Neurones, synapses et neurotransmetteurs

Question 1

Vrai ou faux. Ce ne sont pas tous les neurones qui ont un corps cellulaire, un champ dendritique et un axone.

Answer 1

Faux. Tous les neurones ont ces trois composantes.

Question 2

Vrai ou faux. 90% des contacts avec un neurone post-synaptique se font au niveau des dendrites.

Answer 2

Vrai.

Question 3

Les neurones échangent des informations avec quoi (4)?

Answer 3

1. Eux-même
2. Les autres neurones
3. Le corps en entier
4. Reçoivent des infos du monde extérieur

Question 4

Dans quel sens voyage l’influx nerveux (courant électrique) dans le neurone?

Answer 4

Des dendrites jusqu’aux boutons terminaux de l’axone, en passant par le soma (corps cellulaire).

Question 5

Donnez des exemples de médicaments pouvant agir au niveau de la synapse, lors de la transmission synaptique.

Answer 5

1. Antidépresseurs
2. Anxiolytiques
3. Antipsychotiques
4. Antiépileptiques

Question 6

Donnez des exemples de drogues pouvant agir au niveau de la synapse, lors de la transmission synaptique.

Answer 6

1. Cocaïne
2. Morphine
3. Cannabis
4. Nicotine

Question 7

Vrai ou faux. Un axone comporte plusieurs boutons terminaux.

Answer 7

Vrai. Ressemble plus à un collier de perle qu’à un poireau (un seul bouton terminal).

Question 8

Quelle est la définition d’un neurotransmetteur?

Answer 8

Les enzymes de synthèse doivent être présents dans le neurone présynaptique et les neurotransmetteurs doivent être synthétisés dans le bouton présynaptique. Les neurotransmetteurs doivent être accumulés dans des vésicules, puis être libérés dans la synapse (action calcium-dépendante, suite à une dépolarisation). Les neurotransmetteurs doivent se lier et agir sur des récepteurs postsynaptiques. Il doit y avoir un processus d’inactivation du signal (comme la recapture) pour arrêter l’activité des neurotransmetteurs dans la synapse.

Question 9

Quelles sont les quatre principales molécules synaptiques impliquées dans le processus de neurotransmission?

Answer 9

1. Enzymes de biosynthèse (des neurotransmetteurs).
2. Transporteurs vésiculaires (transport actif des vésicules vers la membrane neuronale).
3. Récepteurs : a) métabotropiques (récepteurs couplés aux protéines G, dans le neurone postsynaptique seulement). b) ionotropiques (canaux ioniques, dans le neurone postsynaptique seulement).
4. Inactivation : a) enzyme de dégradation. b) transporteurs plasmiques (site de recapture).

Question 10

Décrivez toutes les étapes de la synthèse et de la transmission des neurotransmetteurs.

Answer 10

1. Les neurotransmetteurs sont synthétisés sur place, dans le bouton terminal, à l’aide d’enzymes.
2. Les neurotransmetteurs sont ensuite accumulés dans les vésicules synaptiques. Transport actif de ces dernières vers la membrane neuronale.
3. Potentiel d’action provoque l’ouverture des canaux calciques qui entraîne l’entrée de calcium dans le neurone présynaptique.
4. L’entrée de calcium permet l’exocytose (fusion des vésicules avec la membrane neuronale).
5. Libération des neurotransmetteurs dans la fente synaptique.
6. Liaison à des récepteurs spécifiques sur la membrane postsynaptique.
7. Entraîne l’ouverture ou la fermeture de canaux postsynaptique.
8. Modifie la conductance et le potentiel membranaire postsynaptique, ce qui augmente ou diminue la probabilité de transmettre le potentiel d’action.
9. Inactivation du signal : a) aucune méthode, dispersion des neurotransmetteurs. b) dégradation enzymatique. c) recapture par neurone présynaptique ou cellule gliale.

Question 11

Quel type de récepteur permet une transmission rapide du signal (environ 1 msec) et quel type permet une transmission lente (environ 100 msec)? Pourquoi y a-t-il une différence de vitesse entre ces deux types de récepteurs?

