Neurotransmission et plasticité 1 Flashcards
Qu’est-ce qu’une synapse?
(Zone de) contact de communication établi entre deux neurones (indépendants) ou entre un neurone et une autre cellule (cell sensorielle, musculaire)
Quels sont les deux types de synapses?
- Synapses électriques (GAP)
- Synapses chimiques (vésicule)
Comment fonctionne un synapse électrique?
Transmission par le passage direct de petites molécules (ions, ATP…) du cytoplasme du neurone pré-synaptique au cytoplasme du neurone post-synaptique par diffusion au travers d’une jonction GAP.
Quels sont les avantages (1) et inconvénients (3) de la communication synaptique électrique?
=> Dus aux jonctions GAP
Avantages:
- TRÈS rapide (direct, pas de délai)
Inconvénient:
- Peu modulable
- Pas de sélectivité
-
Amortissement/Filtrage du signal
(Déloparisation/Hyperpolarisation transmise ATTÉNUÉE)
=> PA encore plus atténué que dépolarisation
Comment moduler une synapse électrique (pour augmenter le PA)? (2)
-
Phosphorylation des jonctions GAP
(↑ abilité à faire passer les ions) -
↑Nb de jonctions GAP
(↑ conduction des ions)
Où sont généralement présentes des synapses électriques?
Au niveau des interneurones inhibiteurs (mais autres aussi)
Quel type de synapse est la plus abondante?
Synapse chimique
Dans quelle sens va l’info au niveau des synapses électriques?
Dans les 2 sens ( mais on peut quand même employer les termes de synapses pré-et post synaptique)
Comment varie le signal entre dans une synapse chimique:
Terminaison pré-synaptique → Fente → Neurone post-synaptique?
Signal électrique → Message chimique (NT) → Signal électrique
La synapse chimique a-t-elle une directionnalité unique?
Expliquer le déroulement (3)
Oui
- Activité électrique arrive dans neurone présynaptique
- Libération de NT (vésicule)
- NT se lie à un récepteur sur la membrane plasmique du neurone post-synaptique
Pourquoi la localisation cellulaire des synapses est-elle importante? (2)
- Fonction du système nerveux
- Manière dont la cellule intègre un signal
Comment appelle-t-on une synapse entre axone et dendrite?
Donner une exemple
Axo-dendritique
Neurone double-bouquet/neuroglial
Comment appelle-t-on une synapse entre axone et corps cellulaire?
Donner une exemple
Axo-somatique
Neurone basket
Comment appelle-t-on une synapse entre 2 axones?
Donner une exemple
Axo-axonique
Neurone chandelier
Comment sont les synapses dans le système olfactif (dendrites libèrent les NT)?
Dendro-dendritiques
Quel est l’impact d’une synapse Axo-dendritique?
Impact moyen ==> PPS pas régénéré
Quel est l’impact d’une synapse Axo-somatique?
Impact fort, peu de filtrage dendritique
Quel est le but d’une synapse axo-axonique?
But ≠ PA mais plutôt régulation du PA
Comment marquer le segment initial de l’axone expérimentalement?
Utiliser AnkG fluo
VRAI/FAUX: La diversité des neurones inhibiteurs (et leur effet) se traduit aussi par la localisation des synapses différente
VRAI
=> Synapses présentes à différents endroits de l’arbre dendritique
Quels sont les 3 acteurs d’une synapse tripartite?
- Neurone pré-synaptique
- Neurone post-synaptique
- Astrocyte (cell gliale)
Quel est le rôle des astrocytes sur une synapse tripartite?
Recapture
(régulation de la transmission synaptique + temps de présence des NT dans la fente)
=> Possèdent des transporteurs membranaires qui recaptent les NT libérés dans le fente
Taille du diamètre d’une vésicule?
~20 nm
Un neurone peut-il avoir plusieurs terminaison présynaptiques?
Oui (peut contacter des 100 aines d’autres cellules)
Quel type de synapse ont généralement des zones poste synaptique beaucoup plus épaisse?
