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neuroscience - Neurotransmission chimique et neuromodulation

Comment les informations sont transmises au neurones suivants ?

Comment l’influx nerveux se transmet de neurone à neurone ?

Le PA = phénomène électrique robuste + se propage identique à lui-même jusqu’à l’arbre terminal

Transmission aux neurones voisins :

  • Difficulté à comprendre l'organisation des neurones entre eux.
  • Peu de techniques disponibles à l'époque pour observer les neurones.
  • La microscopie optique a permis d'observer l'organisation neuronale.

Camillo Golgi :

  • Développe la technique de coloration au nitrate d’argent.
  • Permet de visualiser très clairement la structure des neurones.
  • Avancée majeure dans la neuro-anatomie.

Santiago Ramon y Cajal :

  • Deux conceptions : réticulariste et neuroniste.

Réticularisme : les fils nerveux sont interconnectés sans séparation, formant un réseau continu.

  • Neurones : Des individualités, indépendantes, au contact les unes des autres.
  • Travail sur les cellules étoilées et les synapses.

Vision neuroniste : Les neurones sont des individualités en nombre.

Microscopie électronique (1950) :

  • Agrandit 1000x plus que la microscopie optique.
  • Permet de mieux observer les neurones

Transmission de l'influx nerveux entre neurones :

Les neurones sont des entités séparées, l'influx nerveux se propage le long des neurones.

Otto Loewi (1921) : expérience = montré que la communication dans le système nerveux ≠ uniquement de manière électrique mais aussi par des mécanismes chimiques. Cette découverte a permis de comprendre comment l'influx nerveux est transféré d'un neurone à l'autre.

avec utilisation de grenouilles = mesure leurs activité cardiaque

Système nerveux périphérique (SNP) : Divisé en plusieurs systèmes

1- Système somatique :

  • Contrôle volontaire des mouvements via l'action des muscles squelettiques.
  • Permet la perception des stimuli externes (sensations).

2- Système nerveux orthosympathique :

  • Innerve le système nerveux digestif, principalement pour orchestrer la réponse au stress.
  • Prépare l'organisme à l’activité physique ou intellectuelle (réponse de fuite ou de lutte).
  • Effets physiologiques : dilatation des bronches, accélération du rythme cardiaque (BPM), dilatation des pupilles, augmentation de la tension artérielle, diminution de l'activité digestive, inhibition de la digestion.

3- Système nerveux parasympathique :

  • Agit comme le système opposé de l'orthosympathique.
  • Activation entraîne un ralentissement général des fonctions corporelles afin de conserver de l'énergie.
  • Effets : activation du nerf vague, ralentissement du système cardiovasculaire (diminution du BPM, réduction de la tension artérielle), et stimulation de la digestion pour favoriser la conservation d'énergie.

Otto Loewi (prix Nobel en 1936) : première expérience qui a montré l’existence de la transmission chimique du système nerveux.

=> Vagustoff qui a donné un nom à cette molécule : l’acéthylcholine

Qui est un neuro-transmetteur/médiateur. Très important dans le SNC.

Transmission de l’influx nerveux :

L'influx nerveux entre les neurones = principalement par voie chimique.

Cette transmission chimique => libération de molécules spécifiques, qui créent une réaction chez le neurone voisin

Transmission du PA :

  • Le potentiel d’action (PA) se transmet majoritairement par la libération de molécules chimiques.

Synapse :

  • L’endroit où la communication chimique entre les neurones se fait s’appelle la synapse.
  • Ce concept de synapse a été développé par Charles Scott Sherrington, et il est plus fonctionnel que structural


deux types de synapses :

1 -Synapse neuro-effectrice :

  • Synapse entre un neurone et une cellule effectrice (comme le muscle cardiaque).
  • Elle produit une réponse ou une action (exécution des mouvements ou fonctions physiologiques).

Exemple : nerf vague avec le muscle cardiaque ou nerf sciatique avec les muscles.

2 -Synapse neuro-neuronale :

  • Synapse entre deux neurones, permettant la transmission des signaux nerveux.

Différents types de synapses :

Synapse axo-dendritique : entre un axone et un dendrite.

Synapse axo-somatique : entre un axone et le soma (corps cellulaire).

Synapse axo-axonique : entre deux axones.

Trois parties de la synapse :

1- Élément pré-synaptique (terminaison axonale) : fabrique des neurotransmetteurs.

2- Fente synaptique : espace entre les neurones où les neurotransmetteurs sont libérés.

3- Élément post-synaptique : récepteur sur le neurone voisin où les neurotransmetteurs se lient.


