Fiche de révision : Transmission et intégration synaptiques

📋 Plan du Cours

1. Rôle de la transmission synaptique
2. Architecture et fonction électriques
3. Architecture de la synapse chimique
4. Étapes de la transmission chimique
5. Récepteurs et neurotransmetteurs
6. Intégration des potentiels synaptiques
7. Force et modulation synaptiques

📖 1. Rôle de la transmission synaptique

🔑 Notions clés & Définitions

• Transmission synaptique : La transmission synaptique est le transfert d’informations d’une cellule à une autre au niveau d’une synapse.

📝 Points essentiels

• Les synapses peuvent être : interneuronales dans le système nerveux central ou les ganglions du système nerveux végétatif, neuro-effectrices, entre une cellule réceptrice et un neurone

• Les processus synaptiques sont impliqués dans les maladies psychiatriques, neurologiques, neuromusculaires et neurosensorielles.

📖 2. Architecture et fonction électriques

★ À maîtriser

• La synapse électrique est une jonction communicante symétrique constituée par l’assemblage de connexines en connexons.

• À une synapse électrique, le courant passe passivement et la transmission est bidirectionnelle.

• Les synapses électriques contribuent à synchroniser l’activité d’une population de neurones.

Compléments

• La transmission électrique se fait sans délai appréciable, de l’ordre de quelques microsecondes.

• Les synapses électriques assurent un couplage électrique et un couplage métabolique entre cellules.

💡 Astuce mémo

La synapse électrique relie directement les neurones ; la synapse chimique les sépare par une fente.

📖 3. Architecture de la synapse chimique

★ À maîtriser

📌 La synapse chimique est asymétrique et comporte un élément présynaptique, une fente synaptique et un élément postsynaptique.

• La communication à une synapse chimique est unidirectionnelle et comporte un délai.

Compléments

• Les vésicules synaptiques contiennent un quantum de neurotransmetteur et les zones actives correspondent à des zones de différenciation membranaire présynaptique.

• La synapse chimique comporte notamment une mitochondrie, des vésicules, une grille présynaptique et une densité postsynaptique.

• Les protéines citées sont :

  • neurexine 1
  • neuroligine 4
  • Shank 3

💡 Astuce mémo

Visualiser deux éléments asymétriques séparés par une fente, avec une vésicule face à une densité postsynaptique.

📖 4. Étapes de la transmission chimique

★ À maîtriser

• La transmission chimique suit une séquence allant de l’arrivée du potentiel d’action à l’inactivation des effets du neurotransmetteur.

• L’entrée de Ca²⁺ dans la terminaison présynaptique déclenche la libération vésiculaire après liaison du calcium à la synaptotagmine et interaction avec les protéines SNARE.

📌 La transmission synaptique directe passe par des récepteurs-canaux, tandis que la transmission indirecte passe par des récepteurs couplés aux protéines G.

• La nature du récepteur, et non celle du neurotransmetteur, détermine si une synapse est excitatrice ou inhibitrice.

Compléments

• Une vésicule synaptique constitue un quantum contenant plusieurs milliers de molécules de neurotransmetteur.

• Dans le système nerveux central, un potentiel d’action peut libérer de 1 à 10 quanta.

• Une fréquence accrue des potentiels d’action augmente l’ouverture des canaux calciques, la concentration intracellulaire de Ca²⁺ et le nombre de quanta libérés.

• Le neurotransmetteur peut être inactivé par recapture par les astrocytes pour le glutamate, par un transporteur présynaptique, par dégradation enzymatique ou par diffusion hors de la synapse.

💡 Astuce mémo

PA → Ca²⁺ → exocytose → récepteur → inactivation.

📖 5. Récepteurs et neurotransmetteurs

★ À maîtriser

• Les récepteurs ionotropiques sont des protéines transmembranaires à trois, quatre ou cinq sous-unités selon la famille, formant un pore qui s’ouvre après fixation du neurotransmetteur et changement de conformation.

• Les canaux excitateurs provoquent une dépolarisation postsynaptique correspondant à un PPSE, tandis que les canaux inhibiteurs provoquent une hyperpolarisation correspondant à un PPSI.

• Les récepteurs métabotropiques sont des polypeptides à sept hélices transmembranaires qui activent une protéine G après fixation du neurotransmetteur.