Synapses glutamatergiques
-> Post-synaptique
Quelles sont les 3 conditions à la base des la définitions d’un NT?
- Le NT doit être présent dans le neurone présynaptique
-> enzyme (synthèses)
-> transporteurs vésiculaire (remplissage sélectif) - Le NT doit être libéré suite à un PA couplé à l’entrée de Ca(2+)
- Le NT doit produire un effet sur les récepteurs post-synaptiques (même NT, même effet)
VRAI/FAUX: L’expression de l’enzyme qui synthétise GABA et la présence de de transporteurs GABA sur la membrane des vésicules suffisent pour savoir que le neurone est gabaergique
VRAI
=> Expérience pour vérifier: marquage avec anticorps
Comment démontrer que le NT est libéré suite à un PA? (3)
- Électrodes de stimulation électrique
- Collecter le milieu avant et après simulation
- Analyser le contenu moléculaire du milieu (observer quantité de NT)
Comment démontrer la présence de récepteurs post-synaptiques? (2)
- Application exogène du NT
-
Enregistrement de l’activité du neurone post-synaptiques
(effet observé est le même)
VRAI/FAUX: Aujourd’hui, il reste encore beaucoup de récepteurs orphelins
FAUX
-> Il en reste très peu
Compléter (diversité de communication et réponse car plusieurs NT et plusieurs récepteurs par NT):
- Combien de temps dure le délai avant la transmission de la dépolarisation dans une synapse chimique?
- À quoi est-ce dû?
- 1-2 msec
- Temps pris pour arrivée, accrochage, relargage des vésicules et passage des NT dans la fente
Quel est l’inconvénient d’une synapse chimique?
Délai (1-2 msec) avant la dépolarisation de la cellule post-synaptique
Donner 2 NT excitateurs
- Glutamate
- Acetylcholine
Que se passe-t-il au niveau ionique lors d’une excitation du neurone post-synaptique + effet sur la cellule?
Entrée de Na+ (charges + entre/charge - sortent)
==> DÉPOLARISATION (PPSE)
VRAI/FAUX: En général de PA est de l’ordre de qq dizaines mVolt
VRAI
Que se passe-t-il au niveau ionique lors d’une inhibition du neurone post-synaptique + effet sur la cellule?
- Entrée Cl- (charges -)
- Sortie K+
=>HYPERPOLARISATION (PPSI)
Donner 2 NT inhibiteurs
- GABA
- Glycine
En quoi consiste le principe de sommation temporelle?
C’est la somme des actions électriques qui s’effectue lorsque 2 stimulations (PPS) d’un même neurone sont rapprochés dans le temps
(de telle manière que le 1er évènement synaptique n’est pas fini quand on induit le 2ème)
En quoi consiste le principe de sommation spaciale?
Intégration par un neurone des informations (inhibition/excitation) nerveuses provenant de plusieurs neurones différents à un même instant
==> PPS (E/I) se somment (algébrique, linéaire)
(additions de plusieurs PPS de plusieurs dendrites)
Qu’est-ce qu’une sommation non-linéaire (en bref)?
La somme des 2 évènements est plus grande ou plus petite que la somme théorique algébrique
- Qu’est-ce que le principe d’intégration synaptique (sommation)?
- À partir de quel moment peut-il avoir lieu?
Fluctuation de l’activité électriques d’une cellule sur l’ensemble de l’arbre dendritique et du corps cellulaire
→ Intégration synpatique (sommation) se fait à partir d’une certain seuil de dépolarisation (potentiel de membrane)
VRAI/FAUX: Le potentiel de membrane fluctue en fonction de l’activité synaptique reçue via sommation linéaire
VRAI
Quelle est l’effet de la sommation des PPS (potentiel postsynaptique)?
Atteinte du potentiel d’ouverture des canaux NaV
=> Dépolarisation, propagation du PA
⚠︎ PA ≠ PPS!!!
Quelle est la différence entre une sommation spatiale et une sommation temporelle?
