SYNAPSES

Neurochimie

Les jonctions neuromusculaires, dont le rôle est aussi de transmettre le potentiel d'action d'une cellule à une autre, en l'occurrence d'un neurone à une cellule musculaire, au moyen d'une substance chimique ou transmetteur, réalisent un modèle approché de la synapse : les conceptions sur le fonctionnement synaptique ont été largement influencées par cet exemple particulier. Historiquement, il semble que ce soit E. Du Bois-Reymond, en 1877, qui le premier ait formulé l'hypothèse selon laquelle un nerf peut agir sur un muscle en libérant une substance chimique capable de l'exciter. Cette théorie, fortement étayée par les expériences d'O. Loewi au niveau du muscle cardiaque, a trouvé une éclatante confirmation lors de la découverte par G. Brown et W. Feldberg que l'acétylcholine (ACh) reproduisait sur le muscle strié les effets de la stimulation électrique du nerf. Ces derniers auteurs montrèrent de plus que la stimulation du nerf entraînait la libération d'ACh qui pouvait être recueillie et dosée pourvu que sa destruction fût inhibée par une drogue, l'ésérine. Depuis lors, l'acétylcholine a été impliquée comme médiateur au niveau des ganglions sympathiques et de certaines synapses centrales. Le cerveau contient d'autres catégories de neurones fonctionnant en libérant des médiateurs différents de l'acétylcholine. La liste de ces divers postulants au titre de médiateur, qui n'est sans doute pas encore complète, renferme la noradrénaline (NA), la dopamine (DA), la sérotonine (5-HT), l'acide γ-aminobutyrique (GABA), différents acides aminés et des peptides (cf. système nerveux - Neurobiologie).

On abordera dans ce chapitre les différentes approches biochimiques du fonctionnement synaptique, et l'on verra quelles sont les substances que l'on peut considérer comme de véritables transmetteurs.

Critères qui permettent de définir un neuromédiateur

Pour établir une corrélation certaine entre une synapse donnée et un médiateur, il faut que celui-ci satisfasse à plusieurs critères d'ordre biochimique qui suggèrent fortement son rôle dans les mécanismes présynaptiques. Ces critères sont nécessaires mais non suffisants. On peut distinguer :

– la localisation intraneuronale : la substance, pour jouer le rôle de médiateur, doit être contenue dans les neurones ;

– la biosynthèse intraneuronale : la barrière hématoencéphalique, qui s'oppose au passage des médiateurs connus du sang au système nerveux central (S.N.C.), rend nécessaire la présence intraneuronale des précurseurs et des enzymes de biosynthèse ;

– la libération extraneuronale : le médiateur est libéré dans l'espace synaptique par un mécanisme spécifique induit par l'arrivée d'un potentiel d'action ;

– le mécanisme d'inactivation : la dépolarisation membranaire, pour être génératrice d'influx, doit être un phénomène de courte durée ; il faut donc que l'action du médiateur sur le récepteur le soit ; pour ce faire, un ou plusieurs mécanismes d'inactivation interviennent ;

– les effets postsynaptiques : le médiateur se fixe sur un récepteur postsynaptique et entraîne soit l'hyperpolarisation, soit la dépolarisation membranaire ;

– les critères pharmacologiques : l'effet d'une drogue sur la transmission nerveuse doit être le même, que la présence du médiateur dans l'espace synaptique résulte d'une stimulation physiologique ou d'un apport direct (micro-iontophorèse).

Propriétés des principaux médiateurs chimiques

Localisation intraneuronale

La présence d'acétylcholine, de noradrénaline, de dopamine, de sérotonine, de GABA, d'histamine, etc. dans le système nerveux central, et plus particulièrement dans certains noyaux anatomiquement définis, a été révélée depuis la mise au point de dosages chimiques ou biologiques suffisamment sensibles. De plus, en 1962, B. Falck et N. Hillarp ont développé une technique d'histochimie de fluorescence qui permet de percevoir directement au microscope la sérotonine et les catécholamines (CA) dans une coupe de tissu ; l'école suédoise a ainsi précisé l'anatomie biochimique du système nerveux central en ce qui concerne les neurones aminergiques : le médiateur est localisé dans tout le neurone, mais sa concentration est beaucoup plus forte dans les terminaisons présynaptiques. Les techniques de fractionnement subcellulaire par ultracentrifugation différentielle, développées par V. P. Whittaker et E. de Robertis, ont permis de con [...]

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