Synapse chimique = Synapse majoritaire dans le SNC (Système Nerveux Central) à l'âge adulte + Synapses électriques existent, mais sont très rares dans le SNC adulte.

Connexion entre les neurones :

  • La plupart des neurones du SNC peuvent recevoir simultanément des milliers d'informations synaptiques.
  • Un neurone possède plus de 5 millions de connexions et jusqu'à 200 000 synapses chez l'adulte.

la zone active

zone active = région du bouton présynaptique

=> assure la médiation de la libération du neurotransmetteur.

=> formée :

  • de la membrane présynaptique,
  • d’une zone dite cytomatrice = CAZ = amas dense de protéines, avec en particulier les protéines bassoon et piccolo.

protéines de la CAZ attachent vésicules synaptiques à la membrane présynaptique + interviennent dans la fusion des vésicules synaptiques => permet libération fiable et rapide du neurotransmetteur à l’arrivée du potentiel d’action.

la fente synaptique

= sépare structures présynaptique + postsynaptique et empêche leur communication

directe.

La fente synaptique = espace de 10 à 40nm dans les synapses chimiques :

  • assez large => les mouvements liquidiens + diffusion ionique et moléculaire,
  • assez étroite => l’augmentation concentrations de neurotransmetteurs soit rapide.

Remarque: La fente synaptique est de l’ordre de 2nanomètres pour les synapses électrique

La structure post synaptique (ou plateau)

= caractérisée par densité post synaptique (PSD) = réseau de plusieurs centaines de protéines adjacent à l’intérieur de la membrane synaptique

=> structure de transition entre l’intérieur de la cellule et la membrane post synaptique.

  • Elle sert d’ancrage aux molécules et assure la cohésion de l’ensemble
  • Elle coordonne les différents événements qui se succèdent après l’activation des récepteurs

Synthèse protéique

Dans le noyau = ADN à deux hélices (Chaque brin d’ADN code pour une protéine)

Les ARN messagers = copies du brin d’ADN + transite dans le cytoplasme et au niveau du réticulum endoplasmique on a une lecture qui va permettre la production de la protéine nécessaire

les neuromédiateurs

= nombre infini

existe ≈ 2 types :

  • Les petites molécules synthétisées = fabriqué au niveau de la terminaison axonale

=> Enzyme de synthèse transportée depuis le corps cellulaire où elle est fabriquée puis elle est transportée jusqu’à la terminaison axonale grâce au système de transport axonale.

=> Précurseurs transportés depuis le corps cellulaire ou apportées depuis la fente synaptique.

L’exemple de la ACh = Acétylcholine

  • Les neuropeptides synthèse et incorporation dans vésicules, transportées en discal (en distance).

Dans tous les cas in fine on se retrouve dans la terminaison axonale dans les vésicules, c’est juste deux synthèses qui sont différentes.

Libération des neuromédiateurs

Comment se fait cette libération ? En permanence ? De façon passive ?

rôle neuromédiateurs = message électrique qui est arrivé qui se traduit au niveau de la terminaison axonale par la libération de neurotransmetteurs

Mécanisme de libération de l’exocytose.

1) Potentiel de membrane PA => terminaison axonale : modification du potentiel de membrane

2) Ouverture des canaux calciques CA2+ voltage dépendants => fusion des vésicules à la membrane

3) Exocytose

phénomène = proportionnel à la fréquence des potentiels d’action

L’inactivation des neuromédiateurs (dégradation enzymatique et recapture)

enzymatique :

Ex: La maladie d’Alzheimer associé à une destruction des neurones qui libèrent l’acétylcholine; inhibiteur de l’enzyme de dégradation de l’acétylcholine

recapture

Ex: la dépression associé à une baisse de la sérotonine: inhibiteur de recapture de la sérotonine

La diffusion

au niveau l’espace péri-synaptique => neurotransmetteurs vont être captés par des cellules gliales qui vont dégrader ces neuromédiateurs

résumer des différentes étapes

comment ils sont réceptionnés ?

= deux grandes familles de récepteur :

  • Ionotropiques ou récepteurs canaux

= récepteurs transmembranaires enchâssés dans la membrane post synaptique

Potentiel post-synaptique excitateur.

  • Métabotropiques


Propriétés de la liaison neuromédiateur-récepteur :

Saturables + spécifiques + réversibles

Chaque récepteur reconnait une classe particulière de neuro-médiateur

Une fois que mon neuromédiateur vient de se fixer le récepteur est activé mais il va

revenir à l’état de repos

Il a un ou deux sites et une fois qu’ils sont occupés ils sont saturés

après = produisent la réponse physiologique et pendant une certaine période le récepteur sera inactivable.


neuroscience - Neurotransmission chimique et neuromodulation

Comment les informations sont transmises au neurones suivants ?

