Neurotransmission

• I Mécanismes généraux de la TS

• II. Transmission Cholinergique

• III. Transmission Glutamatergique

• IV. Transmission GABAergique

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I Mécanismes généraux de la neurotransmission

• 1. Définition et aperçu historique de la neurotransmission

• 2. Comparaison hormone-neuromédiateur

• 3. Propriétés des neurotransmetteurs

• 4. Mécanisme d’exocytose

• 5.Neurotoxines à action présynaptique

• 6. Nature chimique, biosynthèse et inactivation des neuromédiateurs.

• 7. Récepteurs ionotropique et métabotropique

• 8. Sommation spatio-temporelle et genèse du potentiel d’action

Prix Nobel de médecine et physiologie

• 1906: Camillo GOLGI et Santiago RAMON Y CAJAL découvrent la structure du neurone.

• 1932: Sir Charles Scott SHERRINGTON et Edgar Douglas ADRIAN: découvrent le fonctionnement des neurones.

-Neurotransmission inhibitrice.

- Le terme synapse est créé.

• 1936: Sir Henry Hallett DALE et Otto LOEWI : découvrent la neurotransmission cholinergique.

• 1970: Sir Bernard KATZ , Ulf VON EULER, Julius AXELROD découvrent la neurotransmission noradrenergique.

Hormone Transmission synaptiqueDirecte

Transmission synaptiquediffuse

Propriétés des neuromédiateurs

D’a

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1.4. Acteurs moléculaires de l’exocytose

NEM:N-EthylMaléïmide = réactifNSF: NEM-Sensitive Fusion protein = ATPase cytosoliqueSNAP: Soluble NSF Attachement Proteins = partenaire de NSFSNARE: SNAP Receptor = cibles de de SNAP D’a

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1. 4. Mécanisme d’exocytose

D’après M. De Waard et al. m/s 14, 1998.

1. Arrimage

2. Fusion

Potentiel d’action

1.5 Toxines à activité pré-synaptique

• Inhibition de l’exocytose– Toxines clostridiales : protéases

• Toxine botulinique• Toxine tétanique

– Toxines de cône: bloqueurs de canaux calciques• Conus geographus toxine• Conus magnus toxine

– Toxines d’araignée : bloqueurs de canaux calciques• Agatoxine (Agelenopsis aperta)

• Inactivation de la neurotransmission– Toxine d’araignée: protéases dégradant un inhibiteur de

l’exocytose• a-latrotoxine

– Toxines de serpents: bloqueurs de canaux potassiques• Dendrotoxine (mamba vert: Dendroaspis viridis ou jamesoni et mamba noir:

Dendroaspis polylepis).– Insecticides: activateurs de canaux sodiques

• Deltaméthrines : molécules synthétique de la famille des pyrétrénoïdes.• DDT (Dichlorodiphényltrichloroéthane).

D’après: Neuroscience, 2nd edition. Purves, Augustine, Fitzpatrick, Katz, McNamara,

Williams (eds). Sinauer Associates

1.6. Nature chimique, biosynthèse et inactivation des neuromédiateurs

• 1.7. Récepteurs ionotropique et métabotropique

• 1.8. Sommation spatio-temporelle et genèse du potentiel d’action

II.Neurotransmission cholinergique• 2.1. Localisation des neurones cholinergiques

• Jonction neuromusculaire• Neurones du SN autonome• Noyaux septal et de Meynert

• 2.2. Biosynthèse, dégradation et récapture

• 2.3. Les récepteurs post-synaptiques• Récepteur canaux ioniques• Récepteurs métabotropiques• Mécanismes ioniques du PPM• Mode d’action des récepteurs muscariniques

• 2.4. Pharmacologie des récepteurs cholinergiques

• 2.5. Action thérapeutique des antagonistes cholinergiques

2.1. Innervation cholinergique musculaire

2.1. Localisation des neurones cholinergiques dans le système nerveux autonome

2.1. Innervation cholinergique du cortex

2.2. Biosynthèse, dégradation et récapture

Récepteurs nicotiniques- Canaux cationiques- PPSE- Transmission synaptique rapide

Récepteurs muscariniques- Couplés à des Protéines G- Module l’activité de canaux- Transmission synaptique diffuse

2.3. Récepteurs cholinergiques post-synaptiques

2.3. Courants nicotiniques et genèse du PPM

Erwin NEHER et Bert SACKMANN, Prix Nobel 1991

Seconds messagersInositol-tri-phosphate,calcium

AMP cyclique ⇓

Effets cellulairesActivation, contraction,sécrétion, production NO,...

