Cours 9: physiologie des synapses

Question 1

Quels sont les 4 mécanismes de base de la transmission synaptique?

Answer 1

• Le déclenchement d’un potentiel post-synaptique excitateur
• Le déclenchement d’un potentiel post-synaptique inhibiteur
• La sommation des potentiels post-synaptiques excitateurs
• L’effet de l’inhibition

Question 2

Comment se fait la synthèse et le stockage de diff NT?

Answer 2

A) Le neuropeptide: (1) un peptide précurseur est synthétisé au niveau du réticulum endoplasmique rugueux; (2) le peptide précurseur est clive au niveau du Golgi; (3) les granules de sécrétion contenant le peptide active sont transportes le long de l’axone jusqu’à au niveau de la terminaison synaptique où il est stocké.
B) Les amines et acides aminés: c’est à l’intérieur du cytosol de la terminaison synaptique que des enzymes synthétisent les neurotransmetteurs à partir de molecules precurseurs representant des substrats pour ces enzymes. Des transporteurs localises dans la paroi des vesicules synaptiques incorporent le neurotransmetteur dans les vesicles où il est stocké.

Question 3

Comment se fait le Déclenchement du potentiel post-synaptique excitateur?

Answer 3

(A) L’arrivée de l’influx nerveux au niveau de la terminaison axonique déclenché la libération du neurotransmetteur. (B) Le neurotransmetteur se fixe sur ses récepteurs canaux au niveau de la membrane post synaptique. Dans le cas où l’activation du récepteur induit une entrée de Na, la membrane se dépolarise. (C) La conséquence de cette dépolarisation est une variation du potentiel de membrane (Vm) appelée PPSE.

Question 4

Comment se fait le déclenchement d’un PPSI?

Answer 4

(A) L’arrivée de l’influx nerveux au niveau de la terminaison axonique déclenché la libération du neurotransmetteur. (B) Le neurotransmetteur se fixe sur ses récepteurs canaux au niveau de la membrane post synaptique. Dans le cas où l’activation du récepteur induit une entrée de Cl dans la cellule, la membrane devient hyperpolarisée. (C) La conséquence de cette hyperpolarisation est une variation du potentiel de membrane
(Vm) appelée PPSI.

Question 5

Qu’est-ce que la ommation des potentiel post-synaptiques excitateurs?

Answer 5

A) Un potentiel d’action présynaptique declenche un PPSE de faible amplitude dans un neurone post-synaptique.
(B) Sommation spatiale de PPSE: quand deux (ou plus) afférences présynaptiques sont actives en même temps, les PPSE individuels se somment.
(C) Sommation temporelle: quand une afférence décharge répétitivement, les
PPSE individuels se somment également.

Question 6

Quels sont les effets de l’inhibition?

Answer 6

La schéma représente un neurone recevant a la fois une afférente excitatrice et une afférente inhibitrice. (A) La stimulation de l’afférence excitatrice entraîne un courant entrant qui diffuse vers le soma de la cellule où un PPSE peut être enregistre (B) Quand les afférences excitatrice et inhibitrice sont simultanément mises en jeu, le courant dépolarisant fuit au travers de la membrane avant d’atteindre le soma.

Question 7

Comment se fait la transmission cholinergique?

Answer 7

L’Ach agit sur deux types des récepteurs cholinergiques: les récepteurs nicotiniques, qui sont récepteur-canaux (rapide) et les récepteurs muscariniques, qui sont des récepteurs couplés aux protéines G (M1-M5).

Question 8

Comment se fait la biosynthèse et dégradation de l’acétylcholine?

Answer 8

L’acétylcholine est utilisée par les neurones du noyau basal, qui dégénèrent dans la maladie d’Alzheimer. Les inhibiteurs de l’acétylcholine estérase sont utilisés pour le traitement de la maladie d’Alzheimer
AChestérase permet arrêter signalisation

Question 9

Comment se fait la transmission glutamatergique?

Answer 9

Le glutamate agit sur trois types des récepteurs-canaux: les récepteurs AMPA, NMDA et Kainate. Les récepteurs AMPA et NMDA jouent le rôle de médiateurs pour une grande partie de la transmission synaptique rapide excitatrice dans le SNC. La fonction des récepteurs kainate est peu connu. Le glutamate agit aussi sur un récepteur couplés aux protéines G, mGluR1-7 (metabotropic Glutamate Receptor).

Question 10

Décrit la Coexistence des récepteurs NMDA et AMPA au niveau d’une même synapse du system nerveux central.

