Synapses chimiques

Les neurotransmetteurs

Démonstration de la neurotransmission chimique par Loewi (1920). Si le nerf vague est stimulé, il va ralentir le coeur.
La différence principale entre une synapse chimique est la différence de polarité. Dans le cas d'une gap-junction, la cellule est polarisée, contrairement au cas d'une synapse chimique.
Il existe 4 temps dans la "vie" d'un neurotransmetteur :
Synthèse - Stockage (vésicule) - Libération / reconnaissance - Réception / élimination.
Synapse chimique : principe général
Les étapes 1 et 2 représentent des transformations enzymatiques.
On a une libération dans la fente, puis reconnaissance par les récepteurs pré- ou postsynaptiques. Après on a soit une recapture par les cellules gliales, soit une recapture par les cellules présynaptique, ou encore un passage dans la circulation.

Critères pour qu'une molécule soit un neurotransmetteur
- Biosynthèse du neurotransmetteur dans le neurone présynaptique.
- Stockage du neurotransmetteur ou de son précurseur dans la partie présynaptique.
- Libération du neurotransmetteur dans la fente synaptique.
- Reconnaissance et liaison du neurotransmetteur sur son récepteur.
- Inactivation et fin de l'action du neurotransmetteur (par dégradation rapide ou capture).

Neurotransmetteurs classiques :
- Acétylcholine
- Amines biogéniques : - cathécholamines : - dopamine
- noradrénaline (norépinéphrine)
- adrénaline (épinéphrine)
- indolamines : - sérotonine (5-HT)
- Acides aminés : glutamate, Aspartate, Glycine, GABA.

Neurotransmetteurs non classiques :
- Peptides
- Hormones

Neurotransmetteurs non conventionnels :
- NO (gaz)
- Facteurs de croissance

Figure 2.11:

Figure 2.12:

La MonoAmine Oxydase (MAO) permet de dégrader la noradrénaline présente dans les mitochondries.
MonoAmine Oxydase : est inhibée par les antidépresseurs tricycliques. Si la dégradation augemente, on a plus de recapture.
La réserpine est ainsi utilisée : action sur les transporteurs. Les amphétamines diminuent la recapture. On a donc un effet opposé avec les antidépresseurs.

Dégradation des catécholamines : traitement de certaines dépressions.
Mais diminution des catécholamines dans le cerveau agit aussi sur la périphérie et risque fort de mener à une hypertension cardiaque (avec risque d'infarctus).
Régulation in-vivo : 3 voies de régulation.
- Phosphorylation : régulation rapide.
- Rétroinhibition par les produits : régulation négative de THP. Plus lente que la précédente : diminution de la [dopamine] par exemple.
- Régulation de l'expression du gène : régulation de la quantité de Tyr Hydroxylase (action sur la transcription). TH devien phosphorylée. Encore plus lente, car la régulation des gènes de l'enzyme se fait dans le noyau. C'est un phénomène lent mais durable.
MHPG : forme inactive.

Neurones à dopamine affectés par la maladie de Parkinson La coloration de la substance noire vient du fait de la synthèse de mélanine par les neurones.
Fibres négro-striées : de la substance noire au striatum.
Striatum (contrôle moteur). Elles exercent un contrôle de la motricité au repos. Maladie de Parkinson : $^{18}F-L-DOPA-TEP$
TEP : tomographie par émission de positrons.

Acétylcholine

Synthèse :

Figure 2.13:

Les insecticides et le sarin bloquent l'acétylcholine estérase : il y aura mort par hyperactivité car les muscles seront tout le temps contractés.
Sur la membrane basale de la cellule, on a de l'acétylcholine estérase.
Il n'y a pas d'exocytose car le phénomène serait trop lent.
C'est un complexe protéique qui régule la libération vésiculaire.
Synaptotagmin + Synaptobrevin + SNAP-25 + Syntaxin forme ce complexe.
La toxine botulique (BOTOX) agit sur ce complexe.
On a une libération quantique. Le quantum sera le contenu d'une vésicule.

Fonction :
- Jonction neuromusculaire
SNP (99%) - Muscles striés
- Muscles lisses
- SN sympathique

SNC : une dizaine de noyaux contiennent des neurones cholinergiques. Ganglion de la base, projections cholinergiques vers le cortex. Traitement pour Alzheimer???

Le $1^{er}$ neurotransmetteur découvert => l'actétylcholine reste le modèle de base, car la torpille est un modèle de choix pour étudier l'acétylcholine car sa plaque motrice est très grande.

Catécholamines

Sont des composés organiques qui contiennent un noyau catéchol (benzène + 2 groupements hydroxyl) et un groupement amine.
En fait ils désignent les 3 composés : dopamine, noradrénaline, adrénaline.
Ils ont le même précurseur et la même voie de synthèse.

Traitement de la maladie de Parkinson :
- Précurseur de la dopamine (L-DOPA)
- Agonistes dopaminergiques (D2)

Modèles animaux :
- Injection intracérébral de 6-OHDA chez le rat.
- Injection intraveineuse de MPTP chez un primate.

MPTP :
MPTP : 1-méthyl- 4-phényl-1,2,3,6-tétra-hydropyridine.
Induit des symptomes parkinsoniens chez l'homme (toxicomanes).
Paraquat (herbicide) : substance proche de MPTP.
BBB : barrière hématoencéphalique.
$MPP^+$ ne traverse pas BBB, mais reste dans le cerveau. Il est reconnu par les récepteurs à la dopamine, d'où une accumulation de $MPP^+$.
les neurones dopaminergiques meurent car sont les seuls à avoir des transporteurs à $MPP^+$.