- 1. Origine des neurones
- 2. Mise en place des neurones
- 3. Retouches structurales du système nerveux
- 4. Le neurone en fonction
- 5. La transmission synaptique
- 6. Exemples de neurotransmetteurs
- 7. L'intégration synaptique
- 8. Les oscillations dans les neurones
- 9. La plasticité synaptique, mémorisation et apprentissage
- 10. La mort des neurones
- 11. Bibliographie
NERVEUX (SYSTÈME) Le neurone
La transmission synaptique
L'effet d'un potentiel d'action dans une terminaison nerveuse dépend du type de synapse que forme l'axone avec ses cellules cibles. Il existe des synapses électriques et des synapses chimiques. Les premières sont constituées par des canaux qui mettent en communication le milieu intracellulaire du neurone avec celui de la cellule cible, de sorte que le potentiel d'action se propage directement de l'un à l'autre. Ce type de synapse présente l'avantage d'une transmission très rapide, mais il n'offre pas les possibilités de plasticité qu’ont les synapses chimiques.
Au niveau d'une synapse chimique, l'arrivée d'un potentiel d'action produit une séquence complexe d'événements. La terminaison axonale contient de petites vésicules chargées de molécules qui vont assurer la transmission de l'activité neuronale à travers l'espace synaptique (d'où leur nom de neurotransmetteur). La dépolarisation d'une terminaison synaptique par un potentiel d'action provoque l'ouverture de canaux perméables au calcium, et l'entrée de cet ion dans la terminaison. Sous l'impulsion de cet influx de calcium, les vésicules fusionnent avec la membrane cellulaire et libèrent leur contenu dans le milieu extracellulaire. Le neurotransmetteur va alors y diffuser librement et atteindre la membrane de la cellule cible à laquelle la terminaison nerveuse est ajustée. La première étape de la transmission revient donc à convertir un signal électrique (le potentiel d'action) en signal chimique (le neurotransmetteur).
La cellule cible possède sur sa membrane des protéines réceptrices auxquelles des molécules de neurotransmetteur viennent s'associer spécifiquement, comme une clé dans une serrure. La liaison du neurotransmetteur à ces protéines réceptrices va généralement provoquer l'ouverture (ou plus rarement la fermeture) de canaux dans la membrane du neurone en aval. Selon le type d'ions auxquels les canaux sont perméables, il en résultera une dépolarisation ou une hyperpolarisation de la cellule cible. Cette deuxième étape de la transmission synaptique revient donc à reconvertir un signal chimique en signal électrique. Cependant, cette deuxième conversion n'est pas systématique : dans certains cas la liaison du neurotransmetteur à certaines protéines réceptrices ne produit aucun effet électrique mais exclusivement des changements métaboliques dans la cellule cible.
Il existe un large éventail (cf. figure et ci-dessous) de neurotransmetteurs, allant de petites molécules (tels le glutamate, la glycine, l'acétylcholine, la dopamine, etc.) à des chaînes d'acides aminés (tels les enképhalines, la substance P, le neuropeptide Y, etc.). À chaque neurotransmetteur peut correspondre plusieurs types de protéines réceptrices, dont l'action sera rapide ou lente, excitatrice ou inhibitrice. Le fonctionnement de la synapse chimique requiert un grand nombre de protéines différentes, notamment les canaux perméables au calcium, les protéines qui contrôlent la fusion des vésicules et les protéines réceptrices. Les neurones peuvent donc moduler la transmission synaptique en modifiant les propriétés de chacune de ces protéines. La richesse de cette diversité explique sans doute la prééminence des synapses chimiques sur les synapses électriques dans le système nerveux évolué des mammifères.
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Écrit par
- Michel HAMON : docteur ès sciences naturelles, agrégé de physiologie-biochimie, maître de recherche à l'I.N.S.E.R.M.
- Clément LÉNA : docteur en biologie, neurobiologiste
Classification
Média
Neurone moteur d'un muscle strié
Ed Reschke/ Stone/ Getty Images
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