Answer 10

A) L’arrive de l’influx nerveux au niveau de la terminaison axonique déclenche la libération du glutamate. B) Le glutamate interagit avec les récepteurs AMPA et NMDA au niveau de la membrane post synaptique. C) L’entrée de Na à partir des récepteurs AMPA et de Na et Ca à partir des récepteurs NMDA déclenche un PPSE.

Question 11

Le courant entrant par un récepteur NMDA est dépendant de quoi?

Answer 11

A) Le glutamate permet au canal de s’ouvrir; cependant au potentiel de repos, le pore est bloque par la présence d’ions Mg. B) La dépolarisation de la membrane libère le canal et permet l’entrée des ions Na et Ca.

Question 12

Le récepteur NMDA est perméable à quoi? Ça sert à quoi?

Answer 12

Le canal du récepteur NMDA peut ouvrir uniquement pendant la dépolarisation du neurone postsynaptique. La dépolarisation de la membrane libère le canal et permet l’entrée des ions Na et Ca. Au niveau postsynaptique le Ca peut activer plusieurs types d’enzymes, régule l’ouverture de certains canaux, et influence l’expression des gènes. En plus grande quantité, le Ca peut même provoquer la mort cellulaire.

Question 13

Comment se fait la transmission GABAergique?

Answer 13

Le GABA est le neurotransmetteur de la plus grande partie de l’inhibition synaptique au niveau du SNC. Le GABA agit sur deux types des récepteurs: le GABA-A qui est un récepteur-canaux et le GABA-B, qui est un récepteur couplés aux protéines G.

Question 14

Le récepteur GABA est formé de quoi?

Answer 14

Le récepteur GABA-A est formée par l’assemblage de 5 sous-unités. Chaque sous-unité a plusieurs isoformes.
Pourquoi il y a beaucoup des isoformes pour les sous-unités du récepteur GABA-A ?
Il est important que l’inhibition synaptique soit précisément régulée, dans le cerveau: trop forte, elle entraîne une perte de
connaissance et un coma; trop faible, elle provoque des crises d’épilepsie.

Question 15

Quelle est l’action des neurotransmetteurs au niveau des récepteurs couplés aux protéines G?

Answer 15

La fixation du neurotransmetteur sur le récepteur conduit a l’activation des protéines G.
L’activation des protéines G conduit secondairement à l’activation de protéines représentant des effecteurs cellulaires qui peuvent être, soit des canaux ionique (A), soit des enzymes qui génèrent la production de seconds messagers (B).

Question 16

Quel est le mécanisme d’action des prot G? (4)

Answer 16

A) À l’état de repos, la sous-unité alpha de la protéine G est liée au GDP.
B) Quand elle est activée par le récepteur, la protéine G voit le GDP substitué par du GTP.
C) La fixation du GTP correspond à un état active de la protéine G, et la sous-unité alpha liée au GTP va activer la protéine-effecteur.
D) La sous-unité alpha exprime une activité GTPase qui transforme le GTP en GDP, ce qui a pour effet le retour à l’état de repos.

Question 17

Quelle est la voie rapide des prot G?

Answer 17

A) Les protéines G du muscle cardiaque sont activées directement par la fixation de l’ACh sur le récepteur muscarinique. B) L’activation de la protéine G conduit à une augmentation de la conductance potassique.

Question 18

Comment se fait la stimulation et inhibition de l’adényl cyclase par différents types de proteines G?

Answer 18

A) La fixation de la noradrénaline (NA) au récepteur Beta active Gs qui, à son tour, active l’adényl cyclase. L’activation de l’adényl cyclase se traduit par un augmentation de la production de l’AMPc, ce qui va provoquer l’activation de la protéine kinase A.
B) La fixation de la NA au récepteur alpha2 active Gi qui exerce une action inhibitrice sur l’adényl cyclase

Question 19

Comment se fait la Production des seconds messagers à partir du PIP2, un phospholipide membranaire?

Answer 19

L’activation de protéines G particulières stimule la phospholipide C (PLC), un enzyme membranaire agissant au niveau de phospholipides. La PLC transforme le PIP2 en diacylglycérol (DAG) et inositol triphosphates (IP3). Le DAG stimule le protéine kinase C (PKC). L’IP3 agit au niveau des compartiments de stockage intracellulaire de calcium pour libérer du Ca. Le Ca agit a son tour sur diverses enzymes.

Question 20

Quels sont les 5 propriétés physiologiques des neurones

changent au cours du développement?

