Plasticité 1

Question 1

Qu’est-ce qu’une synapse?

Answer 1

Une jonction particulière qui permet la communication entre deux neurones ou entre un neurone et une autre cellule (cellules musculaires, récepteur sensoriels)

Question 2

Comment se fait la transmission synaptique?

Answer 2

• Le potentiel d’action (PA) généré dans le neurone présynaptique se propage
• La dépolarisation de la terminaison axonale déclenche la libération du neurotransmetteur
• Le neurotransmetteur active des récepteurs postsynaptiques en ouvrant des canaux membranaires perméables aux ions
• Les courants ioniques générés modifient le potentiel de membrane du neurone postsynaptique

Question 3

Qu’est-ce que la plasticité synaptique?

Answer 3

Modification de l’efficacité de la transmission synaptique
Si on a connexion à syn qui aug sa force on a potentialisation donc ampli de EPSP ou EPSC est plus grande
Si on a connexion entre 2 neurones qui est affaiblie, on a une dépression donc l’ampli des EPSP et EPSC sont dim
Plasticité à court terme: milli secondes – secondes/minutes
- facilitation -Post tetanic potentiation (PTP)
- Paired pulse depression (PPD)
- Post tetanic depression (PTD)
Plasticité à long terme: minutes - jours
- Long term potentiation (LTP)
- Long term depression (LTD)

Question 4

Quels sont les types de plasticité à court terme?

Answer 4

Facilitation: Pour le faire en manip: on stim présyn et voit une aug de la rép en post
Stim = 2 PA qui arrivent très proches
Suite à la 2e stim qui est assez proche, le changement de pot ou de courant est plus grand
Le timing est super imp
Pour avoir facilitation: une intervalle de 200ms entre 2 stim
Plus on espace la 2e stim, la potentialisation dim

Dépression: Le t de la 2e stim est 20 ms, c’est tellement rapide que les mécanismes font une dépression de la 2e rép, + les stim sont très proches, + ya dépression et plus on espace, + on retrouve une rép normale

PTP: +ieurs stim à répétition et dépendament de la f, la rép est aug ou dim

Question 5

Quels sont les mécanismes de plasticité à court terme?

Answer 5

Mécanismes Présynaptiques (facilitation/Potentiation et
dépression)

Mécanismes Postsynaptiques (dépression)

Question 6

Quel sont les mécanismes de plasticité à court terme présynaptique de la facilitation?

Answer 6

• Le Ca2+ qui entre dans la terminaison présynaptique par les canaux calcique dépendent du voltage (VDCC) est responsable de la libération du neurotransmetteur
• La probabilité de libération du neurotransmetteur, est proportionnelle à la quantité de Ca2+ libre dans la terminaison présynaptique
  Le Ca2+ libre augmente pendante une activité présynaptique à haute fréquence

Mécanisme 1: Une partie du Ca2+ n’arrive pas à être extrudé avant l’arrivé des PAs suivants (Ca2+ résiduel)

Mécanisme 2: Le Ca2+ produit par les premiers PAs est tamponné par des protéines du cytoplasme (Calcium binding protein ; ex. Calbinding-D28K; parvalbumine)

Mécanisme 3: un élargissement des PAs se produit pendant une activité à haute fréquence ce qui détermine un augmentation de Ca2+ dans la terminaison synaptique

Question 7

Qu’est-ce que le mécanisme de Ca2+ résiduel?

Answer 7

Glut
- Le Ca2+ entré par les VDCC est extrudé par les transporteurs du Ca2+:
Ca2+ ATPase
Na+/Ca2+ exchanger ( 3 Na+ par 1 Ca2+ )
- En fonction de la vitesse d’extrusions, du Ca2+ peut rester dans la terminaison au moment de l’arrivée du PA suivant
- L’entré de Ca2+ déclenché par le PA suivant s’additionne au Ca2+ résiduel. Cela augmente la quantité de neurotransmetteur libéré (par rapport au PA précédent).
KO Ca2+ ATPase, Ca2+ qui devait sortir en t normal sera pas retiré, ya + Ca2+ présyn donc rép sont bcp + grandes donc ratio aug bcp
Avec inhibiteur, ya potentialisation de la rép comparé au ctrl, commence à retourner vers la normale pcq le timing des rép ont pas le mécanisme de potentialisation

Question 8

Qu’est-ce que le mécanisme de CBP?

Answer 8

GABA
1er potentiel d’action: Une partie du Ca2+ est séquestré par les CBP
2e PA: Les CBP sont saturés. Tout le Ca2+ participe à la libération du neurotransmetteur
Peut pas faire potentialisation si KO CBP

Question 9

Qu’est-ce que le mécanisme d’élargissement des PA?

