Transmission synaptique

1 Transmission synaptique Plan :Anatomie des synapses Fonctionnement g n ral des synapses D finition et Crit res d un neurotransmetteurLes r cepteurs PPSE et PPSI Classification des synapses Synases neuroneuronales Synapses glandulaires ou du SNVS ynapses neuromusculaire ou plaque motricePr M Bougrida physiologie clinique Qu est ce qu un neurotransmetteur Pour tre qualifi de neurotransmetteur, une mol cule doit remplir plusieurs crit res, elle doit: tre pr sente et stock e au niveau des terminaisons pr synaptiques tre synth tis e dans l' l ment pr synaptique (n cessit de pr curseurs et d'enzymes) tre lib r e dans la fente synaptique en r ponse une stimulation de l' l ment pr synaptique , de fa on d pendante des ions calcium, et en quantit suffisante pour induire une r ponse de l' l ment postsynaptique avoir des r cepteurs sp cifiques postsynaptiques (le contact direct de la mol cule sur la membrane postsynaptique doit pouvoir reproduire l'effet d'une stimulation pr synaptique ) avoir un moyen de d gradation ou de recapture pour tre inactiv eIl y a une quarantaine de "neurotransmetteurs" mais tous ces crit res n'ont t d montr que pour deux d'entre eux: l'ac tylcholine et le diff rents neurotransmetteursLes neurotransmetteurs sont divis s en plusieurs cat gories: les monoamines: sont synth tis es partir d'un acideamin.

2 Les cat cholamines sont d riv es de la tyrosine: dopamine, noradr naline, adr naline ( pinephrine et nor pinephrine sont des francisations des termes anglais). la s rotonine (5-HT) qui d rive du tryptophane l'histamine d riv ede l'histidine les endorphines, mol cules similaires aux opiac s les acides amin s: acide glutamique, acide aspartique, GABA, glycine substances chimiques diverses: ac tylcholine, ATP les neuropeptides: VIP, substance P, neuropeptide Y, somastatine, vasopressine, angiotensine II, oxytocine, gastrine, chol cystokinine, thyrotropine, insuline, glucagon, calcitonine, neurotensine, bradykinine, ..Synth se du NT Se fait surtout dans les boutons terminaux C est pourquoi il y a autant de mitochondriesStockage Le NT ne peut pas rester libre dans le neurone, sinon, il est d truit par des enzymes. Stock dans les v sicules synaptiques. Un bouton contient plusieurs milliers de v sicules, qui contiennent chacune pr s de 100 000 NT !

3 R cepteurs coupl s la Prot ine G : R cepteurs coupl s aux canaux ioniques R cepteurs coupl s aux enzymes Les r cepteurs R cepteurs membranaires Les effets post synaptiques PPSE : Potentiel post synaptique excitateurPPSI : Potentiel post synaptique inhibiteurLe PPSE :M canisme ionique : SodiquePotentiel d pend de la concentration du NT Sommations temporelles Sommations spatiales Sommations temporelles Fig. 3-4, p. 54Le PPSI M canisme ionique : Entr e du chlore Cl-Hyperpolarisation avec un temps de croissance de 1 2 ms et un temps de d croissance de 12 msMembranepotentialTransmission synaptiqueTransduction chimio- lectrique et/ou chimio-chimiqueSynapses sym triques et asym triquestype 1 (asymmetric)type 2 (symmetric) dendritiquesOuDendrites distalesSurfaces dendritiquesOuSomaSynapsesExcitatricesSy napsesInhibitricesChaque neurone re oit des terminaisons qui l'excitent et d'autres qui l'inhibent (d polarisent ou hyperpolarisant)Ex. neurone moteurS il y a plus d'excitation que d'inhibition, le neurone moteur est d polaris au-del du seuil et il y a il y a plus d'inhibition que d'excitation, le neurone moteur ne se d polarise pas jusqu au seuil.

4 Il n y a pas d influx / ACC L RATEURC omparaison de la Transmission synaptique neuro-musculaire et neuro-neuroniqueDemounem et al, Biologie Term D, Nathan 1989 p150 Synapse neuromusculaire Effets de diff rentes substances sur le fonctionnement synaptiqueR f rences physiologie humaine : Herv gu nard dition 2009 Trait de physiologie : A Guyton Atlas de physiologie Neurophysiologie : A Guyton LA Transmission SYNAPTIQUES ynapses neuroneuronales et neurotransmetteursSYNAPSES NEURONEURONALESSYNAPSES NEURONEURONALESP otentiel post synaptique excitateurPotentiel post synaptique inhibiteurPotentiel post synaptique excitateur:D polarisation locale due une augmentation simultan e des perm abilit s pour le Na+ et le K+Potentiel post synaptique inhibiteur:Hyperpolarisation locale due une augmentation de la perm abilit pour Cl-ou K+ ELECTROPHYSIOLOGIEINTEGRATION synaptique -Le segment initial (zone g chette) est le site de naissance du potentiel d action neuronal-A ce niveau ,l excitabilit membranaire est maximale (abondance des canaux Na+ VD-dans la figure A ,la somme des PPSE d passe le seuil et donc peut induire un PA au niveau du segment initialINTEGRATION synaptique -Un PPSE ne peut jamais lui seul d clencher un PA post synaptique (son amplitude ne pouvant pas atteindre le seuil au niveau du segment initial) il faut donc des ph nom nes desommation spatialeet temporellede plusieurs PPS -C est la r sultante entre les ph nom nes d excitation et les ph nom nes d inhibition qui d termine la r ponse finale du neurone post synaptique : gen se ou non d un PA post synaptiqueLes ph nom nes de sommation spatio-temporelle d pondent des propri t s lectriquespassives de la membrane savoir.)

