de la membrane (devient +)) amenant au PA dans neurone (si le seuil est atteint)
  • les canaux Cl- (entrainent Hyperpolarisation de la membrane, l'intérieur devient plus négatif que l'extérieur)


l'entrée d'ion à l'intérieur entraine des courant locaux:

  • excitateurs (entrée de Na+) on parle de potentiel post-synaptique excitateur ou PPSE (ex: le glutamate et l'acétylcholine)
  • inhibiteurs (entrée de Cl-) on parle de potentiel post-synaptique inhibiteur ou PPSI (ex: le GABA ou la glycine)

Si la somme des PPS atteint le seuil critique, une réponse est donnée:

  • DEPOLARISATION du Neurone si la somme des PPSE atteint environ -40mV avec déclenchement d'un PA
  • HYPERPOLARISATION du neurone si la somme de PPSI atteint -90mV


La sommation des PPS peut se faire de deux façon:

  • sommation spatiale = somme des PPS de +sieurs synapses d'une dendrite
  • sommation temporelle = somme du suite de PPS émis successivement d'un même synapse

d) l'élimination des neurotransmetteurs

Deux processus d'élimination des neurotransmetteurs pour libérer les récepteurs:

  • dégradés par enzymes dans la fente synaptique
  • récupérer par les cellules gliales (on parle de processus de recaptage)

3.3 La synapse électrique

Espace entre pré-synaptique et post-synaptique très faible.

= passage direct du signal électrique = jonction communicante (ou gap junction)


se présente sous l'aspect de dizaines de milliers de canaux entre les 2 membranes. -> plaques jonctionnelles

Chaque canal est formé de 2 canaux qui se rejoignent appelé connexons


Une connexon est formé par six protéines transmembranaires appelées connexines


les connexons s'ouvrent en fonction de l'influx nerveux (PA), plus particulièrement en fonction de l'acidité du pH et de la concentration en Ca2+.


pH acide + (Ca2+) = connexon fermé

pH basique + (évacuation des Ca2+) = connexon ouvert


Trois avantages:

  • communication rapide
  • permet la synchronisation d'un groupe de neurones
  • signal dans les deux directions (utiles pour la contraction des muscles. Les synapse électrique se retrouvent plus facilement dans les systèmes embryonnaires ou dans le SNC)

4 . Les neurotransmetteurs

Un neurotransmetteur ou neuromédiateur est une protéine libérée par un neurone.

Le bouton pré-synaptique peut sécréter plusieurs types de neurotransmetteurs = on parle de co-transmetteurs

L'exocytose de tel ou tel neurotransmetteur dépend de la fréquence.

Basse fréquence = libération par les vésicules de petits neurotransmetteurs


Haute fréquence = libération par les vésicules de Gros, appelés peptides

Deux façons de classer les neurotransmetteurs:

  • Rôle (fonction)
  • Catégorie

Classification fonctionnelle: selon les rôles ou effets sur l'élément post-synaptique

  • soit rôle excitateurs (conduit au PPSE)
  • soit rôle inhibiteurs (conduit au PPSI)


Classification catégorielle:

  • les monoamines (synthétisé à partir d'une acide aminé comme la sérotonine, dopamine, adrénaline...)
  • les endorphines ( molécule similaire aux opiacés)
  • les acides aminés (la glycine, acide aspartique...)
  • les substances chimiques diverses (acétylcholine)

4.1 Les principaux neurotransmetteurs:

Six principaux:


  • l'Acétylcholine : fonction excitatrice, stimulation musculaire et active neurone moteur. Rôle important dans la mémorisation et l'apprentissage. permet le passage de l'état de vigilance au sommeil.


Un déficit en acétylcholine = Maladie Alzheimer ou Maladie de parkinson


  • La dopamine: fonction inhibitrice, sensation de plaisir et de relaxation. motivation et à la curiosité


Un défaut en dopamine = TDAH, phase maniaque, schizo, maladie de parkinson


  • La sérotonine: fonction inhibitrice. hormone bonheur. digestion, thermie corporelle, désir sexuel


Défaut sérotonine: trouble dépressif, TOC, agressivité, addiction, TCA, insomnie


  • Le GABA (acide Gamma Aminobutyrique): fonction inhibitrice. évite l'anxiété ou la peur. abondant dans le SNC. rôle dans la vision, le contrôle des activités motrices


Défaut de GABA: troubles anxieux et l'absence entraine crise d'épilepsie


  • La noradrénaline: fonction excitatrice, hormone du stress, active le système nerveux sympathique (SNS), régule l'état d'excitation physique et mental


Déficit en noradrénaline = trouble dépressif, trouble sexuels, baisses de moral...


  • le glutamate: fonction excitatrice. Agit avec le GABA, principalement dans le SNC. rôle dans les processus mnésique


défaut en glutamate = maladie Alzheimer, SLA, maladie neurodégénératives


4.2 les drogues et médicaments

Les médicaments et les drogues ont des effets directs sur l'action des neurotransmetteurs (NT). Ces substances peuvent avoir 3 effets distincts:


  • effet agoniste: le produit se fixe sur le récepteur ionotropique ou métabotropique, effet amplifié du NT


  • effet antagoniste: produit sur récepteur et empêche le neurotransmetteur de se fixer. (pas de fixation du NT)


  • effet inhibiteur du processus de recaptage: produit empêche la recapture du neurotransmetteur et prolonge l'effet du NT

4.3 Le glutamate et la potentialisation à long terme (PLT)

Permet le renforcement durable des synapses entre 2 neurones.

La PLT explique le fonctionnement de l'apprentissage et de la mémorisation


Plusieurs façon dont la PLT se fait:


Le glutamate se fixe sur les récepteurs AMPA et NMDA (deux récepteur ionotropique, direct)


  • récepteur AMPA: le glutamate provoque l'ouverture des canaux sodium chimio-dépendant, laissant entrer Na+ dans neurone post-S
  • récepteur NMDA: le glutamate créer hyperstimulation du neurone qui décroche le Mg2+ qui ouvre les canaux calcique et permet l'entrée de Ca2+

5 . Les réseaux neuronaux et leur plasticité

Les réseaux neuronaux: les neurones s'organisent en réseaux


  • Réseaux convergent / concentrateurs: plusieurs neurones convergent les axones vers une cellule pour amplifier l'information (ex: voies olfactives)


  • Réseaux divergents / amplificateurs: une cellule adresse à plusieurs neurones. l'information doit être traité par plusieurs endroits


  • Réseaux sériels /spinaux: plusieurs neurones forment une chaine linéaire (uniquement dans la moelle épinière)



La plasticité neuronale: ou plasticité cérébrale = mécanismes du cerveau pour se modifier lors de processus de neurogenèse:


exemple: les non voyants une partie de leur cortex visuel s’active lors d’une tâche d’exploration tactile. Chez les voyants, cette même zone cérébrale s’active pour traiter l’information visuelle et n’est, évidemment, pas active pendant l’exploration tactile les yeux fermés



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