Neurotransmission et plasticité 2 Flashcards
1
Q
En quoi consiste la notion de force synaptique?
A
Amplitude du potentiel postsynaptique (PPS) en répons à un PA dans le neurone présynaptique
= Poids synaptique/Force de communication
2
Q
Quels sont les 3 paramètres présynaptiques et le paramètre postsynaptique qui modulent la force synaptique?
A
- Entrée/diffusion de Ca++ (pré)
- Nb de zones actives (pré)
- Machinerie moléculaire de fusion vésiculaire (pré)
- Nb et nature des récepteurs (post)
3
Q
Quelle est la définition de la plasticité synaptique?
A
Changement de la force de la transmission synaptique induite par un PA (dépendant du changement d’acti électrique)
4
Q
Pour quoi la plasticité synaptique est-elle importante (2)?
A
– Impliquée dans le développement des circuits neuronaux
(Pendant dvt du cerveau: modif de connectivité et activité des neurones)
– Corrélat cellulaire de la mémoire (traces ménisques durables)
5
Q
Quelles sont les 2 dimensions en fonction desquelles la plasticité synaptiques est classée?
A
-
Temps:
→ Plasticité à court terme
→ Plasticité à long terme -
Espace:
→ Mécanismes pré-synaptique
→ Mécanismes post-synaptique
6
Q
Qu’entraîne la plasticité à court terme?
A
Augmentation ou diminution de la force synaptique
→ Possible Implication dans la mémoire à court terme
7
Q
Temps de la plasticité à court terme?
A
100ms - qques sec - moins de 10min
8
Q
Qu’est-ce que la FACILITATION?
A
AUGMENTATION de la force synaptique à court terme
9
Q
Qu’est-ce que la DÉPRESSION?
A
DIMINUTION de la force synaptique a court terme
10
Q
Dépression/Facilitation sont des phénomènes pré ou post-synaptiques?
A
Largement pré-synaptiques
11
Q
VRAI/FAUX: Les sommations spatiale et temporelle sont des phénomènes chimiques présynaptiques, détectables électriquement en postsynaptique
A
VRAI
12
Q
De quoi dépend la force de la facilitation?
A
Dépend de intervalle de temps entre deux PA émis (fréquence)
13
Q
Qu’est-ce que la facilitation?
A
En réponse à l’émission de PA à plusieurs reprises (2 PA sépraés par une 10aine de msec) sur un neurone présynaptique, le PPS suivant va augmenter
Facilitation = Gain d’amplitude (différence de de PPS) quand ont émet un PA (présynaptique) à haute fréquence
14
Q
Qu’est-ce qui impact la réponse du PA (PPS) lors des processus de facilitation et de dépression? (2)
A
- “Histoire” (récente) de la synapse (via Ca(2+) et réserve de vésicule)
-
Activité présynaptique (si l’intervalle entre les PA change, l’amplitude de facilitation fluctue)
=> Paramètres de temps + nb PA
15
Q
La facilitation peut-elle être différente en fonction du type de neurones?
A
Oui
16
Q
Pour une fréquence d’émission de PA tous les 10msec, combien vaut la facilitation? (%)
A
30-35%
17
Q
Peut-on mesurer une facilitation lors d’une période réfractaire?
A
NON car 1 seul PA est émis
18
Q
Quel est l’effet de la facilitation pour un neurone inhibiteur?
A
Augmentation de PPS en réponse à une haute fréquence d’émission de PA (même chose) mas au lieu de dépolariser, il y a hyperpolarisation (PPSI)
19
Q
Qu’observe-t-on au niveau de la facilitation quand on emmet un train de PA?
A
Au bout d’un moment, atteinte d’un plateau
= Saturation
20
Q
Plus l’intervalle entre les PA est court (fréquence haute) plus la facilitation…
A
Augmente
21
Q
Quels sont les 2 évènements de plasticité à court terme?
A
- Facilitation
- Dépression
22
Q
Qu’est-ce qu’une synapse “naïve”?
A
Synapse dans laquelle il n’y a pas eu d’activité (émission de de PA) précédente, elle est donc hors période de plasticité
23
Q
À quoi est dû le phénomène de facilitation?