Answer 20

1. L’expression des canaux change pendant le développement
2. Les caractéristiques des potentiels post-synaptiques changent au cours du développement.
3. Les caractéristiques de la plasticité à court terme changent au cours du développement.
4. La fonction du GABA change au cours du développement et passe de neurotransmetteur excitateur à neurotransmetteur inhibiteur.
5. La stimulation à haute fréquence peuvent donner la voix à des synapses silencieuses immatures

Question 21

Comment L’expression des canaux change pendant le développement? (4)

Answer 21

• Les propriétés intrinsèques des neurones changent au cours du
  développement.
  -Les potentiels d’action sont d’abord dépendants du calcium.
  -Le type de canaux qui est exprimé dans les neurones change au cours du développement.
  -Les changements développementaux dans l’expression de certains récepteurs et canaux pourraient dépendre de la formation des synapses avec les bonnes cellules cibles

Question 22

Comment les propriétés intrinsèques des neurones changent au cours du développement? (3)

Answer 22

enregistrements neurones rats à diff jrs après la naissance
A diff jrs après naissance, a changemetns, pot repos devient + neg, cste t memb devient + petite et résistance devient + petite
Donne tjrs même stim et regarde nbre de PA prod, avec t, nbre de PA aug
PA deviennent + courts et + rapides avec le t
Retrouve ça dans +ieurs neurones

Question 23

Comment les potentiels d’action sont d’abord dépendants du calcium?

Answer 23

Enregistrement dans moelle précoce pendant fermeture du TN: Potentiel d’action de longue durée et dépendant du calcium
Potentiel d’action mixtes calcium / sodium
Potentiel d’action court et dépendant du sodium

Question 24

Comment les types de canaux qui sont exprimés dans les neurones
change au cours du développement?

Answer 24

1) Pour identifier les motoneurones, un colorant (DiI) est injecté dans le cible de motoneurones, les muscles de la jambe. Le DiI est un colorant lipophiles et se déplace de la synapse au corps cellulaire.
2) Le tissu est dissocié et les motoneurones sont facilement reconnus et enregistrés, car ils
sont marqués avec DiI, qui est fluorescent
Les canaux calciques de type-T
diminuent avec l’âge, tandis que les
canaux calcium de type N et de type L augmentent.

Question 25

Comment les changements développementaux de l’expression de certains récepteurs et canaux pourraient dépendre de la
formation des synapses avec les bonnes cellules cibles?

Answer 25

regarde neurones ganglion ciliaire, cible = iris, ont enregistré activité CK+ Ca2+ dépendants, en absence de Ca2+, les petites rép de base disparaissent
Fait même exp mais ajoute stion de prot qui viennent de l’iris, en qq jrs, rép potassique est très grande
=> Très grande diff si ya présence de prot qui viennent de la cible ou non
Quand neurones forment syn avec bonne cible -> neurone aura signal de prod + de CK+
La neuregulin induit l’expression de canaux potassiques qui sont calcium-dépendants.

Question 26

Comment les caractéristiques des potentiels post-synaptiques

changent au cours du développement? (2)

Answer 26

• La durée des potentiels post-synaptiques diminuent au cours du
  développement.
• Les propriétés fonctionnelles des récepteurs changent au cours du
  développement en raison de changements d’expression des sous-unités qui forment un récepteur

Question 27

Qu’est-ce qui se passe avec La durée des potentiels post-synaptiques au cours du dév?

Answer 27

La durée des potentiels post-synaptiques diminuent au cours du développement
Les neurones dans l’olive supérieure latérale (LSO) reçoivent des synapses excitatrices du noyau cochléaire ipsilatéral et des synapses inhibitrices du noyau médian de l’organe de trapèze (MNTB)
L’enregistrement intracellulaire de neurones de l’olive supérieure latérale au cours des trois premières semaines postnatales montrent que la durée de l’EPSP et de l’IPSP évoqué par la stimulation des afférences diminuent d’environ 10 fois.
Rép deviennent + courtes et mieux définies avec le t post nat (2 sem), rép sont + rapides

Question 28

Comment Les propriétés fonctionnelles des récepteurs changent au cours du développement?

