Fiche de révision : Neuromédiateurs acides aminés

📋 Plan du Cours

1. Classification des acides aminés
2. Synapse glutamatergique
3. Récepteurs ionotropiques du glutamate
4. Récepteurs métabotropiques du glutamate
5. Plasticité glutamatergique
6. Synapse GABAergique
7. Récepteurs GABAergiques
8. Transmission glycinergique et GHB

📖 1. Classification des acides aminés

🔑 Notions clés & Définitions

• Glutamate : Principal neurotransmetteur excitateur du système nerveux central adulte, dont la libération dépend du Ca2+.

★ À maîtriser

📌 Le glutamate et laspartate sont des acides aminés excitateurs, tandis que le GABA et la glycine sont des acides aminés inhibiteurs.

• Le GABA est considéré comme inhibiteur parce quil éloigne le potentiel membranaire du seuil de déclenchement des potentiels daction, mais il peut être dépolarisant au cours du développement.

Compléments

• Le glutamate agit principalement sur les récepteurs NMDA, AMPA et kainate ionotropiques ainsi que sur les récepteurs mGluR métabotropiques.

💡 Astuce mémo

Glutamate et aspartate excitent, GABA et glycine inhibent

📖 2. Synapse glutamatergique

★ À maîtriser

• 🔄 La transmission glutamatergique suit plusieurs étapes:

  1. biosynthèse
  2. stockage vésiculaire
  3. libération synaptique
  4. liaison aux récepteurs
  5. élimination
  6. recyclage

• Le glutamate et laspartate, chargés, ne traversent pas la barrière hémato-encéphalique et sont synthétisés localement à partir du glucose et dautres précurseurs.

• Après un potentiel daction, les vésicules glutamatergiques fusionnent avec la membrane présynaptique et libèrent le neurotransmetteur dans la fente synaptique.

• Le glutamate capturé par les cellules gliales est converti en glutamine par la glutamine synthétase, puis la glutamine est expulsée par SN1 et recaptée par les neurones glutamatergiques.

Compléments

• Dans les neurones glutamatergiques, la glutamine est convertie en glutamate par la glutaminase mitochondriale, et le glutamate peut aussi être produit par transamination de laspartate.

• Le glutamate est stocké dans de petites vésicules à une concentration supérieure à 20 mM grâce à un mécanisme actif dépendant du Mg2+, de lATP et dun gradient de protons.

• Les transporteurs GLAST, GLT-1, EAAC1, sEAAT5 et EAAT4 assurent la recapture du glutamate ou de laspartate, notamment dans les cellules gliales.

💡 Astuce mémo

Synthèse → stockage → libération → recapture → recyclage

📖 3. Récepteurs ionotropiques du glutamate

🔑 Notions clés & Définitions

• Détecteur de coïncidence : Récepteur qui laisse passer le courant lorsque le glutamate est libéré alors que la membrane postsynaptique est dépolarisée par des synapses adjacentes.

★ À maîtriser

📌 Les récepteurs ionotropiques du glutamate comprennent les récepteurs AMPA, kainate et NMDA, tandis que les récepteurs métabotropiques appartiennent à la famille des mGluR.

• Les récepteurs AMPA assurent la grande majorité de la transmission synaptique excitatrice dans le cerveau et produisent principalement un courant entrant de Na+ et sortant de K+.

📌 Le récepteur NMDA est très perméable au Ca2+ mais son canal est bloqué par Mg2+ lorsque le potentiel membranaire est inférieur à −50 mV, alors que le potentiel de repos est denviron −70 mV.

• Lactivation du récepteur NMDA nécessite la liaison du glutamate ou de laspartate ainsi que celle de la glycine ou de la D-sérine.

Compléments

• Les récepteurs AMPA dépourvus de GluR2 sont très perméables au Ca2+ et sont particulièrement présents sur les interneurones inhibiteurs GABAergiques.

• Les récepteurs kainate sont dépolarisants, leur perméabilité au Ca2+ dépend de leur composition, et ils peuvent modifier la libération présynaptique ou produire des potentiels postsynaptiques lents.

💡 Astuce mémo

AMPA rapide, NMDA coïncident et dépendant du voltage

📖 4. Récepteurs métabotropiques du glutamate

📝 Points essentiels

• Les récepteurs mGluR sont des récepteurs couplés aux protéines G possédant sept domaines transmembranaires et huit sous-types, mGluR1 à mGluR8.