A
Lorsqu’une synapse naïve libère une vésicule de NT lors d’un premier PA, au moment de l’arrivée du 2ème PA, le Ca(2+) résiduel laissé par l’émission de la vésicule se surajoute au nouveau Ca(2+) entrant venant du 2ème PA
→ Augmentation de Ca(2+) présynaptique (↑proba de libération)
→ Augmentation de l’amplitude (changement non linéaire)
→ Augmentation de nb de vésicules libérées (NT)
24
Q
VRAI/FAUX: la facilitation s’applique si on a pas le temps de remettre le PA à un niveau basal
A
VRAI (fréquence)
25
Pour quelle synapse s'applique le phénomène de facilitation (caractéristique d'une synapse facilitatrice)?
**Probabilité de libération faible**, machinerie _peu efficace à [Ca] faible_
(si [Ca] élevée, grosse libération, car neuropeptides)
==> inverse de la dépression
26
**VRAI/FAUX**: On pense que la plasticité à court terme est impliquée dans les phénomènes de mémoire à court terme et mémoire de travail
VRAI
27
Est-ce que la facilitation est un concept uniquement valable pour les neurones excitateurs?
Non, tout aussi valable pour les neurones inhibiteurs
28
Qu'est-ce que la dépression?
**Diminution** de la libération de NT et donc **de la force synaptique** (= PPS) _en réponse à une activité synaptique (PA) soutenue_
→ ***Appauvrissement du pool de vésicules prêtes à fusionner*** lors de l'émission de 2ème PA
→ ***Diminution de la probabilité de libération***
29
Est-ce que la dépression peut aussi se faire dans les synapses inhibitrices?
Oui
30
Concernant la **dépression**, est-ce qu'un observe également un plateau au bout d'une certain moment?
Oui
==> La dépression est le phénomène "miroir" de la facilitation (exact opposé)
31
De quoi dépend le niveau de dépression?
De la **quantité de neurotransmetteurs _déjà libérés_**
32
Pour quelle synapse s'applique le phénomène de dépression (caractéristique d'une synapse "dépressive")?
Synapse avec une **forte probabilité de libération** (neurone très acitf)
=> Synapse efficace pour libérer des NT lors d'un PA ***peu importe si faibe ou haute fréquence*** (train de PA)!!!
33
**VRAI/FAUX**: La transmission synaptique est dépendant du nombre de vésicules présynaptiques prêtes à fusionner
VRAI
34
Quels sont les 2 causes impliquant une **diminution du nombre de vésicules disponibles**?
-> Les conditions qui font que le dépression augmente…
– _Plus de dépression_ quand la **réserve de vésicule est petite**
– _Plus de dépression_ quand la **probabilité de libération est élevée**
35
Qu'est-ce qui détermine le couplage entre _l'activité électrique_ et la _fusion vésiculaire présynaptique_? (3)
- **Machinerie moléculaire de fusion vésiculaire**
- Présence de **tampon protéique de calcium** dans la _terminaison présynaptique_
- **Quantité de canaux calciques présynaptiques**
36
**VRAI/FAUX**: Une synpase facilitatrice devient dépressive si la stimulation dure trop longtemps (pas le temps de recapturer/reconstituer la réserve de NTs)
Vrai mais bon, balek, c'est pas la question
37
Quel est l'explication du phénomène de dépression?
- Synapse avec une **forte réponse au Ca** (histoire)
==> si un seul PA, réponse déjà forte
- **Nb restreint de vésicules**
==> si plusieurs grosses relâches au début, **pas assez de NT pour continuer l'activité**
==> **diminue avec le temps**
38
Est-ce que neurones peu actifs sont généralement dépressifs?
Non au contraire, ceux peu actifs sont souvents **facilitateurs**
39
La plasticité à court terme concerne quel intervalle de temps?
10aine de msec
40
Quelle est la différence entre facilitation et potentialisation?
_Facilitation_: processus de plasticité à **court terme** (_quelques msec_)
_Potentialisation_: processus de plasticité à **long terme** (_heures_)
41
La région CA1 de l'hypoccampe est une région importante pour quoi?
Pour le **processus de formation de _nouvelle mémoire_** (à ***long terme***)
42
Quelle est l'utilité de l’hippocampe?
**Mémoire à long terme** (plutôt apprentissage, pas stockage)
43
**Cas de Henry Molaison**: Suite à des crises d’épilepsie violentes originaires du lobe temporal (et se propageant dans tous les hémisphères), une ablation bilatérale du lobe temporal (hippocampes) a été effectuée, qu'est-ce que ça à entrainé?