Comment l’influx nerveux se transmet de neurone à neurone ?

Le PA = phénomène électrique robuste + se propage identique à lui-même jusqu’à l’arbre terminal

Transmission aux neurones voisins :

  • Difficulté à comprendre l'organisation des neurones entre eux.
  • Peu de techniques disponibles à l'époque pour observer les neurones.
  • La microscopie optique a permis d'observer l'organisation neuronale.

Camillo Golgi :

  • Développe la technique de coloration au nitrate d’argent.
  • Permet de visualiser très clairement la structure des neurones.
  • Avancée majeure dans la neuro-anatomie.

Santiago Ramon y Cajal :

  • Deux conceptions : réticulariste et neuroniste.

Réticularisme : les fils nerveux sont interconnectés sans séparation, formant un réseau continu.

  • Neurones : Des individualités, indépendantes, au contact les unes des autres.
  • Travail sur les cellules étoilées et les synapses.

Vision neuroniste : Les neurones sont des individualités en nombre.

Microscopie électronique (1950) :

  • Agrandit 1000x plus que la microscopie optique.
  • Permet de mieux observer les neurones

Transmission de l'influx nerveux entre neurones :

Les neurones sont des entités séparées, l'influx nerveux se propage le long des neurones.

Otto Loewi (1921) : expérience = montré que la communication dans le système nerveux ≠ uniquement de manière électrique mais aussi par des mécanismes chimiques. Cette découverte a permis de comprendre comment l'influx nerveux est transféré d'un neurone à l'autre.

avec utilisation de grenouilles = mesure leurs activité cardiaque

Système nerveux périphérique (SNP) : Divisé en plusieurs systèmes

1- Système somatique :

  • Contrôle volontaire des mouvements via l'action des muscles squelettiques.
  • Permet la perception des stimuli externes (sensations).

2- Système nerveux orthosympathique :

  • Innerve le système nerveux digestif, principalement pour orchestrer la réponse au stress.
  • Prépare l'organisme à l’activité physique ou intellectuelle (réponse de fuite ou de lutte).
  • Effets physiologiques : dilatation des bronches, accélération du rythme cardiaque (BPM), dilatation des pupilles, augmentation de la tension artérielle, diminution de l'activité digestive, inhibition de la digestion.

3- Système nerveux parasympathique :

  • Agit comme le système opposé de l'orthosympathique.
  • Activation entraîne un ralentissement général des fonctions corporelles afin de conserver de l'énergie.
  • Effets : activation du nerf vague, ralentissement du système cardiovasculaire (diminution du BPM, réduction de la tension artérielle), et stimulation de la digestion pour favoriser la conservation d'énergie.

Otto Loewi (prix Nobel en 1936) : première expérience qui a montré l’existence de la transmission chimique du système nerveux.

=> Vagustoff qui a donné un nom à cette molécule : l’acéthylcholine

Qui est un neuro-transmetteur/médiateur. Très important dans le SNC.

Transmission de l’influx nerveux :

L'influx nerveux entre les neurones = principalement par voie chimique.

Cette transmission chimique => libération de molécules spécifiques, qui créent une réaction chez le neurone voisin

Transmission du PA :

  • Le potentiel d’action (PA) se transmet majoritairement par la libération de molécules chimiques.

Synapse :

  • L’endroit où la communication chimique entre les neurones se fait s’appelle la synapse.
  • Ce concept de synapse a été développé par Charles Scott Sherrington, et il est plus fonctionnel que structural


deux types de synapses :

1 -Synapse neuro-effectrice :

  • Synapse entre un neurone et une cellule effectrice (comme le muscle cardiaque).
  • Elle produit une réponse ou une action (exécution des mouvements ou fonctions physiologiques).

Exemple : nerf vague avec le muscle cardiaque ou nerf sciatique avec les muscles.

2 -Synapse neuro-neuronale :

  • Synapse entre deux neurones, permettant la transmission des signaux nerveux.

Différents types de synapses :

Synapse axo-dendritique : entre un axone et un dendrite.

Synapse axo-somatique : entre un axone et le soma (corps cellulaire).

Synapse axo-axonique : entre deux axones.

Trois parties de la synapse :

1- Élément pré-synaptique (terminaison axonale) : fabrique des neurotransmetteurs.

2- Fente synaptique : espace entre les neurones où les neurotransmetteurs sont libérés.

3- Élément post-synaptique : récepteur sur le neurone voisin où les neurotransmetteurs se lient.