5 Constante de temps et constante d espace (propri t s de c ble)EXEMPLE DE NEUROMODULATION PAR LES RECEPTEURS MUSCARINIQUES Noter bien qu un m me neurom diateur (l ac tylcholine dans cet exemple) peut avoir deux effets post synaptiques diff rents :un effet bref et rapide par action sur les r cepteurs nicotiniques et un effet plus lent et modulateur par action sur les r cepteurs muscariniques CIRCUITS NEURONAUX ELEMENTAIRESCrit res d identification d un neurom diateur1/crit re debiosynth se: lasubstance doit se trouver dans l l ment pr synaptique ainsi que le mat riel n cessaire sa synth se2/crit re de lib ration: lastimulation pr synaptique d clenche la lib ration de la substance par un processus d pendant du Ca++3/crit re d identit d action : l ajout de la substance dans la fente synaptique doit avoir les m mes effets que ceux induits par stimulation pr synaptique4/crit re de fugacit d action : aussit t lib r , la substance est inactiv e soit par d gradation enzymatique ,par recapture pr synaptique ou par diffusion dans les cellules gliales5/crit re pharmacologique: toute substance pharmacologique agissant sur la biosynth se ,la lib ration ,l action post synaptique ou l inactivation doit modifier la Transmission de fa on pr des r cepteurs des principaux neurom diateursLA Transmission SYNAPTIQUEG n ralit s-synapse neuromusculaireNeurophysiologie Facult de m decine de ConstantineI/INTRODUCTION La cellule nerveuse a la particularit de communiquer de fa on rapide et pr cise gr ce deux propri t s fondamentales.

6 1-La conduction nerveuse2-La Transmission synaptiqueLe terme synapse est utiliser pour designer la zones de contact entre une cellule nerveuse et une autre cellule qui peut tre un neurone ou une cellule est travers de ces zones de contact que s effectue le transfert d information au niveau du syst me nerveux Neurophysiologie Facult de m decine de ConstantineII/CLASSIFICATIONN europhysiologie Facult de m decine de ConstantineSynapse lectriqueSynapse chimiqueA/SELON LE MODE DE FONCTIONNEMENTN europhysiologie Facult de m decine de Constantine1/SYNAPSE ELECTRIQUELe transfert de l information se fait par l interm diaire de GAP JONCTION :Paire de semi canaux : les connexons-Connexon :form de six sous unit s identiques avec des extr mit s N et C terminal-Le pore = 1,5 nm de diam tre laisse passer les ions et certaines substances organiques faible Poids Mol culaire) Neurophysiologie Facult de m decine de ConstantineMETABILIQUE ET ELECTRIQUE A TRAVERS DES GAP JONCTIONS -LA Transmission EST RAPIDE,BIDIRECTIONNELLE ET SE FAIT SANS MODIFICATION-PERMET UN COUPLAGEN europhysiologie Facult de m decine de Constantine2/SYNAPSE CHIMIQUE-N cessit d un interm diaire chimique(NEUROMEDIATEUR/NEUROTRANSMETTEU R)-Espace synaptique plus large=quelques dizaines de nm- Transmission unidirectionnelle, plus lente.

7 Del l ment pr synaptique l l ment post synaptiqueNeurophysiologie Facult de m decine de ConstantineB/SELON LA NATURE DES CONNECTIONS1/SYNAPSES NEURONEURONALESN europhysiologie Facult de m decine de Constantine2/SYNAPSES NEUROEFFECTRICES Neurophysiologie Facult de m decine de ConstantineC/Selon l effet post synaptique1-d polarisation de l l ment post synaptique : synapse de l l ment post synaptique : synapse inhibitrice .Neurophysiologie Facult de m decine de ConstantineSCHEMA GENERAL DE FONCTIONNEMEN D UNESYNAPSE CHIMIQUEN europhysiologie Facult de m decine de ConstantineSCHEMA GENERAL DU FONCTIONNEMENT D UNE SYNAPSE CHIMIQUE1/PA pr synaptique entr e de Calcium2/ Le signal calcique induit le processus d hexocytose par fusion membranaire3/ Lib ration du contenu v siculaire dans la fente synaptique4/ Fixation du neurotransmetteur su un r cepteur sp cifique5/Inactivation rapide par d gradation ,recapture, ou par Facult de m decine de ConstantinePlusieurs prot ines interviennent dans le m canisme de lib ration des neurotransmetteurs:1/Synapsines: permettent la r gulation des r serves v siculaire et la mobilisation des v sicules2/ SNAREs : catalysent la fusion v siculaire avec la membrane plasmique, il existe deux types:-SNARE v(v siculaires) :VAMP/synaptobrevine-SNARE t (Target).