Answer 28

Les propriétés fonctionnelles des récepteurs changent au cours du développement en raison de changements d’expression des sous-unités qui forment un récepteur

Question 29

Décrit l’évolution du récept de la glycine

Answer 29

jeune, récept = pentamère, s-u qui forme le pore = alpha, isoforme alpha jeune = alpha2, récept avec alpha 2 restent ouverts + longtemps, + d’ions passent donc rép + longue

s-u alpha adulte = alpha 1, avec alpha 1 récept reste ouvert moins longt, moins d’ions passent, rép + courte

Question 30

Décrit l’évolution du récept NMDA

Answer 30

Les réponses NMDA (enregistré en
présence de bloqueurs des récepteurs AMPA et GABA) deviennent plus courtes au cours du développement.
ya changement au niveau des s-u formant le récept
NMDA est formé par 4 s-u, 2 NRE et les autres sont de type 2, les s-u de type 2 peuvent changer, chez cerveau adulte a majorité s-u NR2A et chez jeune a surtout NR2B, si a + de 2B, rép sont + longues
Le niveau d’expression de la sous-unité 2A augmente au cours du développement dans de nombreuses régions du cerveau.

Question 31

Décrit l’évolution du récept GABA-A

Answer 31

adulte a + de s-u alpha1
jeunes en ont pas

jeune a + de alpha 5 mais adulte a encore alpha 5 dans bulbe olfact et hippo pcq ya prod de nouveaux neurones dans ces structures pendant toute la vie donc ya récapitulation de ce qui se passent pendant le dév

Question 32

Qu’est-ce que la plasticité à court terme ?

Answer 32

La plasticité à court terme est un changement dans le type de réponse que la synapse rende à une même stimulation. Ce changement se produit sur l’échelle de temps de milliseconde à quelques secondes et est observé dans presque toutes les synapses du système nerveux central. Chaque type de synapse a sa propre «personnalité» à l’égard de cette propriété. Quand elles sont stimulées un certain nombre de fois dans un second, certaines synapses montrent la dépression de la réponse post-synaptique, d’autres la facilitation.
Pendant le développement, on
observe une réduction de la
dépression synaptique.
Les réponses synaptiques sont déprimées par la stimulation à P14. Par contre les réponses synaptiques à P28 sont facilitées.

Question 33

Quelles sont les évidences exp du changement de fction du GABA?

Answer 33

Lorsque les agonistes du récepteur GABA-A sont ajoutés, la fréquence de potentiel d’action augmente à P8, mais diminue à P16.
Chez jeune, si bloque GABAa, ya dim de l’activité calcique
Chez + vieux, si bloque GABAa, ya aug signaux Ca2+ pcq neurones sont + actif pcq bloque inhibition

Question 34

Comment la concentration intracellulaire de chlorure change au cours du développement?

Answer 34

Pendant le développement, la
concentration intracellulaire de
chlorure diminue. Dans les neurones immatures, l’efflux des
ions chlorure (qui ont des charges négatives) produit un courant électrique vers l’intérieur et la dépolarisation du neurone. Dans le neurone mature, le chlorure entre dans la cellule et produit un courant électrique vers l’extérieur et l’hyperpolarisation du neurone.
La modification de la concentration intracellulaire de chlorure est due à des changements dans l’expression des deux co-transporteurs principaux du chlorure, KCC2 et NKCC1. KCC2 rejette le chlorure et est exprimé en fin de développement, alors que
NKCC1, qui accumule le chlorure dans la cellule, est plus exprimé dans les neurones immatures

Question 35

Le GABA est moins inhibiteur dans le circuits neuronaux immatures: quelles sont les 3 implications?

Answer 35

1) L’inhibition est immature dans le cerveau des nouveau-nés, donc le cerveau des nouveau-nés est plus excitable. En effet, l’incidence des convulsions épileptiques est plus élevé chez les nouveau-nés.
2) Les convulsions néonatales peuvent conduire à des déficiences dans le développement cognitif du cerveau et à une réduction du seuil pour la génération des convulsions (épileptogenèse). Malheureusement, les convulsions néonatales sont difficiles à traiter. Beaucoup de médicaments utilisés pour bloquer les crises chez l’adulte augmente la fonction GABAergique, réduisant ainsi l’excitabilité des circuits neuronaux. D’autre part, GABA n’est pas très inhibiteur dans le cerveau
du nouveau-nés. Nous devons trouver de nouvelles stratégies.
3) Un autre problème est le traitement des femmes enceintes qui sont épileptiques, parce que le GABA est inhibiteur dans le cerveau de la mère mais il est pas très inhibiteur dans le cerveau du foetus.

Question 36

Quelles sont les Nouvelles stratégies pour le traitement des convulsion néonatales?

Answer 36

Exemple d’une nouvelle stratégie: augmenter l’action inhibitrice du GABA dans le cerveau néonatal par la réduction de la concentration de chlorure dans les neurones. La bumetanide, qui est un antagoniste de NKCC1, bloque les convulsions chez le rat néonatal

Question 37

Les protocoles de stimulation a haute fréquence peuvent montrer quoi?