Inhibition, relâchement,

+ -

2.3. Actions muscariniques du système parasympathique

R-M1 et R-M3 R- M2Récepteurs

2.4. Pharmacologie des récepteurs cholinergiques

Muscarine extrait de champignon amanite tue-mouche (Amanita muscaria)

Atropine extraite de plantes salonacées comme la belladone, le datura, la jusquiane et la mandragore

Curare: extrait de liane d’Amazonie (Chondodendron tomentosum et Strychnos toxifera).

Action thérapeutique des antagonistes nicotiniques:-Ce sont des curarisants utilisés en thérapeutique pour provoquer un relâchement des muscles squelettiques pendant les interventions chirurgicales. -Concerne 95% des patients anesthésiés.

Action thérapeutique des antagonistes muscariniques (atropiniques):

-MydriatiquesIls sont administrés sous forme de collyre et dilatent la pupille

-Bronchodilatateurs Ils sont administrés par voie pulmonaire, sous forme d'aérosol, dans le traitement préventif et curatif de l'asthme.

-Antiparkinsoniens On admet que la maladie de Parkinson est la conséquence de la destruction des neurones

dopaminergiques, entraînant un excès de l’effet cholinergique. Les antiparkinsoniens de synthèse par leurs effets atropiniques réduisent ce fonctionnement cholinergique relativement excessif.

2.5. Actions thérapeutiques des antagonistes cholinergiques

III. Neurotransmission glutamatergique • 3.1. Localisation des neurones glutamatergiques

• 3.2. Biosynthèse, dégradation et récapture

• 3.3. Les récepteurs post-synaptiques– 3.1.R. canaux ioniques– 3.2.R. métabotropiques

• 3.4. Plasticité synaptique et mémoire déclarative

• 3.5.Ischémie cérébrale

3.1. Localisation des neurones glutamatergiquesDans le cortex cérébral

Réseaux de neurones de l’hippocampe

Cortex entorhinal→ voie perforante → cellules granulaires → fibres moussues → neurones π (CA3) →

collatérale de Schatter → neurones π (CA1) → fornix → hypothalamus + cortex associatif )

3.1. Localisation des neurones glutamatergiquesdans l’ hippocampe

3.2. Biosynthèse, dégradation et recapture

Récepteurs ionotropiques Récepteurs métabotropiques

3.3. Récepteurs post-synaptiques du glutamate

-Récepteur AMPA (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionate)

- Récepteur kaïnate (neurotoxine, algue rouge Digenea simplex)

-Récepteur NMDA (N-methyl-D-aspartate)

3.3 Activation des récepteurs AMPA et NMDA

- 1. Récepteur AMPA- Perméabilité: (Na, K)- Transmission rapide

- 2. Récepteur kaïnate (neurotoxin)- Perméabilité: (Na, K)- Désensibilisation rapide du récepteur.

-3. Récepteur NMDA Perméabilité: (Na, K, Ca)Activation lente, potentialisée par la glycine et bloquée par le magnésium.

mGluR(1-8)

GqIP3 / DAG

Gi

AMPc

3.3. Activation des récepteurs glutamatergiques métabotropes

Hippocampe et mémoire spatiale Mécanisme cellulaire de la mémoire

3.4. Plasticité synaptique et mémoire déclarative

Mécanisme de la LTP

3.4. Plasticité synaptique et mémoire déclarative

3.5. Ischémie cérébrale

• Définition de l’ischémie cérébrale

• Effet du déficit d’ATP sur la libération de glutamate

• Activation des R-NMDA et neurotoxicité

4.1. Localisation des neurones GABAergique

4.2. Biosynthèse, dégradation et récapture 4.3. Les récepteurs post-synaptiques 4.4.Pharmacologie des récepteurs GABA

IV. Neurotransmission GABAergique

Neurones GABAergiquedu cerveau

4.1. Localisation des neurones GABAergique

4.2. Biosynthèse, dégradation et recapture

4.3. Les récepteurs post-synaptiques du GABA

Canaux chlore GABA A ou CRécepteur GABA B

Cl-

4.4. Pharmacologie des récepteurs canaux du GABA

Les R-GABA sont des cibles thérapeutiques:AnesthésiquesAnxyolitiques Anticonvulsivant (antiépileptiques)

Benzodiazépines

Barbituriques

Stéroïdes

picrotoxine

GABA

Bicuculline

Cl

Agonistes:

- Muscimol (R-GABA A)- Propofenol (R-GABA A)- Baclofène (R-GABA B)