Answer 11

Les récepteurs ionotropiques permettent une transmission rapide du signal, alors que les récepteurs métabotropiques permettent une transmission plus lente. Les récepteurs ionotropiques sont des canaux ioniques qui s’ouvrent lorsque les neurotransmetteurs s’y lient se qui déclenche rapidement la dépolarisation du neurone postsynaptique. Ils envoient des messages brefs de type excitateur ou inhibiteur (décharge ou décharge pas).

Les récepteurs métabotropiques sont couplés à des protéines G qui provoquent une cascade de réactions chimiques à l’intérieur de la cellule, se qui prend plus de temps. Ils envoient des messages lents de type métabolique (fait plus ou fait moins) ou de type génétique (activation ou inhibition de l’expression d’un ou plusieurs gène(s)).

Question 12

Donnez un exemple de médicament agissant sur la synthèse des neurotransmetteurs.

Answer 12

La L-DOPA, médicament donné dans la maladie de Parkinson. Agoniste de la L-Dihydroxy-phénylalanine, précurseur de la dopamine.

Question 13

Donnez un exemple de médicament agissant sur les récepteurs des neurotransmetteurs.

Answer 13

1. La chlorpromazine haloperidol (antipsychotique) : inhibition des récepteurs D2 de la dopamine.
2. Morphine (antalgique) : agit comme agoniste sur les récepteurs opiacés.
3. Benzodiazépine (anxiolytique) : active les récepteurs du GABA.
4. Baclofen (myorelaxant) : active les récepteurs du GABA.
5. Ondensetron (antiémétique) : inhibiteur des récepteurs de la sérotonine.

Question 14

Donnez un exemple de médicament agissant sur les transporteurs des neurotransmetteurs.

Answer 14

1. Prozac (antidépresseur) : inhibition du transporteur (recapture) de la sérotonine.
2. Méthylphénidate ou ritaline (TDAH) : inhibition du transporteur de la dopamine.
3. Tiagabine (antiépileptique) : inhibition du transporteur du GABA.

Question 15

Donnez un exemple de médicament agissant sur la dégradation des neurotransmetteurs.

Answer 15

1. Donépézil ou aricept (alzheimer) : inhibiteur de l’acétylcholinestérase (enzyme de dégradation de l’acétylcholine).

Question 16

Donnez des exemples (7) de drogues agissant au niveau des synapses ainsi que les récepteurs ou transporteurs sur lesquelles ils agissent.

Answer 16

1. Cannabis agit sur les récepteurs cannabinoïdes CB1.
2. Héroïne agit sur les récepteurs opiacés.
3. Cigarette agit sur les récepteurs nicotiniques.
4. L’alcool agit sur les récepteurs GABA.
5. Cocaïne agit sur les transporteurs de dopamine.
6. Amphétamine agit sur les transporteurs de dopamine et de sérotonine ainsi que sur les transporteurs vésiculaires.
7. Ecstasy : dérivé de l’amphétamine (MDMA).

Question 17

Quelles sont les 3 classes chimiques de neurotransmetteurs et quels sont leurs neurotransmetteurs respectifs?

Answer 17

1. Neurotransmetteurs “classiques” : a) Monoamine : histamine, dopamine, sérotonine, norépinephrine. b) Acide aminés : GABA, glutamate, glycine. c) Acétylcholine.
2. Neuropeptides (plus de 50).
3. Transmetteurs non conventionnels : a) polycations organiques : spermine et spermidine. b) gazotransmetteur : nitric oxyde (NO), monoxyde de carbone (CO), sulfure d’hydrogène (H2S). c) Ions : Zinc (Zn). d) Lipides : anandamine.

Question 18

Décrivez les deux classes fonctionnelles de neurotransmetteurs.

