Fiche de révision : Synapses et neuromédiateurs

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale des synapses
2. Synapse électrique
3. Structure de la synapse chimique
4. Transmission chimique
5. Récepteurs synaptiques
6. Intégration et inhibition synaptique
7. Neuromédiateurs et biosynthèse
8. Classes et fonctions des neuromédiateurs
9. Neuropharmacologie des récepteurs
10. Ligands et antagonisme

📖 1. Organisation générale des synapses

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse : Zone de jonction entre deux cellules excitables, entre deux neurones ou entre un neurone et son effecteur, comprenant un élément présynaptique et un élément postsynaptique séparés par un espace synaptique.
• Transmission synaptique : Ensemble des processus de transfert d’une information d’une cellule à une autre au moyen d’un messager nerveux ou d’une molécule transmettrice.

📝 Points essentiels

📌 Les synapses électriques transmettent directement l’influx nerveux par passage ionique entre cellules couplées, tandis que les synapses chimiques utilisent un neuromédiateur libéré dans la fente synaptique.

💡 Astuce mémo

Électrique : ions directs ; chimique : neuromédiateur dans la fente

📖 2. Synapse électrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse électrique : Zone de contact entre deux neurones où la communication repose sur le passage direct d’ions et d’autres molécules entre les cytoplasmes grâce à des canaux transmembranaires.

★ À maîtriser

• Les synapses électriques assurent une transmission fidèle et très rapide, sont nombreuses chez l’embryon, rares chez l’adulte et présentes dans les structures nécessitant une forte synchronisation neuronale.

Compléments

• Dans une synapse électrique, l’espace synaptique mesure environ 3,5 nanomètres et les cellules sont couplées électroniquement.

💡 Astuce mémo

Canaux intercellulaires → passage ionique → synchronisation rapide

📖 3. Structure de la synapse chimique

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse chimique : Comprend un élément présynaptique, une fente synaptique et un élément postsynaptique, et transmet le message grâce à un neurotransmetteur.

★ À maîtriser

• La terminaison axonale présynaptique stocke les neuromédiateurs dans des vésicules et les libère au niveau d’une zone active formée par la membrane présynaptique et ses zones de différenciation.

• La membrane postsynaptique contient une densité synaptique et des récepteurs qui transforment le signal intercellulaire en signal intracellulaire.

Compléments

• La fente synaptique contient une matrice de protéines extracellulaires fibreuses qui fait adhérer les membranes présynaptique et postsynaptique.

💡 Astuce mémo

Présynaptique → fente → postsynaptique

📖 4. Transmission chimique

★ À maîtriser

• 🔄 La transmission synaptique chimique comprend successivement: la synthèse et le stockage des neurotransmetteurs, leur libération après stimulation présynaptique, leur fixation aux récepteurs postsynaptiques, la réponse postsynaptique, leur élimination

• La propagation du potentiel d’action dépolarise la terminaison présynaptique, ouvre les canaux calciques voltage-dépendants, augmente le calcium cytoplasmique, provoque la migration et la fusion des vésicules, puis entraîne l’exocytose des neurotransmetteurs dans la fente synaptique.

📌 Le caractère excitateur ou inhibiteur d’un neurotransmetteur dépend à la fois de sa nature et du récepteur postsynaptique auquel il se fixe.

• Un neurotransmetteur est éliminé par:
  • diffusion hors de la synapse
  • recapture par l’élément présynaptique
  • destruction par une enzyme spécifique

Compléments

📌 Le même neurotransmetteur peut se fixer sur plusieurs types de récepteurs, tandis que deux neurotransmetteurs différents ne se fixent généralement pas sur le même récepteur.

💡 Astuce mémo

Synthèse → libération → récepteur → réponse → élimination

📖 5. Récepteurs synaptiques

📝 Points essentiels

📌 Les récepteurs ionotropiques sont des récepteurs-canaux responsables d’une transmission rapide, tandis que les récepteurs métabotropiques sont couplés aux protéines G et modifient l’activité cellulaire par des protéines effectrices ou des seconds messagers.

📌 L’ouverture de canaux Na+ et Ca2+ dépolarise la membrane postsynaptique et produit un potentiel postsynaptique excitateur, tandis que l’ouverture de canaux Cl− ou K+ hyperpolarise la membrane et produit un potentiel postsynaptique inhibiteur.

• Les PPSE et les PPSI sont des potentiels locaux, gradués, non propagés, sommables et dépourvus de période réfractaire.

• La fixation d’un neurotransmetteur sur un récepteur couplé aux protéines G active une protéine G, puis des protéines effectrices qui peuvent ouvrir un canal ionique ou produire des seconds messagers responsables d’une réponse cellulaire.