📌 Le groupe I comprend mGluR1 et mGluR5, tandis que le groupe II comprend mGluR2 et mGluR3 et le groupe III comprend mGluR4 et mGluR6 à mGluR8.

• Les mGluR du groupe I, postsynaptiques, activent Gq puis la phospholipase C, ce qui produit IP3, augmente le Ca2+ cytosolique et active la PKC via le DAG.

📌 Les mGluR des groupes II et III, principalement présynaptiques, inhibent ladénylyl cyclase via Gi/o et modulent des canaux K+ et Ca2+, ce qui réduit la libération de neurotransmetteurs.

💡 Astuce mémo

Groupes I, II, III : Gq, Gi/o, Gi/o

📖 5. Plasticité glutamatergique

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentialisation à long terme : Augmentation durable de lefficacité synaptique induite dans lhippocampe par une forte activation des récepteurs NMDA et une importante hausse du Ca2+ postsynaptique.
• Dépression à long terme : Diminution durable de lefficacité synaptique présente dans la plupart des synapses excitatrices et certaines synapses inhibitrices cérébrales.

💡 Astuce mémo

Activation NMDA → entrée de Ca2+ → plasticité synaptique

📖 6. Synapse GABAergique

★ À maîtriser

• 🔄 La transmission GABAergique suit plusieurs étapes:
  1. biosynthèse
  2. stockage vésiculaire
  3. libération synaptique
  4. recapture
  5. dégradation
  6. liaison aux récepteurs

• Le GABA neurotransmetteur est produit par le GABA shunt à partir du glucose et du pyruvate.

Compléments

• La recapture du GABA fait entrer une molécule de GABA avec deux Na+ et un Cl-, et elle peut être bloquée par la tiagabine, un anticonvulsivant inhibiteur de GAT-1.

📌 La dégradation du GABA implique la GABA-transaminase, dont linhibition par le vigabatrin exerce un effet anticonvulsivant.

💡 Astuce mémo

Précurseurs → vésicules → libération → recapture → dégradation

📖 7. Récepteurs GABAergiques

📝 Points essentiels

• Les récepteurs GABAA sont ionotropiques et forment des canaux Cl-, tandis que les récepteurs GABAB sont métabotropiques.

• Le récepteur GABAA est un hétéropentamère dont la combinaison la plus courante dans le cerveau est α1:β2:γ2 selon une stœchiométrie 2:2:1, représentant 45 % des récepteurs cérébraux.

📌 Les benzodiazépines augmentent la fréquence douverture des canaux GABAA, tandis que les barbituriques, les neurostéroïdes et les anesthésiques augmentent leur durée douverture.

• Les récepteurs GABAB sont des hétérodimères GABABR1-GABABR2 couplés à Gi/o, qui ouvrent les canaux K+, ferment les canaux Ca2+ et inhibent ladénylyl cyclase.

📌 Les récepteurs GABAA sont principalement intrasynaptiques et produisent une inhibition rapide, tandis que les récepteurs GABAB sont principalement extrasynaptiques et produisent une inhibition lente nécessitant une stimulation plus longue ou plus intense.

💡 Astuce mémo

GABAA rapide et intrasynaptique, GABAB lent et extrasynaptique

📖 8. Transmission glycinergique et GHB

★ À maîtriser

• La glycine est un neurotransmetteur inhibiteur principalement présent dans la moelle épinière et le tronc cérébral, où elle active des canaux Cl-.

• Le GHB agit dans le système nerveux central par le récepteur GHB et par le récepteur GABAB, ce dernier étant responsable de ses effets sédatifs.

Compléments

• La glycine est synthétisée à partir du glucose via la sérine, puis son stockage, sa libération et sa recapture sont similaires à ceux du GABA.

• GLYT1 est présent dans les astrocytes et les neurones, tandis que GLYT2 est présynaptique sur les neurones glycinergiques.

• Les récepteurs glycinergiques sont des pentamères comprenant des sous-unités α qui lient la glycine et une sous-unité β qui interagit avec la géphyrine.

📌 La strychnine est un antagoniste sélectif des récepteurs glycinergiques, tandis que la picrotoxine et la picrotoxinine bloquent directement leur canal Cl- et sont proconvulsivantes.

• Linduction dun effet neuropharmacologique par le GHB nécessite labsorption de 2 à 3 grammes chez lhomme.

💡 Astuce mémo

Glycine inhibe surtout moelle et tronc, GHB agit via GHB-R et GABAB

📊 Tableaux de synthèse

Récepteurs du glutamate

Récepteurs GABAergiques