Spatiale:
Sommation qui s’effectue grace a 2 synapses (ou plus)
Temporelle:
Sommation effectuée par une double sommation (inhibitions et/ou excitations) d’un seul neurone
Lors d’une sommation spatiale, est-ce que la dimension temporelle est importante?
Oui
Est-ce que les sommations inhibitrices et excitatrices sont cumulatives?
Oui
Qu’est-ce qu’une période réfractaire absolue?
- Entre la dépolarisation au dessus de -55mV et la repolarisation à -70mV (juste avant l’hyperpolarisation)
- Période durant laquelle il n’y aura pas de nouveau potentiel d’action de créé (peu importe la dépolarisation aux bornes de la membrane), car les canaux sodiques et potassiques en sont incapables à ce moment
Qu’est-ce qu’une période réfractaire relative?
- Période d’hyperpolarisation
- Pendant cette période il est très peu probable d’observer un nouveau PA (quasi impossible)
- Qu’est-ce que le principe de filtrage dendirtique?
- Pourquoi?
L’amplitude des PPS (potentiels post-synaptiques) diminue sur la longueur de la dendrite (effet plus faible dans soma que à l’endroit où dendrite)
==> PPS pas régénératifs (cheminement électrique PASSIF)
VRAI/FAUX: Plus la synapse est lointaine dans l’arbre dans dendritique plus son impact au niveau du cône axonique (lieu de genèse des PA) sera réduit
VRAI (filtrage dendritique)
Quelles sont les caractéristiques du PA (7)
==> PAR ♡
- Durée
- Amplitude (nature et valeur)
- PROT impliqués
- Type de phénomène
- 3 autre caractéristiques spécifiques
- Durée 1-3ms
- Amplitude fixe de 80-120 mv
- Implique canaux Na et K Vdep
- Phénomène tout ou rien
- Autorégénératif (le long de l’axone)
- Pas de sommation
- Période réfractaire empêche l’émission d’un nouveau PA
Quelles sont les caractéristiques du PPS (4)
- Durée
- Amplitude
- Récepteurs impliqués
- Sommation ou pas?
==> PAR ♡
- Durée de 10-100 ms
- Amplitude variable entre 0.1 et 20 mv
- Implique récepteurs ionotropiques ouverts par NT
- Sommation possible
Jonction neuromusculaire entre quoi et quoi?
Entre motoneurone de la moelle et fibre musculaire striée squelettique
- Comment s’appelle la synapse post-synaptique pour une fibre musculaire?
- Quel NT transmis par la synapse pré-synaptique?
- Plaque motrice du muscle
- ACh (synapse présynaptique cholinergique)
Comment appelle-t-on le potentiel de membrane pour les cellules musculaires?
Potentiel de plaque (PP)
Que se passe-t-il en cas de faible concentration de Ca++ extraC?
Amplitude des PP varie
==> Si pas assez de Ca++ dans la cell: PPS diminue voir devient nul
(Stimulation de la la cellule motrice induit un potentiel de taille similaire au mEPP)
- Qu’est-ce qu’un MEPP?
(Donner sa valeur ~) - On-ils tous la même amplitude?
-
Potentiel de plaque miniature (~1mV)
= Évènement synaptique (potentiel) qui a lieu en l’absence de stimulation
==> probabilité de libération même sans stimulation - PP miniature ont tous la même amplitude!!
Comment expliquer le fait qu’on observe ces 2 choses après stimulation nerveuse (+ ce que ça implique)? (3)
- Pour une concentration extracellulaire de Ca 2+ faible, l’histogramme des amplitudes des potentiels de plaque (PP) montre des pics multiples (pouvant aller de 0 a bcp plus)
- Histogramme des amplitudes des PP miniature est peu variable
- Transmission (libération) synaptiques est de nature quantique et il existe une probabilité de libération de chaque quantum (= vésicule)
- Ainsi, ce n’est pas parce qu’un axone émet un PA qu’il y a toujours libération de NT
- Fluctuation du nombre de vésicule qui fusionnent à chaque libération
De quoi dépendent les processus de libération quantique et de probabilité de libération?