Answer 18

1. Neurotransmetteurs effecteurs (réseau d’ordre 1). Info spécifique (point à point), action rapide et brève (élimination rapide de la fente synaptique: pas ou peu de diffusion). Présent dans un grand nombre de neurones (ex GABA ou glutamate = environ 90% des neurones du SNC). Action sur des récepteurs synaptiques canaux rapides (ionotropique, latence 1 à 10 msec). Acides aminés excitateurs : glutamate et aspartate. Acides aminés inhibiteurs : GABA et Glycine. Acétylcholine dans jonction neuro-musculaire seulement.
2. neuromodulateurs (réseau d’ordre 2). Modulation diffuse et de longue durée (volumique) d’une région cérébrale ou d’un groupe de neurones. Pas de synapses mais des boutons en passant. Présent dans un faible nombre de neurones - systèmes divergents (petits noyaux envoyant des projections diffuses dans l’ensemble du SNC). Action sur des récepteurs extra-synaptiques (métabotropique, latence de 100 msec). Dopamine, norépinephrine, sérotonine, histamine, neuropeptides, spermine/spermidine, gazotransmetteurs, ions, lipides, acétylcholine dans SNC seulement.

Question 19

Quel est le ratio des neurones glutamatergiques et GABAergiques et quel est leur fonctionnement dans le système nerveux?

Answer 19

Les interneurones GABAergiques composent 10 à 20 % du système, alors que les neurones glutamatergiques composent 80 à 90 % du système et les neuromodulateurs environ 1 %. Un interneurone GABAergique contrôle entre 10 et 100 et jusqu’à 1000 neurones glutamatergiques, il les synchronise ensemble et permet la création des ondes cérébrales mesurées à l’aide de l’EEG. Les neuromodulateurs (5HT, NA, ACh, dopamine) module des sous-régions et altèrent la morphologie et la plasticité des neurones.

Question 20

Quel est le principal avantage à utiliser un atlas de cerveaux de rats par rapport aux atlas de cerveaux humains?

Answer 20

Contrairement aux rats, le cerveau humain présente de grandes variabilités inter-individuelles, ce qui complexifie l’étude de l’anatomie cérébrale. L’utilisation des cerveaux de rats simplifie cette étude, puisqu’il y a beaucoup moins de variabilités anatomiques.

Question 21

Où sont situés les neurones GABAergiques dans le SNC?

Answer 21

Partout dans le SNC sauf dans le thalamus.

Question 22

Quelles sont les deux classes de neurones GABAergiques?

Answer 22

1. Interneurones : nombreux sous-types morphologiques (basket, stellate, Golgi, etc.). Contrôle des neurones glutamatergiques.
2. Neurones de projection : striatum vers substance noire. Cervelet : Purkinje.

Question 23

Quel énoncé parmi les suivants est faux concernant le neurotransmetteur glutamate?

a) Il est présent dans toutes les cellules de l’organisme et joue un rôle important dans leur métabolisme.
b) Il est impliqué dans toutes les fonctions cérébrales (cognition, mémoire, sensori-moteur, etc.), mais dans seulement quelques pathologies.
c) C’est un neurotransmetteur excitateur majeur du cerveau, mais il est aussi hautement toxique en milieu extracellulaire (excitotoxicité).
d) 80% du glutamate dans le cerveau est métabolique alors que 20% sont des neurotransmetteurs.

Answer 23

b) Il est impliqué dans toutes les fonctions cérébrales (cognition, mémoire, sensori-moteur, etc.), mais dans seulement quelques pathologies.

Non seulement le glutamate est impliqué dans toutes les fonctions cérébrales, mais il l’est aussi dans TOUTES les pathologies.

Question 24

Où se situent les neurones glutamatergiques dans le SNC?

Answer 24

Partout dans le SNC sauf dans le striatum.

Question 25

Où se situent les corps cellulaires des neurones acétylcholinergiques CH4, où vont leurs projections et dans quelles fonctions sont-ils impliqués?

Answer 25

Leurs corps cellulaires se situent dans le noyau basal de Meynert dans la substantia innominata et dans le pallidum ventral. Leurs projections vont vers le cortex, l’amygdale et les noyaux interpédonculaires. Ils sont impliqués dans la fonction cognitive, l’attention et peut-être même dans la maladie d’Alzheimer.

Question 26

Où se situent les corps des neurones sérotoninergiques, où vont leurs projections, quels médicaments agissent sur ces neurotransmetteurs et quelles pathologies impliquent ces neurotransmetteurs?