Synapse chimique = Synapse majoritaire dans le SNC (Système Nerveux Central) à l'âge adulte + Synapses électriques existent, mais sont très rares dans le SNC adulte.

Connexion entre les neurones :

  • La plupart des neurones du SNC peuvent recevoir simultanément des milliers d'informations synaptiques.
  • Un neurone possède plus de 5 millions de connexions et jusqu'à 200 000 synapses chez l'adulte.

la zone active

zone active = région du bouton présynaptique

=> assure la médiation de la libération du neurotransmetteur.

=> formée :

  • de la membrane présynaptique,
  • d’une zone dite cytomatrice = CAZ = amas dense de protéines, avec en particulier les protéines bassoon et piccolo.

protéines de la CAZ attachent vésicules synaptiques à la membrane présynaptique + interviennent dans la fusion des vésicules synaptiques => permet libération fiable et rapide du neurotransmetteur à l’arrivée du potentiel d’action.

la fente synaptique

= sépare structures présynaptique + postsynaptique et empêche leur communication

directe.

La fente synaptique = espace de 10 à 40nm dans les synapses chimiques :

  • assez large => les mouvements liquidiens + diffusion ionique et moléculaire,
  • assez étroite => l’augmentation concentrations de neurotransmetteurs soit rapide.

Remarque: La fente synaptique est de l’ordre de 2nanomètres pour les synapses électrique

La structure post synaptique (ou plateau)

= caractérisée par densité post synaptique (PSD) = réseau de plusieurs centaines de protéines adjacent à l’intérieur de la membrane synaptique

=> structure de transition entre l’intérieur de la cellule et la membrane post synaptique.

  • Elle sert d’ancrage aux molécules et assure la cohésion de l’ensemble
  • Elle coordonne les différents événements qui se succèdent après l’activation des récepteurs

Synthèse protéique

Dans le noyau = ADN à deux hélices (Chaque brin d’ADN code pour une protéine)

Les ARN messagers = copies du brin d’ADN + transite dans le cytoplasme et au niveau du réticulum endoplasmique on a une lecture qui va permettre la production de la protéine nécessaire

les neuromédiateurs

= nombre infini

existe ≈ 2 types :

  • Les petites molécules synthétisées = fabriqué au niveau de la terminaison axonale

=> Enzyme de synthèse transportée depuis le corps cellulaire où elle est fabriquée puis elle est transportée jusqu’à la terminaison axonale grâce au système de transport axonale.

=> Précurseurs transportés depuis le corps cellulaire ou apportées depuis la fente synaptique.

L’exemple de la ACh = Acétylcholine

  • Les neuropeptides synthèse et incorporation dans vésicules, transportées en discal (en distance).

Dans tous les cas in fine on se retrouve dans la terminaison axonale dans les vésicules, c’est juste deux synthèses qui sont différentes.

Libération des neuromédiateurs

Comment se fait cette libération ? En permanence ? De façon passive ?

rôle neuromédiateurs = message électrique qui est arrivé qui se traduit au niveau de la terminaison axonale par la libération de neurotransmetteurs

Mécanisme de libération de l’exocytose.

1) Potentiel de membrane PA => terminaison axonale : modification du potentiel de membrane

2) Ouverture des canaux calciques CA2+ voltage dépendants => fusion des vésicules à la membrane

3) Exocytose

phénomène = proportionnel à la fréquence des potentiels d’action

L’inactivation des neuromédiateurs (dégradation enzymatique et recapture)

enzymatique :

Ex: La maladie d’Alzheimer associé à une destruction des neurones qui libèrent l’acétylcholine; inhibiteur de l’enzyme de dégradation de l’acétylcholine

recapture

Ex: la dépression associé à une baisse de la sérotonine: inhibiteur de recapture de la sérotonine

La diffusion

au niveau l’espace péri-synaptique => neurotransmetteurs vont être captés par des cellules gliales qui vont dégrader ces neuromédiateurs

résumer des différentes étapes

comment ils sont réceptionnés ?

= deux grandes familles de récepteur :

  • Ionotropiques ou récepteurs canaux

= récepteurs transmembranaires enchâssés dans la membrane post synaptique

Potentiel post-synaptique excitateur.

  • Métabotropiques


Propriétés de la liaison neuromédiateur-récepteur :

Saturables + spécifiques + réversibles

Chaque récepteur reconnait une classe particulière de neuro-médiateur

Une fois que mon neuromédiateur vient de se fixer le récepteur est activé mais il va

revenir à l’état de repos

Il a un ou deux sites et une fois qu’ils sont occupés ils sont saturés

après = produisent la réponse physiologique et pendant une certaine période le récepteur sera inactivable.

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