Du Ca++
Quel est le potentiel d’une vésicule?
~ 0.4 mv
(= plus petit potentiel possible)
==> tous les PPS sont des multiples de 0.4
1 quantum = ?
1 vésicule
(paquet d’info)
Comparaison entre amplitude des PPe et amplitude des PPm?
Amplitude des PPe est un multiple de l’amplitude des PPm
Quelle hypothèse peut-on emmettre suite à l’observation que les PPminiatures ont tous la même amplitude?
Hypothèse de la libération d’un seul quantum
En quoi consiste l’hypothèse de la liberation quantique de Bernard Katz?
NT libéré par paquet de même taille (vésicule/quantum)
En quoi consiste la nature quantique de la libération?
Libération quantifiée
-> une vésicule
Qu’est-ce que la probabilité de libération?
(+ effets en fonction du nb de vésicules)
Modèle non-déterministe mais probabiliste; certaine chance de libérer une vésicule
-> sur une dizaine: ne change pas grand chose
-> sur une on peut avoir des échecs
Qu’est-ce qu’une zone active
- Zone (membranaire présynaptiques) de fusion vésiculaire
- Forme un ligne au niveau des canaux calciques Vdep (eux-mêmes alignés)
==> Fusion n’a pas lieu n’importe où mais le long descanaux calciques Vdep
Qu’est-ce que la cryomicroscopie électronique?
Observation de la membrane en vue de face au microscope électronique après congélation très rapide
Quel est l’effet du calcium extraC sur la transmission synaptique?
Augmente/diminue le nb de vésicules larguée en entrant dans les terminaison présynaptiques pour induire la fusion des vésicules
==> augmente/diminue la probabilité de libérer les vésicules
Effet sur l’amplitude des PPS
Qu’est-ce qu’un tampon calcique?
Molécule qui attrape le Ca++ libre à l’intérieur de la cellule (présynaptique)
Pourquoi dit-on que le processus de libération des vésicules synaptiques induites par le calcium est non-linéaire?
Car si on augmente de 2 fois la concentration de Ca++ extracellulaire, le PPS est multiplié par 10
Que se passe-t-il au niveau vésiculaire si peu de Ca++ entre dans le neurone pré-synaptique?
- Ca++ reste à proximité des zones actives
- Induit des fusions vésiculaires au niveau des zones actives
Que se passe-t-il au niveau vésiculaire si bcp de Ca++ entre dans le neurone pré-synaptique?
- Bcp de Ca++ rentre pour chaque PA
- Ca++ arrive dans d’autres sites de libération pour permettre le relargage de différent types de vésicules (ex: neuropeptides)
- Que sont les neuropeptides?
- Leur taille de diamètre?
- Grosses vésicules plus puissantes (mais besoin de plus de Ca pour fusionner)
- ~50-100 nm
À quoi ressemble une vésicule synaptique?
Sphère composée d’une membrane phospholipidique et de protéines qui transportent un type de NTs spécifiques
Quelles sont les 2 types de protéines présentes à la surface des vésicules qui sont importante pour le remplissage des NT?
- Pompe V-ATPase
- Transporteur vésiculaire
Pompe tj présente
Échangeur détermine le type de NT relâché
Comment s’effectue le remplissage des NT dans les vésicules?
- Pompe V-ATPase fait rentrer des protons à l’intérieur de la vésicule (milieu intravésiculaire très acide)
- Un échangeur échange 2 protons contre le NT (attention: ratio peut varier)
==> Besoin de dissiper un gradient de H+ (pompé par V-ATPase)
Est-ce que l’expression d’un transporteur vésiculaire est suffisante pour induire le remplissage SÉLECTIF d’une vésicule?
Oui!
Est-ce que le processus de remplissage des vésicule est toujours le même en fonction des différent NT?
Oui
-> Mais charge varie
Est-ce que l’injection de Ca++ dans la terminaison axonale suffit à induire la libération des NT?