8 Syntaxine ,SNAP-25 Le SNAR v siculaire (synaptobrevine) forme un complexe d h lice avec les SNAR de la membrane plasmique (syntaxine et SNAP-25) Les prot ines des SNAR t et SNAR v forment un complexe qui rapproche les deux membranes. Le Ca++ se lie la synaptotagmine de la membrane v siculaire provoquant l insertion de la portion cytoplasmique de cette prot ine dans la membrane plasmique et la catalyse de la fusion des deux membranes1/Ph nom nes pr synaptiquesNeurophysiologie Facult de m decine de Constantine1-la synaptobrevine interagie avec les SNAR t2-les 3 prot ines forment un complexe reliantLes deux membranes ,la Munc18 se lie au complexe SNAR3-l entr e de Ca++ d clenche la fusion rapide desdeux membranes (v siculaire et pr synaptique )4-la NSF et la SNAP (diff rente du SNAP-25)se lient au complexe SNAR et provoquent sa dissociation par un m canisme actifM canisme mol culaire de fusion entre membrane v siculaire et membrane pr synaptiqueNeurophysiologie Facult de m decine de ConstantineProt ines impliqu es dans le cycle des v sicules synaptiquesNeurophysiologie Facult de m decine de ConstantineRECEPTEUR CANAL(IONOTROPIQUE action rapide)

9 RECEPTEUR METABOTROPIQUE(permettant une AMPLIFICATION DU SIGNALDEUX TYPES DE RECEPTEURS POST SYNAPTIQUES2/Ph nom nes post synaptiquesNeurophysiologie Facult de m decine de ConstantineLA JONCTION NEUROMUSCULAIRE(plaque motrice)Neurophysiologie Facult de m decine de Constantine1/STRUCTUREN europhysiologie Facult de m decine de Constantine2/ELECTROPHYSIOLOGIE A l tat normal ,la stimulation du nerf moteur induit toujours un Potentiel d Action qui se propage dans la membrane musculaire. Apr s curarisation* ou blocage par la TTX** ,on peut isoler une d polarisation locale : le potentielde plaque motrice(PPM)LE POTENTIEL DE PLAQUE MOTRICE (PPM)Neurophysiologie Facult de m decine de ConstantineLe PPM est un ph nom ne local : atteint son maximum en 02 msec puis d croit exponentiellement pour s annuler en 20 Facult de m decine de ConstantineEXPERIENCE DE VOLTAGE CLAMP:On observe au cours du PPM une diminution des r sistancesmembranaires avec augmentation des perm abilit s et passage d IONIQUES DU PPMN europhysiologie Facult de m decine de Constantine+75 mv+66+40+200-20-50-90-100-Le PPM est du une augmentation simultan e des conductances ioniques pour les ion Na+ et K+-chaque ion tend vers la valeur de son potentiel d quilibre (E ion), le r sultat est une valeur interm diaire autours de -15 mv.)

10 Neurophysiologie Facult de m decine de ConstantineLa technique du PATCH CLAMP permet de mesurer les conductances et le courant ionique l chelle d un seul Facult de m decine de ConstantineL ELECTROSECRETION1-La stimulation de l l ment pr synaptique induit un PPM apr s un d lai synaptique =0,5 msec2-Apr s injection iontophoretique d ac tylcholine dans la fente synaptique : le d lai synaptique n est que de msec : c est donc le processus d lectros cretion qui consomme le plus de Facult de m decine de ConstantinePPM miniaturesEnregistr s en dehors de toutestimulation et seraient le r sultatde la lib ration de faibles quantit s d ac tylcholine appel es quantaNeurophysiologie Facult de m decine de ConstantineROLE DU CALCIUM DANS L ELECTROSECRETION :Noter qu apr s blocage des canaux calciques par le cadmium le courant calcique entrant disparait ainsi que le PPMOn conclue que la lib ration du neurom diateur et (donc l apparition de l effet post synaptique ) est un ph nom ne calcium d pendantNeurophysiologie Facult de m decine de Constantine2/PHENOMENES BIOCHIMIQUES CYCLE DE L ACETYLCHOLINELe m canisme d inactivation est une d gradation enzymatique au niveau de la fente synaptiquepar une ac tylcholine est raseNeurophysiologie Facult de m decine de Constantine Le r cepteur nicotinique l ac tylcholine est une glycoprot ine transmembranaire C est un pentam re form de 5 sous-unit s formant les parois d un canal central La fixation d une mol cule d ac tylcholine sur chaque sous unit ouvre le canalnicotinique permettant le flux d ions C est un canal cationique perm able au Na+ et K+Neurophysiologie Facult de m decine de ConstantinePHARMACOLOGIE DE LA JONCTION NEUROMUSCULAIRE.