1.Description de la synapse

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On désigne sous le nom de région pré-synaptique l’extrémité de l’axone. La fente synaptique est l’espace très fin situé entre les deux neurones. La région post-synaptique peut être l’extrémité d’un neurone mais pas uniquement. Il peut s’agir d’un muscle, d’un capillaire sanguin (par exemple, les neurones de l’hypothalamus libèrent des neurohormones dans le sang). La région post-synaptique parait toujours plus épaisse que la région pré-synaptique car elle contient les récepteurs membranaires.

Il existe un très grand nombre de synapses qui sont parfois localisées de façon très proches dans l’espace.

Il existe différents types de synapse :

  • Synapse axo-dentritique
  • Synapse axo-épineuse
  • Synapse axo-axonique (un axone d’un neurone fait synapse avec le corps cellulaire d’un autre neurone)
  • Synapse axo-axonique : il existe certain cas où l’axone devient un élément post-synaptique.

2.La transmission synaptique

a- L’élément pré-synaptique, l’axone reçoit un potentiel d’action.

b- Ouverture des canaux ioniques situés sur la membrane pré-synaptique permettant l’entrée de calcium dans la cellule. Ces canaux sont appelés canaux voltage dépendant car ils dépendant du phénomène électrique qu’est le potentiel d’action.

C- Libération des neuromédiateurs enfermés dans les vésicules synaptiques.

d- Fixation des neuromédiateurs sur les récepteurs situés sur la membrane de l’élément post-synaptique. Il existe deux types de récepteurs : ionotrope et métabotrope. Certains psychotropes vont agir sur l’un ou l’autre des récepteurs.

e- Mouvements ioniques perturbant l’équilibre de l’ensemble post-synaptique.

f- Dépolarisation (émission d’un potentiel d’action au niveau post synaptique) ou hyperpolarisation (pas de potentiel d’action, le neurone post synaptique reste silencieux) ; il n’y a pas toujours activation de l’élément post synaptique.

3.Les récepteurs

3.1.Les récepteurs ionotropes

Un récepteur ionotrope est un canal ionique pouvant fixer un neuromédiateur.

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S’il n’y a pas activation synaptique, le canal reste fermé. Si un neuromédiateur se fixe sur le récepteur, celui-ci s’ouvre pour permettre le passage des ions Na+ et K+ ; il y a alors dépolarisation ou hyperpolarisation. Les effets sont directs.

3.2.Les récepteurs métabotropes

Il ne s’agit pas de canaux ioniques mais d’une protéine fermée qui ne peut pas permettre le passage d’ions. Elle est rattachée à d’autres protéines situées à l’intérieur du neurone.

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Quand un neurotransmetteur se fixe sur le récepteur, il y a activation de protéines intracellulaires entrainant l’activation de molécules intracellulaires désignées sous le nom de « second messager (l’AMPc par exemple). Cette cascade d’activations à pour effet l’ouverture des canaux ioniques situés au niveau de la membrane, ouverture entrainant une dépolarisation ou une hyperpolarisation.

Il s’agit d’un système plus complexe et moins rapide que le précédent.

La plupart des neuromédiateurs peuvent avoir des récepteurs ionotropes et métabotropes ; c’est notamment le cas de l’acétylcholine.

3.3.Les effets pléiotropes des neurotransmetteurs

Les neurotransmetteurs ont des effets divers, chaque molécule ayant des effets différents. Cette diversité des effets est notamment due au type de récepteur sur lequel va se fixer le neurotransmetteur et de sa localisation au niveau du cerveau.

Prenons l’exemple de la sérotonine. Si le neurotransmetteur se fixe au niveau du système limbique, il va avoir pour effet la régulation de l’humeur. S’il se fixe au niveau de l’hypothalamus, il va permettre la régulation de l’appétit.

3.4.La destinée du neurotransmetteur libéré

Le neurotransmetteur libéré dans l’espace synaptique peut connaitre diverses finalités :

  • Soit il se fixera sur un récepteur post-synaptique ; il s’agit là de sa destinée principale
  • Soit il sera recapturé par le neurone pré-synaptique s’il ne s’est pas fixé au niveau d’un récepteur post-synaptique
  • Soit il sera inactivé par des enzymes dans la fente synaptique.

Certaines substances vont pouvoir agir sur l’une de ces trois actions. Par exemple, dans la Maladie d’Alzheimer, l’acétylcholine est dégradée par une enzyme, invalidant ainsi la communication nerveuse. Autre exemple, les amphétamines agissent sur le phénomène de recapture des neurotransmetteurs augmentant la communication neuronale.

3.5.La synapse, un lieu de régulation

Au niveau de la synapse, il existe deux types de régulation :

  • L’homo ou autorégulation : régulation par soi même.
  • L’hétéro-régulation : régulation d’une synapse par une autre synapse.

3.5.1.L’homo-régulation

Sur la membrane pré-synaptique sont localisés des autorécepteurs. Lorsqu’un neurotransmetteur va se libérer sur un autorécepteur, il va permettre à l’élément pré-synaptique de réguler sa propre libération. On parle de rétroaction, de feed-back avec un système en boucle rétrocontrôle.

3.5.2.L’hétéro-régulation

L’élément pré-synaptique est parfois une région post-synaptique dans le cas des synapses axo-axoniques.

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La libération de neuromédiateurs au niveau de la première synapse va agir sur la régulation des neuromédiateurs de la deuxième synapse.

Contrairement à ce qu’énonce le principe de Dale, un neurone ne synthétise pas qu’un seul type de neuromédiateur. On parle de co-localisation neuronale : plusieurs substances sont localisées dans un même neurone. Généralement, un neurone synthétise un neuromédiateur principal et un neuromédiateur secondaire, ce dernier étant le plus souvent un neuropeptide. Par exemple, les neurones localisés au niveau de l’hippocampe synthétisent du GABA et de la sérotonine. Ceux localisés au niveau du cortex synthétisent de l’acétylcholine et du CCk.

Cette co-localisation vient renforcer la complexité fonctionnelle de la synapse.