**Amnésie antérograde** = perte de la capacité a former une _nouvelle_ mémoire (incapacité d'apprentissage)
=> *Mais pas de perte de la capacité d'apprentissage moteur!!!*
44
Qu'est-ce qu'une **amnésie rétrograde**?
Perte de la mémoire à long terme de souvenirs _anciens_
45
Donner quelques différents types de mémoire dans le cerveau (4)
- **Motrice**
- **Épisodique**
- **Court terme**
- **Long terme**
46
Quelles sont les 2 sous catégories de la mémoire à long terme?
- Mémoire **passée** (rétrograde)
- **Nouvelle** mémoire (antérograde)
47
**VRAI/FAUX**: La mémoire à court terme peut être conservée chez quelqu'un qui présente un syndrome amnésique
VRAI
48
Quels sont les 2 éléments dans notre cerveau qui permettent la navigation spatiale ( système de "GPS" du cerveau)
- Hippocampe
- Cortex entorhinal
49
Le neurone CA3 de l'hippocampe est quoi?
**Glutamatergique** (libère du glutamate sur le neurone CA1 par contact synaptique)
50
Quel est le chemin de la transmission synaptique dans l'hypocampe
***PA provient du cortex entorhinal***
→ Girus dentelé → Neurone pyramidal _CA3_ (Schaffer) → Neurone pyramidal _CA1_ (**synapse glutamatergique avec récepteurs AMPA + NMDA**)
51
Où se fait l'étude de la plasticité synaptique?
Partie postérieure de l'hippocampe (CA1)
52
- Quelle est le déroulement + observations de l'expérience de potentialisation à long terme in vitro?
- Combien de temps les traces mnésiques peuvent-elles rester observables?
Suite un **tétanus** (haute stimulation très brève) puis retour à une fréquence de stimulation faible:
→ Neurone génère pendant des dizaines de minutes un **potentiel excitateur bien plus élevé que d'ordinaire** (_Amplitude doublée_ de _manière durable_)
==> **Traces mnésiques restent observable à plus long terme encore (jours)**
53
Que nous permet de conclure l'expérience in virto sur la potentialisation à long terme (PLT)?
La **terminaison synaptique peut changer durablement** suite à un _évènement extrêmement bref_ (tétanus) et est **spécifique** à la _voie synaptique activée_ (stimulée)
==> ***Sélectivité*** du processus de mémorisation à long terme
54
Comment éviter les phénomènes de plasticité à court terme quand on effectue une expérience in vitro sur des neurones?
Stimulation à faible fréquence ~1x toutes les 20sec (très lent)
55
Qu'est-ce qu'un tétanus?
Stimulation à **100 Hz pendant 1s**
56
Qu'est-ce que le NMDA?
Récepteur **ionotropique** au glutamate
57
Quelles sont les particularités du récepteur NMDA?
- Sites de liaison au glutamate
- **Bloc de Mg(2+)** au niveau du canal lors d'une _potentiel de membrane proche du repos_
58
Quelles sont les 2 contraintes au passage de Ca(2+) à travers le canal NMDA?
- Contrainte **présynaptique d'activité** (dépend du _glutamate_)
- Contrainte de **l’activité post synaptique** (_potentiel de repos_ permet la présence du _bloc de Mg(2+)_)
59
Comment faire pour faire passer le Ca(+) dans NMDA (activation de NMDA)?
(mécanisme d'induction du PLT)
- **Liaison au Glutamate** (NT)
- **_Dépolarisation_** du neurone _postsynaptique_ pour **retirer le bloc de Mg(2+)**
==> 2 évènements **coïncident** (suite à une stimulation à haute fréquence, tétanus)
60
Que permet de Ca(2+) au niveau du récepteur NMDA? (2)
- Dépolarisation
- Second messager dans la cell
61
À quoi le récepteur NMDA est-il perméable?
Au **Ca(2+)** (et Na+)
(sous 2 contraintes)
62
À quoi le récepteur AMPA est-il perméable?
Na+ (pas Ca)
63
Quels sont les 2 récepteurs **ionotropiques** présents sur une synapse (CA3-CA1) glutamatergique post-synaptique?