💡 Astuce mémo

Ionotrope : rapide ; métabotrope : cascade

📖 6. Intégration et inhibition synaptique

🔑 Notions clés & Définitions

• Intégration synaptique : Réception et sommation de nombreux messages synaptiques par un neurone, aboutissant à l’élaboration d’un signal simple, le potentiel d’action.
• Sommation spatiale : Addition simultanée de potentiels postsynaptiques produits par plusieurs synapses situées sur un même neurone, grâce à la convergence de plusieurs fibres.
• Sommation temporelle : Addition de plusieurs potentiels postsynaptiques successifs au niveau d’une même synapse lorsqu’ils surviennent à intervalles rapprochés de 5 à 15 millisecondes.

📝 Points essentiels

• Un potentiel postsynaptique excitateur mesure environ 0,5 millivolt, alors qu’une variation d’environ 25 millivolts est nécessaire pour atteindre le seuil d’excitation d’un neurone.

📌 Une synapse inhibitrice hyperpolarise la membrane postsynaptique et empêche la propagation du courant dépolarisant produit par une synapse excitatrice.

💡 Astuce mémo

Spatiale : plusieurs synapses ; temporelle : une synapse répétée

📖 7. Neuromédiateurs et biosynthèse

🔑 Notions clés & Définitions

• Neuromédiateur : Substance chimique libérée par un neurone au niveau d’une synapse qui modifie spécifiquement l’activité d’une autre cellule.

★ À maîtriser

• Un neuromédiateur doit: être synthétisé par un neurone, être stocké dans des vésicules présynaptiques, être libéré après stimulation, produire un effet ionotropique ou métabotropique, être inactivé spécifiquement

Compléments

• 🔄 La biosynthèse peptidique comprend: production ribosomique d’un précurseur, entrée dans le réticulum endoplasmique rugueux, transformation dans l’appareil de Golgi, stockage vésiculaire, clivage enzymatique en substance active, transport vers la terminaison axonique

💡 Astuce mémo

Précurseur → Golgi → substance pro → clivage → substance active

📖 8. Classes et fonctions des neuromédiateurs

★ À maîtriser

• Les principales classes chimiques sont:

  • les acides aminés
  • les amines
  • les peptides

• Les classes regroupent les neuromédiateurs suivants: GABA, glutamate et glycine, acétylcholine, dopamine, adrénaline, histamine, noradrénaline et sérotonine, CCK, dynorphine, enképhalines, NAAG, neuropeptide Y, somatostatine, substance P, hormone thyréotrope et VIP

📌 La glycine et le GABA sont toujours inhibiteurs, le glutamate est toujours excitateur, tandis que l’acétylcholine et la noradrénaline peuvent être excitatrices ou inhibitrices selon le contexte.

Compléments

• La substance P est généralement excitatrice et est libérée par des fibres véhiculant la douleur dans la substance gélatineuse de la moelle.

• La sérotonine est sécrétée par les noyaux du raphé médian et inhibe les voies de la douleur médullaires, tout en participant au contrôle de certains affects et du sommeil.

📖 9. Neuropharmacologie des récepteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Ligand : Molécule qui interagit spécifiquement, de manière non covalente et réversible, avec une protéine réceptrice.
• Agoniste : Ligand qui se fixe à un récepteur, en modifie la fonction et déclenche une réponse.
• Antagoniste : Ligand qui se fixe à un récepteur mais ne déclenche pas de réponse et s’oppose à l’action de l’agoniste.

★ À maîtriser

• La neuropharmacologie repose sur: l’analyse neuropharmacologique, les méthodes de liaison de ligands marqués, l’analyse moléculaire des protéines réceptrices

• La nicotine est un agoniste des récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine, tandis que la muscarine est un agoniste des récepteurs muscariniques.

Compléments

• La liaison par radioligand permet d’étudier les récepteurs et de cartographier leur distribution anatomique dans le cerveau.

💡 Astuce mémo

Agoniste : active ; antagoniste : bloque

📖 10. Ligands et antagonisme

★ À maîtriser

• Un agoniste partiel produit un effet maximal inférieur à celui d’un agoniste entier et peut devenir antagoniste en présence d’une forte concentration d’agoniste entier ou de médiateur endogène.

• Un agoniste inverse s’oppose aux effets de l’agoniste et provoque une réponse propre du récepteur, tandis qu’un antagoniste bloque l’agoniste sans produire d’effet propre.

• Un antagoniste compétitif se fixe sur le même site que l’agoniste et conserve l’effet maximal à une concentration plus élevée d’agoniste, tandis qu’un antagoniste non compétitif se fixe sur un site distinct et diminue l’efficacité maximale de l’agoniste.

• Les principaux sous-types comprennent: les récepteurs nicotiniques et muscariniques de l’acétylcholine, les récepteurs α et β de la noradrénaline, les récepteurs AMPA, NMDA et kainate du glutamate, les récepteurs GABAA et GABAB du GABA

Compléments

• Les β-carbolines sont des agonistes inverses du site des benzodiazépines des récepteurs GABA-A et diminuent l’ouverture du canal chlore induite par le GABA.

💡 Astuce mémo

Compétitif : même site, effet maximal conservé ; non compétitif : site distinct, effet diminué

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des types de synapses

Sous-types de récepteurs et ligands