Answer 9

À chaque rép ya un élargissement du PA, ça prend + de t pour que pot memb revienne à normale pcq pour que pot memb revienne à normale, nécessite activité des CK+ donc si stim très proches, des canaux peut déjà être occupés donc rendu au 100e stim, ya pu assez de canaux de dispo pour permettre hyperpola donc quand on fait + de stim, on est + dépola
À chaque fois qu’on a un PA, si ya élargissement, la dépola memb est prolongée donc niveau du Ca2+ est + fort donc rép syn est + élevée, phénomène d^^u à inactivation des CK+

Question 10

Quel est le mécanisme de PTP?

Answer 10

Le PA produit l’entrée de Na+ par les canaux Na
Avec une faible [Na+] intracellulaire l’échangeur Na+-Ca2+ fait sortir le Ca2+ et entrer le Na+
Le « tetanus » produit une accumulation des ions Na+
Avec une [Na+] intracellulaire élevé l’échangeur Na+-Ca2+ inverse son activité

Question 11

Quels sont les 2 mécanismes de dépression présynaptique?

Answer 11

Mécanisme 1: L’inactivation de canaux Na+ réduit les PAs présynaptiques
Dépression dû à inactivation des canaux Na+ qui sont imp pour génération des PA
Si stim est très proche (20 ms), les CNa+ vont ouvrir quand dépola et ensuite s’inactiver et ça prend du t pour qu’ils puissent se réouvrir, si laisse pas assez de t entre 2 stim, les CNa+ pourront pas ouvrir et dépola sera moins grande donc y’aura moins de Ca2+ entrant donc moins de relâche donc moins grande rép

Mécanisme 2: Déplétion du neurotransmetteur
La libération du neurotransmetteur est proportionnel au Readily Releasable Pool (RRP)
Dépendamemet du timing entre les stim, on peut vider le pool de NT prêts à être relâchés
Si 2e Pa vient trop vite, on a pas assez de NT pour relâcher et causer rép normale, les NT de la réserve ont pas le temps de venir

Question 12

Quels sont les 2 mécanismes de dépression postsynaptique?

Answer 12

Mécanisme1 : Désensibilisation des récepteurs postsynaptiques
- les récepteurs activés par les neurotransmetteurs libérés pendant le 1er PA sont désensibilisés
- Moins des récepteurs sont activés pendant le 2e PA
Mécanisme 2 : Saturation des récepteurs postsynaptique
- Les neurotransmetteurs libérés pendant le 1er PA restent liés aux récepteurs
- Moins des récepteurs sont activés pendant le 2e PA

Question 13

Quelle est la fonction de la plasticcité à court terme?

Answer 13

• Filtrage de l’information neuronale
  La plasticité à court terme permet de filtrer les signaux qui passent du neurone présynaptique au neurone
  postsynaptique

Question 14

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

Answer 14

• Changement persistant de l’efficacité de la transmission synaptique entre deux ou plusieurs neurones. Modification de la connectivité du réseau neuronale
  Postulat de Hebb (Donald Hebb;1949):
  Quand l’activité du neurone A contribue de manière répétée à la génération des PAs dans le neurone B la connectivité fonctionnelle entre A et B est renforcée
  Quand la décharge du neurone B précède celle du neurone A la connexion entre A et B est affaiblie.
  Si donne stim forte, rép est bcp + forte et si stim faible après, rép sera plus grande que stim faible du début

Question 15

Comment on induit et mesure les LTP?

Answer 15

Une électrode de stimulation delivre un faible courant électrique sur les axones de Schaffer
L’élecrode d’enregistrement extacellulaire detecte une population de synapses dépolarisantes dans la région CA1 et génère une onde. La pente de l’onde représente le niveau de dépolarisation synaptique se situant autour de l’électrode d’enregistrement .
• Générer la stimulation
• Test du stimulus
• Volée (fiber volley); dépola présyn
• fEPSP (% of baseline)

Question 16

L’induction des LTP requiert quoi?

Answer 16

L’induction de la LTP requiert les récepteurs NMDA
L’antagoniste du récepteur NMDA empêche l’induction de la LTP dans la région CA1 de l’hippocampe
La LTD dépend elle aussi de l’activation des récepteurs NMDA
L’induction de la LTP requiert à la fois les récepteurs NMDA et AMPA
Un antagoniste compétitif des récepteurs AMPA, bloque l’induction et l’expression de la LTP
Les récepteurs AMPA sont importants dans l’induction et l’expression de la LTP.

Question 17

Que sont les récepteurs AMPA dans la plasticité à long terme?

Answer 17

• Dans les conditions basales, ils contiennent des sous-unités GluR2 (GluA2)
• Les sous-unites GluR1 (ou GluA1) sont incorporées dans la synapse en fonction de l’activité
La bassin de récepteurs AMPA disponibles contenant GluR1 (GluA1) est augmenté par la phosphorylation du résidu Ser845 (par la protéine kinase A (PKA)

Question 18

Quel est le mécanisme de LTP?