Answer 26

Leurs corps cellulaires se situent dans les noyaux du raphé dorsal et médian. Ils innervent l’ensemble du cerveau antérieur (cortex, striatum, hippocampe, etc.). Les antidépresseurs, anxiolytiques, promnésiant et antiémétiques agissent sur le système sérotoninergique. La sérotonine est impliquée dans la dépression, l’anxiété, l’impulsivité, le TOC, la schizophrénie.

Question 27

Pour les principaux sous-système dopaminergique, indiquez où se situent les corps des neurones, où vont leurs projections, quelles sont leurs fonctions, à quelles pathologies sont-ils associés et quels médicaments peuvent agir sur ces systèmes.

Answer 27

1. Système Nigro-striatal : corps dans la substance noire et projection vers le striatum. Impliqué dans l’activité locomotrice. La maladie de Parkinson touche ce système et la L-DOPA peut être utilisée comme médicament pour soulager les symptômes.
2. Système Méso-limbique : corps dans l’aire tegmentaire ventrale (mésencéphale) et projection vers système limbique noyaux accumbens. Impliqué dans le renforcement de la récompense, les comportements dirigés vers un but et la cognition. Les troubles de dépendances y sont associés. Neuroleptiques et ritaline.
3. Système Méso-cortical : corps dans l’aire tegmentaire ventrale (mésencéphale) et projections vers le cortex frontal. Impliqué dans les mêmes fonctions que le 2. Schizophrénie. Neuroleptique et ritaline.

Question 28

Vrai ou faux. Toutes les substances et tous les comportements addictifs provoquent la libération de dopamine dans les noyaux accumbens.

Answer 28

Vrai.

Question 29

Quels neurotransmetteurs ne se lient jamais à des récepteurs ionotropiques?

Answer 29

Dopamine, noradrénaline et histamine.

Question 30

Comment appelle-t-on les récepteurs ionotropique et métabotropique de l’acétylcholine?

Answer 30

Ionotropique = nicotinique ; métabotropique = muscarinique.

Question 31

Comment appelle-t-on les récepteurs ionotropique et métabotropique du GABA?

Answer 31

ionotropique = GABAa ; métabotropique = GABAb

Question 32

Comment appelle-t-on les récepteurs ionotropique et métabotropique du glutamate?

Answer 32

Ionotropique = NMDA, Kainate, AMPA ; métabotropique = mGluR

Question 33

Quelle est la différence entre les transporteurs primaires et secondaires? Les neurotransmetteurs empruntent quel type de transporteur?

Answer 33

Les transporteurs primaires utilisent l’hydrolyse de l’adénosine triphosphate (ATP) afin de faire passer des molécules de chaque côté de la membrane. Les transporteurs secondaires utilisent les gradients ioniques afin de fonctionner (plus de sodium à l’extérieur qu’à l’intérieur et plus de potassium à l’intérieur qu’à l’extérieur). Les transporteurs des neurotransmetteurs sont uniquement des transporteurs secondaires.

Question 34

Quels sont les trois rôles importants des transporteurs des neurotransmetteurs?

Answer 34

1. Contrôler l’étendue, la durée et l’intensité du signal.
2. Responsable de l’élimination des neurotransmetteurs de la fente synaptique et de leur recyclage.
3. Contrôler la concentration extracellulaire de glutamate afin de protéger les neurones de l’excitotoxicité.

Question 35

Où sont localisés les transporteurs des neurotransmetteurs?

Answer 35

1. Dans la membrane plasmique des neurones pré et postsynaptiques.
2. Extrasynaptique.
3. Cellules gliales.

Question 36

Quels sont les transporteurs et les neurotransmetteurs associés faisant partie de la famille des transporteurs NA+/Cl- dépendants?

Answer 36

1. GABA : GAT1-4
2. Dopamine : DAT
3. Noradrénaline : NET
4. Sérotonine : SERT

Question 37

Quel est le principal sous-type de transporteur de glutamate NA+/K+ dépendant?

Answer 37

Le EAAT2 (GLT1), présent dans les cellules gliales et performant 90% de la recapture du glutamate, permettant de garder une concentration extracellulaire entre 1 et 10 microM.

