TRANSMISSION SYNAPTIQUE Flashcards
LE NEURONE
Unité fonctionnelle du système nerveux
- Participe à la transmission d’information
o Codage sous forme de signal électrique : modification du potentiel membranaire
o Ex. : information d’origine sensorielle
§ Provenant de photorécepteurs, récepteurs auditifs, de la douleur et du tact etc.
§ Susceptible de déclencher des réponses après analyse et intégration : réponse émotionnelle, motrice etc. - Système nerveux :
o Voies nerveuses du système nerveux périphérique
o Encéphale et moelle spinale formant le système nerveux central
LE NEURONE
Différents éléments structuraux
- Corps cellulaire ou soma
o Entouré par une arborescence de petits prolongements : les dendrites - Axone
o Relié au corps cellulaire par le segment initial
§ Lieu de genèse du potentiel d’action (PA)
o Amyélinique : nu
o Ou bien
o Myélinisé : présentant des manchons myéliniques :
§ Régulièrement espacés
§ Constitués essentiellement de lipides
§ Séparés par des nœuds de Ranvier - Boutons terminaux = boutons synaptiques
o A l’extrémité de l’axone
o Font synapse avec les cellules post-synaptiques
§ Permet la transmission d’information de neurone à cellule post-synaptique
Cellule polarisée
- Existence d’un Potentiel membranaire = Potentiel de membrane (Vm Ou Em)
- Existence d’une Différence de potentiel (ddp) électrique entre l’extérieur et l’intérieur de la cellule
- Dû à la répartition inégale des charges électriques de part et d’autre de la membrane
o Concentration plus élevée à l’intérieur de la cellule pour le potassium K+ (environ 30 fois plus élevée)
o Concentration plus élevée à l’extérieur de la cellule pour:
§ Le sodium Na+: environ 10 fois plus élevée
§ Le chlore CI-: environ 10 fois plus élevée
§ Le calcium Ca2+: environ 1 000 à 10 000 fois plus élevée - Valeur de la ddp au repos : Potentiel membranaire de repos = -70 mV
o Convention: 0 à l’extérieur de la cellule
o Au repos: excès de charges négatives à l’intérieur de la cellule par rapport à l’extérieur
Cellule excitable
- Capable :
o De répondre à un stimulus sous la forme d’un signal électrique : potentiel d’action
o D’assurer la propagation tout le long de l’axone de ce signal
ENREGISTREMENT DU POTENTIEL MEMBRANAIRE D’UNE FIBRE NERVEUSE
Matériel:
* Cuve contenant une fibre nerveuse : axone dans du liquide physiologique
* 2 électrodes e1 et e2 reliées à un oscilloscope
Résultats * A t = 0 : e1 et e2 dans le milieu extracellulaire
o Potentiel mesuré = 0
* A t = T : e1 plongée dans le cytoplasme axonal
o Potentiel mesuré au repos : -70 mV
VARIATIONS DU POTENTIEL MEMBRANAIRE
Mécanisme:
* Peut être dû à des mouvements d’ions à travers la membrane
* Mise en jeu de protéines transmembranaires
Dépolarisation:
* Potentiel membranaire devenant moins négatif, se rapprochant de 0
o Ex : passage de -70 mV à 50 mV, ou -10 mV
o Peut être dû à une entrée de charges positives
dans la cellule
Hyperpolarisation:
* Potentiel membranaire devenant plus négatif
o Ex : passage de -70 mV à -90 mV
o Peut être dû à :
§ Une entrée de charges négatives dans la cellule
§ Une sortie de charges positives hors de la cellule
Inversion de polarité:
* Potentiel membranaire devenant positif
o Ex : passage à +50 mV
PROTÉINES TRANSMEMBRANAIRES IMPLIQUÉES DANS LE POTENTIEL DE MEMBRANE
Canaux
ioniques
- Permettent la migration d’ions du milieu le plus
concentré au milieu le moins concentré
o Cas du Na+ ou Cl- ou Ca++ : entrée
o Cas du K+ : sortie - Ne nécessitent pas d’énergie
PROTÉINES TRANSMEMBRANAIRES IMPLIQUÉES DANS LE POTENTIEL DE MEMBRANE
Pompe Na+/K+ ATPase
- Permet la migration d’ions du milieu le moins
concentré au milieu le plus concentré - Nécessite de l’énergie
o Consomme de l’énergie sous forme d’ATP
o En grande quantité
o Pour le transport des ions contre leur gradient
de concentration - Fonctionne en permanence
- Assure la sortie de 3 ions Na+ contre l’entrée
de 2 ions K+
o Tend à provoquer une hyperpolarisation
faible de la cellule
o En raison de la sortie nette de charges
positives - Présent sur tous les éléments du neurone
PROTÉINES TRANSMEMBRANAIRES IMPLIQUÉES DANS LE POTENTIEL DE MEMBRANE
Canaux de fuite