Answer 37

Les protocoles de stimulation a haute fréquence peuvent donner la voix à des synapses silencieuses immatures
Une synapse silencieuse est défini comme une synapse dans lequel un courant post-synaptique
excitateur (EPSC) est absent au potentiel de repos de la membrane, mais devient évident lorsque la
dépolarisation se produit.
Fait stim particulière, dépola pré et post syn en même t comme si potentialisation à long terme, quand stim a récept même à pot -65v donc récept présents sont AMPA
Stim particulière à causé exocytose à memb de récept AMPA qui étaient dans cell donc syn sont possibles à -65, processus se passe durant dév, syn devennent actives seulement lorsque stim pré et post syn, syn sont pas actives si stim juste présyn

Question 38

Qu’est-ce que le syndrome du X fragile? (5)

Answer 38

• Le syndrome du X fragile est la cause la plus fréquente de la déficience cognitive héréditaire et la deuxième cause de retard mental d’origine génétique après la trisomie 21 (syndrome de Down). 1:4000 males, 1:8000 femelles.
• Transmission dominante liée au chromosome X.
• Cette pathologie n’entraîne pas de malformation majeure et les enfants affectés ont une croissance normale.
• Cette pathologie, affectant surtout les garçons, se manifeste essentiellement par un retard mental et par des troubles du comportement divers pouvant avoir un caractère autistique. Les convulsions épileptiques sont aussi fréquentes. Physiquement, on retrouve chez les adultes un visage allongé et plutôt étroit, un front proéminent, ainsi qu’un menton un peu grand. Les oreilles sont régulièrement grandes et décollées.
• Les filles atteintes par cette maladie sont généralement moins affectées, avec un retard intellectuel moyen.

Question 39

Qu’est-ce que le gène FMR1? (5)

Answer 39

-Mutation du gène FMR 1 (Fragility Mental Retardation 1) codant pour
la protéine FMRP
- La mutation consiste en une répétition anormale de la séquence CGG (Cytosine-Guanine-Guanine).
-Les individus normaux ont la séquence CGG répétée moins de 40 fois.
-Les individus atteints du syndrome du X fragile ont cette séquence répétée plus de 200 fois, on parle de mutation complète. L’allèle avec la mutation complète n’est pas transcrit, et l’absence de la protéine est la cause de la SXF.
-Les allèles avec une longueur de répétition intermédiaire (55-200 répétitions) sont appelés prémutations; on les trouve généralement dans les familles avec des cas de SXF.

Question 40

Qu’est-ce que la protéine FMRP? (3)

Answer 40

• FMRP est une protéine de liaison de l’ARNm.
• FMRP se lie sélectivement à environ 4% de l’ARNm dans le cerveau des mammifères.
• FMRP est associée aux polyribosomes et est localisé dans les dendrites et les épines dans le cerveau des mammifères.

Question 41

L’absence de la protéine FMRP affecte quoi?

Answer 41

La formation des épines dendritiques

• Une des caractéristiques du phénotype neuroanatomique de la SXF est la surabondance d’épines dendritiques avec une morphologie immature (long, mince).
• Une souris KO pour FMRP est un bon modèle pour SFX. Cette souris présente un excès similaire au phénotype SXF d’épines longues et minces. Les souris FMR1-KO montrent des difficultés d’apprentissage et de comportement, une plus grande sensibilité aux crises épileptiques, et de la plasticité synaptique altérée.

Question 42

Quelle est la fonction de la protéine FMRP?

Answer 42

(1) À la suite de l’activation du récepteur mGluR1 / 5, PP2A est rapidement activée et déphosphoryle FMRP, (2) FMRP se détache de l’ARNm permettant ainsi la traduction locale de protéines qui sont importantes pour la localisation des récepteurs AMPA sur la membrane postsynaptique (par exemple PSD-95).
Après l’activation de mGluR, FMRP est rephosphorylée par la kinase S6K1 avec une cinétique lente, conduisant à la répression de la traduction. (3) FMRP peut également être ubiquitinée suite d’une stimulation des récepteurs mGluR, et donc passer par la dégradation protéosome-dépendante.
FMRP est également nécessaire pour le transport de plusieurs ARNm du noyau (5) vers les dendrites (6).

Question 43

Qu’est-ce qui arrive en absence de FMRP?

Answer 43

En absence de FMRP, la traduction de l’ARNm au niveau des synapses est dérégulée et excessive et conduit à l’altération de la fonction synaptique et la perte de la plasticité synaptique dépendent par la synthèse protéique.