Oui
Quelle prot de SNARE se lie au calcium?
Synaptotagmin
Quelle est la composition du complexe SNARE? (4 prot, les décrire brièvement)
-
Synaprtobrevin/VAMP
(s’accrochent à SNAP25 et syntaxin) -
Synaptotagmin
(lie le Ca++, famille de prot dont la dépendance au calcium varie) -
Syntaxin
(membrane présynaptique) -
SNAP-25
(membrane présynaptique)
Quel est le déroulement du cycle de la machinerie de libération des NT (5 étapes)
-
Accrochage
→ Vésicules pas encore prêtes à fusionner
→ Indépendante de Ca++ - Formation du Complexe SNARE
→ Vésicules à proximité de membrane (prêtes)
→ Indépendante de Ca++
(2,5. Initation/Amorçage 1 et 2) -
Entrée de Ca++
→ Liaison au domaines A et B de la synaptogamine -
Changement de conformation
→ Tension sur la membrane
→ Cassure des vésicules - Fusion
Qu’induit la liaison du Ca++ sur les domaines A et B de la synaptogamine du complexe SNARE?
Changement de conformation du complexe applique une tension sur la membrane vésiculaire et la cassure vésiculaire permet la fusion
Où sont produite les vésicules?
Comment?
- Endosome
- Par bourgeonnement
Quel est le temps du cycle bourgeonnement-accrochage-ammorcage-fusion?
1 min
Quel est le temps de fusion des vésicules?
1 msec
-> Explique le délais des synapses chimiques
Quel est le temps de recyclage (“endocyter”) les vésicules?
10-20 sec
-> Bcp plus long que tps de fusion (explique le risque d’épuisement si neurone trop actif)!
Quelles sont les 3 possibilités de devenir des NT?
-
Dégradation enzymatique
(ex: acétylcholine estérase) -
Recapture par transporteur membranaire
(sur neurone pré/post ou cellule gliale//PAS sur vésicule!) - Diffusion dans le milieu extraC selon le gradient
1) Quel est l’autre moyen (à part le devenir des NT) d’arrêter le propagation du PA?
Arrêter l’activité pré-synaptique en empêchent la libération de NT
2) Temps entre arrivées de PA à la synapse et entrée du courant de Ca(2+) (ouverture des canaux claciques)
0,3ms
3) Temps entre entrée du courant de Ca(2+) et Exocytose des vésicules (diffusion locale + interaction avec prot de fusion + fusion)
0,5ms
4) Temps entre Exocytose des vésicules et EPSC (evocked post-synaptic current) (captage des NT en post-synaptique)
0,4ms
5) Temps entre EPSC et PA post-synaptique (génération du PA)
0,1ms
Quel est le prix a payer de la diversité des synapses excitatrices chimiques? (donner sa valeur)
Délai incompressible lors de la transmission synaptique chimique
=> 1-2ms (+ ajout tps synapse-soma)
impact différent pour un inhibition
Quel est l’effet du botulisme?
Dégradation par protéolyse du complexe SNARE
= Absence de fusion vésiculaire
→ Perte du tonus musculaire (paralysie flasque)
Quel est l’effet de la Latrotoxine (veuve noire)?
Forme des pores au niveau de la membrane pré-synaptique perméables aux Ca(2+)
=> Synchronisation de fusion de toutes les vésicules prêtes en même temps
→ Paralysie par crise tétanique
Quels sont les 5 effets possibles d’un agoniste?
- Stimulation de la libération (veuve noire)
- Activation des récepteurs
- Inhibition de la recapture
- Inhibition de la désactivation
- Activation de la synthèse
Quels sont les 3 effets possibles d’un antagoniste?
- Inhibition de la libération
- Antagoniste des récepteurs
(modulent tmps de présence ou activité des récepteurs) - Inhibition de la synthèse
Quel est l’effet de la cocaïne?
Bloque la recapture de la dopamine ==> reste plus longtemps dans la synapse