Question 38

Quelles sont les différentes concentrations de glutamate dans le cerveau?

Answer 38

1. Cytoplasme : 1-10 mM
2. Vésicules synaptiques : 50-150 mM
3. Fente synaptique : environ 1 microM

Question 39

Quels sont les 3 rôles clés des transporteurs vésiculaires?

Answer 39

1. Permettent la neurotransmission.
2. Contrôle de l’intensité du signal.
3. Protéger le neurotransmetteur de la dégradation (par les monoamines oxydases MAO, produits des mitochondries).

Question 40

Quel est le mécanisme de fonctionnement des transporteurs vésiculaires?

Answer 40

Les transporteurs vésiculaires fonctionnent grâce à un gradient de proton créé par la V-ATPase qui acidifie l’intérieur des vésicules.

Question 41

Quelles sont les 3 familles de transporteurs vésiculaires des neurotransmetteurs?

Answer 41

1. Famille des porteurs de sucre (monoamines et acétylcholine).
2. Famille des acides aminés auxiliaires (GABA et glycine).
3. Transporteurs vésiculaires de glutamate (glutamate).

Question 42

Qu’est-ce que le principe de Takamori?

Answer 42

L’expression d’un VGLUTs par un neurone est suffisant pour lui donner un phénotype glutamatergique.

Question 43

Vrai ou faux. VGLUT1-3 n’ont pas les mêmes propriétés de transport du glutamate.

Answer 43

Faux. Elles ont les mêmes propriétés.

Question 44

Où se situent VGLUT1 et VGLUT2 dans le cerveau des rats?

Answer 44

VGLUT1 = cortex, hippocampe, cervelet.
VGLUT2 = neurones sous-corticaux.

Question 45

Où se situe VGLUT3?

Answer 45

Dans le 1/3 des neurones sérotoninergiques des noyaux du Raphé, dans les interneurones GABAergiques du cortex et de l’hippocampe, dans les interneurones cholinergiques du striatum.

Question 46

Quelles sont les 5 fonctions du striatum?

Answer 46

1. Planification et modulation de l’activité locomotrice.
2. Navigation égocentrique.
3. Comportements dirigés vers un but.
4. Formation des habitudes.
5. Récompense.

Question 47

Quels sont les 2 catégories de neuropathologies impliquant le striatum et quels sont les maladies spécifiques à chacune d’elles?

Answer 47

1. Maladies neurologiques : Parkinson, Huntington, paralysie supranucléaire progressive.
2. Troubles psychiatriques : dépendance, schizophrénie, trouble obsessif compulsif.

Question 48

Quelle est la définition d’un trouble de dépendance?

Answer 48

La dépendance est un comportement compulsif de recherche / dépendance qui se déroule aux dépens de la plupart des autres activités. Elle entraîne une perte de contrôle malgré les conséquences négatives et des épisodes récurrents d’abstinence et de rechute.

Question 49

Vrai ou faux. On peut devenir dépendant à des substances (drogue, alcool, etc.) mais aussi à des comportements (sexe, travail, jeu, etc.).

Answer 49

Vrai.

Question 50

Quel rôle joue le VGLUT3 dans les troubles de dépendance?

Answer 50

• Utilisation des souris génétiquement modifiées (VGLUT3 knock-out) afin d’étudier le rôle de VGLUT3 dans la dépendance.
• Comparativement aux contrôles, les knock-out s’injectaient plus de cocaïne et étaient prêtes à travailler beaucoup plus fort (jusqu’à 80 coups de museau) afin d’obtenir la drogue.
• Elles étaient aussi plus vulnérables à la rechute.
• Dans le cerveau des knock-out, beaucoup plus de dopamine était libéré dans les noyaux accumbens comparativement aux contrôles, alors que des knock-out VAChT produisaient beaucoup moins de dopamine que les contrôles (processus chimique de la récompense : augmentation de dopamine et diminution d’acétylcholine simultanément).
• Aussi, chez les humains, 5% des personnes souffrant de trouble de dépendance présente une mutation du gène codant pour VGLUT3, alors que seulement 0,5% des personnes non atteintes présente cette mutation.