📌 L’action ionotropique est rapide, simple, brève et limitée, tandis que l’action métabotropique est indirecte, lente, complexe, prolongée et diffuse.

• Les critères d’identification d’un neurotransmetteur sont : être synthétisé par le neurone, être présent dans la terminaison présynaptique, être libéré en quantité suffisante pour agir sur le neurone postsynaptique, reproduire l’effet endogène lorsqu’il est appliqué directement sur la cellule cible, être inactivé spécifiquement

Compléments

• Les récepteurs glutamatergiques et nicotiniques de l’acétylcholine sont présentés comme des canaux excitateurs, tandis que les récepteurs GABA-A et glycine sont présentés comme des canaux inhibiteurs.

• Les effets de l’activation métabotropique peuvent concerner :

  • les canaux ioniques ligand-dépendants
  • les canaux ioniques voltage-dépendants
  • les seconds messagers
  • le métabolisme cellulaire
  • l’expression des gènes

• Les récepteurs métabotropiques cités comprennent les récepteurs muscariniques de l’acétylcholine, certains récepteurs glutamatergiques, GABA-B, les récepteurs des catécholamines, de la sérotonine et des neuropeptides.

• Les actions ionotropiques sont associées à la motricité et à la perception, tandis que les actions métabotropiques sont associées aux émotions, à l’humeur, à l’éveil, à certains apprentissages et à la mémoire à long terme par la régulation de l’expression des gènes.

• La classification et les exemples cités sont :

  • acides aminés : GABA, glutamate et glycine
  • amines : acétylcholine, dopamine, adrénaline, histamine, noradrénaline et sérotonine
  • peptides

• Il existe plus de 70 neurotransmetteurs différents ; plusieurs peuvent être présents dans une même terminaison nerveuse, avec un neurotransmetteur classique et un ou plusieurs peptides.

• Les actions pharmacologiques citées sont : les antidépresseurs IRS antagonisent le transporteur de la sérotonine, les IMAO inhibent l’enzyme de dégradation des monoamines, les anxiolytiques sont des agonistes GABAergiques du récepteur GABA-A, les neuroleptiques antagonisent les récepteurs dopaminergiques

💡 Astuce mémo

Ionotropique : pore rapide ; métabotropique : protéine G et modulation lente.

📖 6. Intégration des potentiels synaptiques

🔑 Notions clés & Définitions

• PPSE et PPSI : Les PPSE et les PPSI sont des potentiels postsynaptiques locaux et gradués.

★ À maîtriser

📌 La sommation temporelle correspond à l’addition de potentiels postsynaptiques produits par des influx successifs, tandis que la sommation spatiale correspond à l’addition de potentiels produits par plusieurs terminaisons stimulées de façon synchrone.

• Le cône d’implantation intègre les influences excitatrices et inhibitrices et constitue un intégrateur nerveux.

📌 Un potentiel d’action est déclenché lorsque l’intégration au cône d’implantation atteint le seuil.

Compléments

• L’amplitude dépend de : la quantité de neurotransmetteur libérée, la durée de séjour du neurotransmetteur dans la fente synaptique, la distance entre la synapse et le cône d’implantation

• Les PPSE s’additionnent pour accroître la dépolarisation, tandis que les PPSI s’additionnent pour accroître l’hyperpolarisation.

• Le signal EEG résulte de la sommation de potentiels postsynaptiques synchrones issus d’un grand nombre de neurones après diffusion dans le milieu extracellulaire.

💡 Astuce mémo

La sommation temporelle rapproche les influx dans le temps ; la sommation spatiale combine plusieurs synapses.

📖 7. Force et modulation synaptiques

★ À maîtriser

• L’efficacité ou la puissance d’une synapse donnée n’est pas constante et varie sous l’influence de plusieurs facteurs.

• Une synapse axo-axonique peut produire une inhibition ou une facilitation présynaptique qui diminue ou augmente la quantité de neurotransmetteur libérée.

Compléments

• Un neurotransmetteur peut être libéré avec un ou plusieurs cotransmetteurs, et les actions postsynaptiques varient selon le récepteur.

• Un cerveau contient environ $10^{15}$ synapses et réalise un milliard d’opérations par seconde.

💡 Astuce mémo

Une synapse axo-axonique modifie la libération de neurotransmetteur, ce qui augmente ou diminue la force synaptique.

📊 Tableaux de synthèse

Synapses électrique et chimique