- NMDA
- AMPA
64
Quel est le mécanisme de PLT (**phase initiale**)?
(4 étapes)
1. **_Dépolarisation_** -> **entrée de Ca(2+) et Na+** via AMPA et NMDA
2. Activation de **Calmodulin** et **PKC**
3. **Phosphorylent le machinerie de la fusion des grosses vésicules contenant AMPA** (≠ vésicules de NT)
4. **_Externalisation de récepteurs AMPA_** (via fusion des vésicules)
65
Donner les effets de l'activation de AMPA et NMDA en phase initale et en phase tardive
_Phase initiale_: **Externalisation de récepteurs AMPA**
_Phase tardive_: **Modulation de la transcription** => ***Plasticité structurelle***
66
Quel est le mécanisme de PLT à encore plus long terme (**phase tardive**)
1. Ca(2+) libéré par NMDA active **calmodulin**
2. Calmodulin active **Adénylate cyclase** (AC)
3. AC active **PKA** (AMPc fait dissocier les sous-unités)
4. PKA transloquée dans le noyau active **CREB**
5. **Augmentation de la transcription génétique de certains gènes responsables de la _plasticité structurelle_**
67
Que se passe-t-il si on inhibe la synthèse de protéines en phase tardive de PLT?
PLT diminue
=> Retour à l'état initial (synapse)
68
Pour quelle situation le cerveau peut avoir recours à une **dépression à long terme** (DLT)?
Pour **oublier un souvenir traumatique**
69
Quel est le mécanisme de DLT?
Même principe que la PLT mais quelques différences:
* _Faible augmentation du calcium_ (via NMDA) active des **prot phosphatases**
* **Déphosphorylation des récepteurs AMPA** (réduit la conductance)
* **Internalisation** des récepteurs AMPA
70
Est-ce que NMDA sont aussi activés par faible fréquence?
Oui => C'est la cas pour la DLT
71
Quel différence au niveau des processus d'induction en PLT et DLT?
Stimulation à l'entrée
- _PLT_ : très fort pendant 1 sec
→ **Bcp de Ca++**
- _DLT_ : un poil moins fort pendant plus longtemps (exp: 15min)
→ **Peu de Ca++**
72
Est-ce que les processus de DLT et PLT peuvent se compenser l'un l'autre?
Oui, PLT et DLT sont en _concurrence_
=> **Seule la concentration en Ca(2+) est déterminante**
→ *Possible d'induire PLT suivi de DLT*
73
Est-ce que DLT peut inverser la plasticité induite par la PLT?
Oui
74
Quel est la différence du mécanisme de la DLT dans le cervelet par rapport à l'hippocampe? (2)
* **_Pas_ de récepteurs NMDA** (mais présence de AMPA)
* **_Pas_ de phosphatases**
75
Comment se déroule le mécanisme de DLT dans le cervelet? (6 étapes)
1. Glutamate sur recepteur _métabotropique_ **mGlur**
==> **G⍺q**
2. Active **Phospholipase C** (PLC)
3. PLC clive **PIP2**
4. 2 seconds messagers: **DAG + IP3**
5. Activation de **PKC** par _DAG_ (directement) et _IP3_ (indirectement)
6. _Phosphorylation de substrat par PKC_ entraîne l'**internalisation des récepteurs AMPA**
76
Quel est le déroulement de processus de plasticité synaptique à long terme impliquant le NO (oxyde nitrique)?
(6 étapes)
1. **NMDA** activé par Glutamate
2. **Entrée de Ca(2+)** _post-synaptique_
3. Ca active la **NO syntase**
4. Production de **NO** (+ citrulline) à partir d'arginine
5. No **_diffuse en rétrograde_ vers la synapse présynaptique + synapses voisines**
6. ***Augmentation du nb de vésicules fusionnées*** (changement présynaptique de prba de libération durable)
77
Quel est l'avantage de la plasticité liée à NO?
Diffusion pas ciblée
==> effet durable sur plusieurs synapses située +/- loin
78
En gros, quel est le résultat de la plasticité liée à NO?
_PLT induite postsynaptiquement_ (récepteurs NMDA) mais les **changements à long terme** sont **présynaptiques** (augmentation de la probabilité de liberation)
79
Qu'est-ce qui suffit à annuler tout le processus de plasticité en pharmaco?