Answer 18

Ya activation, glut active AMPAR et NMDAR et si ya dépola, bcp + de Ca2+ rentre, si ya assez de Ca2+ ça active la Ca2+ CAM et des kinases qui vont phospho AMPAR et ça promouvoit que AMPAR sera mis à la memb donc + ya de récept + ya de dépola de causé par relâche de glut

Question 19

Quel est le mécanisme de LTD?

Answer 19

Ya activation mais niveau de Ca2+ est trop fable donc est pas pris par les CAM donc ya calcineurine qui peut être activé lors de faibles taux de Ca2+ et active des phosphatases donc AMPAR pourront pu être maintenus à la memb par leurs prot d’échafaudage donc ave même relâche de glut ya moins de récept donc rép sont plus faibles

Question 20

Comment on consolide les changements synaptiques?

Answer 20

• Le renforcement synaptique est sous pression pour revenir a son état prépotentialisation. Ainsi pour assurer que ces changements initiaux perdurent (consolidation), de nouvelles molécules doivent être générées (trans et trad).
Si ya dépola et assez de Ca2+, ça active d’autres voies de signalisation, ça joue sur cascade AC et AMPc, AMPc active PKA qui active MAPK qui phospho CREB qui lie sites CRE dans génome et les active donc cause trans des gènes qui aident à la consolidation des syn

Question 21

Comment se fait la croissance des épines dendritiques?

Answer 21

• L’induction initiale de la LTP est rapide mais le renforcement de la synapse est instable et vulnérable aux altérations.
• 10 à 15 minutes après l’induction, d’autres processus stabilisent ces changements synaptiques, entrainant une plus grande résistance aux alterations.
• L’élargissement de la tête des épines existantes, qualifiée souvent de “spine-LTP (sLTP)” se déroule en plusieurs étapes avec des mécanismes moléculaires distincts
La stabilisation des changements synaptiques dépend des modifications (structurelles, moléculaires) des épines dendritiques
- L’activation concomitante d’une épine dendritique avec la génération de PA dans le neurone postsynaptique produit une augmentation du volume de l’épine ( plasticité structurale)
- La plasticité structurale des épines est dépendante du BDNF (si inhi BDNF, volume de l’épine dim)

Question 22

Quelles sont les 3 phases de plasticité structurale?

Answer 22

1) réorg: V de l’épine aug grâce aux facteurs de croissance mais contenu de l’épine doit changer pour accomoder les récept, des prot sont recrutées la cofiline et l’actine qui sont imp pour aiter àà la polymé de l’actine qui aide transport de prot, prot mettent réseau cytosque
2) stabilisation: profiline maintient cytosque en place, permet transport de prot et insertion de récept AMPA
3) consolisation: on peut avoir + de récept et ncessit prot qui maintiennent récept à la memb (ex. PSD95)

Question 23

Comment on maintient la trace consolidée?

Answer 23

La proteine kinase M zeta (PKMζ) est produit durant un LTP
AMPAR sont dans des vésicules (réserves) et peuvent être modulés à rentrer ou sortir de la memb, c’est modulé par des molé et le réseau de cytosque
NSF s’attache au PICK1 qui interagit au cyto et ça les maintient avec les récept
la kinase phospho AMPAR donc récept est libre à bouger et peut aller à la memb
Si on bloque la PKM, le LTP est dim, l’induction fctionne mais pas l’expression, ça se fait à +ieurs t diff, dès qu’on le met, l’expression est perdue pcq on peut pu metttre les AMPAR à la memb

Question 24

Quelle est la fonction de la plasticité à long terme?

Answer 24

Base cellulaire de la mémoire

Question 25

Qu’est-ce que la plasticité homéostatique?

Answer 25

Plasticité homéostatique est un processus qui consiste à réguler l’efficacité globale des entrées synaptiques (excitatrices et inhibitrices) sur un neurone afin d’empêcher des modifications trop importantes de son niveau d’activité
Régulation homéostatique de l’activité des synapses excitatrices et inhibitrices d’un neurone pyramidal cortical
En cas de diminution de l’activité
On observe une augmentation de l’efficacité de la transmission des synapses excitatrices (augmentation du nombre de récepteurs, de la quantité de neurotransmetteur libérée…) et une diminution de l’efficacité de la transmission des synapses inhibitrices (diminution du nombre de récepteurs, de la quantité de neurotransmetteur libérée…)
En cas d’augmentation de l’activité
On observe au contraire une diminution de l’efficacité de la transmission des synapses excitatrices (diminution du nombre de récepteurs, de la quantité de neurotransmetteur libérée…) et une augmentation de l’efficacité de la transmission des synapses inhibitrices (augmentation du nombre de récepteurs, de la quantité de neurotransmetteur libérée…).