- Canaux ouverts fonctionnant en permanence jusqu’au point d’équilibre
- Pour tous les ions
- Conductance élevée, notamment dans le cas des canaux de fuite potassiques
- Sur tous les éléments du neurone
Canaux voltage dépendant
- Ouverture lorsque la membrane sur laquelle ils
sont subit une dépolarisation
o Nécessité d’atteindre un potentiel seuil d’ouverture pour passer de l’état fermé à ouvert
§ Environ -55mV à -50 mV - Ex : canal sodique voltage-dépendant
- Pour différents ions :
o Canaux sodiques voltage-dépendants : Na+v
o Canaux potassiques voltage-dépendants : K+v
o Canaux calciques voltage-dépendants : Ca2+ v - Dépolarisation ou hyperpolarisation membranaire selon l’ion passant le canal
- Localisation :
o Na+v, K+v : sur tout l’axone, à partir de son segment initial et jusqu’au bouton terminal
o Ca2+v : à la terminaison de l’axone : bouton terminal
Canaux activés par un ligand
- Ouverture après fixation du ligand : le neurotransmetteur (NT) spécifique du canal
- La protéine est ainsi également appelée récepteur couplé à un canal ionique ou récepteur-canal
- Pour différents ions, selon le type de récepteur-canal considéré
- Dépolarisation ou hyperpolarisation membranaire selon l’ion passant le canal
- Présent sur les dendrites, au niveau de la membrane post-synaptique
- Ex : récepteur nicotinique de l’acétylcholine ACh
SYNAPSE
Zone de transmission de l’information:
* Information qui a été codée par un signal électrique
* Cinétique de la transmission synaptique : très rapide
o Environ 1 milliseconde
Entre un neurone pré-synaptique et une cellule post-synaptique:
* Neuro-neuronale, entre :
o Le bouton synaptique d’un 1er neurone
o Un 2nd neurone, au niveau d’une dendrite par exemple
* Neuro-musculaire, par exemple entre :
o Le bouton synaptique d’un motoneurone
o Une fibre musculaire striée squelettique
* Neuro-glandulaire
Asymétrie
Elément pré-synaptique:
* Mitochondries : grande richesse
* Nombreuses vésicules synaptiques
o Riches en neurotransmetteurs (NT) et neuromédiateurs (NM)
§ NT et NM : substances chimiques assurant la transmission synaptique et sa modulation
Fente synaptique:
* Entre l’élément pré-synaptique et l’élément post-synaptique
o Pas de continuité anatomique entre neurone pré-synaptique et cellule post-synaptique
* Étroite : 20 nanomètres environ
Elément post-synaptique:
* Densité très importante de récepteurs de neurotransmetteurs dans la membrane
FONCTIONNEMENT D’UNE SYNAPSE
Transmission du signal électrique
- A : élément pré-synaptique
o 1 : Arrivée de PA au bouton terminal
o 2 : Entrée d’ions calcium massive dans la cellule
par ouverture des canaux voltage dépendant Ca++
§ La dépolarisation du PA permet d’atteindre le
potentiel seuil d’ouverture de ces canaux
o 3 : libération des NT/NM dans la fente synaptique
§ Par exocytose des vésicules, déclenchée par
Ca++ : migration des vésicules par modification
du cytosquelette - B : Elément post-synaptique
o 4 : Fixation du NT/NM sur ses récepteurs
§ Récepteur canaux activés par un ligand
o 5 : naissance d’un potentiel post-synaptique : PPS
§ Correspondant à une modification du potentiel
membranaire post-synaptique
§ Suite au flux d’ions à travers les récepteurs-canaux activés
FONCTIONNEMENT D’UNE SYNAPSE
Devenirs du NT/NM
- Plusieurs possibilités (non exclusives) :
o Dégradation enzymatique dans la fente synaptique
o Recapture par l’élément pré-synaptique
§ Intégrale ou partielle, après dégradation
§ Permet un recyclage
o Capture par des cellules gliales
o Diffusion libre dans l’espace interstitiel - Permet la régulation du fonctionnement synaptique : arrêt de la neurotransmission
o Une transmission excessive peut être à l’origine d’une excitotoxicité
PPS : POTENTIEL POST SYNAPTIQUE
PPSE : PPS Excitateur
- Dépolarisation membranaire : favorable au déclenchement d’un PA
o Un PPSE rapproche le potentiel membranaire du seuil de déclenchement du PA
o On parle alors de synapse excitatrice, mettant en jeu un NT/NM excitateur - Ex. : par fixation de l’ACh sur son récepteur nicotinique
o La résultante des flux d’ions passant par ce récepteur/canal ouvert est en effet une entrée de cations : effet dépolarisant