Antagoniste de NMDA
80
Le neurone glutamatergique libère du glutamate avec une dépendance de quoi?
Dépendance à la fréquence (PA)
81
**VRAI/FAUX**: Il existe de nombreux mécanismes de plasticité à long terme (induction) différents en fonction du type de synapse
VRAI
82
**VRAI/FAUX**: Le cannabis modifie _durablement_ les synapses
VRAI
83
**VRAI/FAUX**: Plus la synapse est grosse plus le PPE sera globalement grand (car il y a plus de récepteurs à la surface)
VRAI (grande densité poste synaptique en vue microscopique)
==> **Plasticité structurelle**
84
PLT, DLT, Facilitation et Dépression concernent les synapses avec quel type de connectivité?
Synapses dont la _connerctivié_ est **_pré-établie_**
85
En quoi consiste le principe de **plasticité structurelle**?
C'est le fait que les **axones se remodèlent** afin de **créer de nouveaux boutons synaptiques/abandon d'autres connexions** (_changement morphologique_)
→ *certaines épines apparaissent et disparaissent _transitoirement_ sur une longue durée*
Les DLT et la PLT "à plus long terme" sont corrélés à l’agrandissement/rétrécissement des épines dendritiques
86
**VRAI/FAUX**: Il existe une ÉNORME densité post synaptique de molécules durablement accrochées aux récepteurs qui, en cas de mutation, peuvent conduire à de nombreuses maladies différentes et variées
Totalement VRAI
Comme mécanisme complexe, bcp de prot, bcp de "victimes potentielles" ==> bcp de pathologies
87
Qu'est-ce qu'une **synaptopathie**?
**Maladie de la transmission synaptique**
=> Synapse déficiente
88
**VRAI/FAUX**: Pendant la PLT, il ne peut pas y avoir de nouvelles connexions synaptiques qui se créent
FAUX
-> Il peut y en avoir (plasticité structurelle)
89
Quelle est la relation entre le bouton et plasticité LT?
(Petit vs gros bouton)
_Plus bouton gros_, plus contact (effet) important = plus utilisé
_Petit boutons_ (filopodes) -> synapses plus faibles
90
Quels sont les 3 moyens de changer la communication entre neurones?
- **Localement** (connectivité fixe): changer _nb de récepteurs_, changer la _taille_ de la zone active, augmenter la _libération_ de NTs
- **Nouveau contact** (forme extrême): _apparition_ de nouveaux boutons axonaux/nouvelles _épine_
- **A distance**: _pousse axonale_ (diverticules ≠ dendrites) et formation de nouvelles _synapses_
91
**VRAI/FAUX**: La GFP peut être modifiée génétiquement pour émettre des photons à différentes longueurs d'onde et donc colorer de toutes les couleurs de l'arc-en ciel
VRAI (GFP pas tjrs verte!)
-> Permet l'observation des neurones
92
**VRAI/FAUX**: Il existe une méthode pour observer le neurones en activité (vivants) de la région CA1 en observant l'hypocampe de la souris **directement au niveau du crâne**
VRAI
=> Imagerie des mêmes neurones _au cours le la vie_ d'une rongeur
93
Quel est la relation entre plasticité structurelle et mémoire?
Lors d'un _apprentissage moteur_ on **crée de nouvelles connexions**
(*corrélation parfaite entre % de formation d'épines dendritiques et successfull reach of a task*)
94
Quel test ultime a permis de mettre en évidence la relation entre plasticité structurelle et mémoire?
1. On soumet les souris à un apprentissage moteur
→ **Formation de nouvelles épines**
2. On fait en sorte, avec le même outil, de pouvoir:
- les localiser dans le cortex moteur
- les détruire
3. Une fois la tâche apprise: **destruction sélective des nouvelles épines**
= ***Perte de la mémoire de cet apprentissage moteur***
(on peut recommencer l'expérience)
95
Qu'est-ce qu'un engramme?
Trace biologique de la _mémoire_ dans le cerveau
96
Peut-on créer des mémoires artificielles de nos jours?
Comment?
Oui
En **créant artificiellement de nouvelles épines dendritiques**
97
**VRAI/FAUX**:
*L'activité électrique du neurone présynaptique influence fortement le devenir de la communication synaptique.
Il s'agit d'un processus _irréversible_.*
FAUX (première phrase vraie)
-> Processus **réversible**
