Neurotransmetteurs : types et fonctionnement

· 8 mars 2018

Nous avons tous entendu que les neurones communiquaient entre eux grâce à des impulsions électriques. Il est vrai que certaines synapses sont purement électriques mais la majorité de ces connexions se trouvent au milieu d’éléments chimiques. Ces substances chimiques sont celles que l’on appelle neurotransmetteurs. Grâce à eux, les neurones ont la capacité de participer à différentes fonctions cognitives comme l’apprentissage, la mémoire, la perception…

Aujourd’hui, nous connaissons plus d’une douzaine de neurotransmetteurs impliqués dans les synapses neuronales. Leur étude nous a permis de connaître en grande partie le fonctionnement de la neurotransmission. Et cela a entraîné de grandes améliorations à l’heure de créer des médicaments et de comprendre les effets des psychotropes. Les neurotransmetteurs les plus connus sont: la sérotonine, la dopamine, la norépinéphrine, l’acetylcholine, le glutamate et le GABA.

Dans cet article, et dans le but de comprendre un peu mieux les principes de la neurotransmission, nous allons explorer deux aspects très importants. Le premier consiste à connaître les différentes formes adoptées par les neurotransmetteurs au moment d’influer sur la synapse. Le second concerne la cascade de transduction de signaux, la façon la plus commune de fonctionner pour les neurotransmetteurs.

neurotransmetteurs

Types d’effet des neurotransmetteurs

La fonction principale des neurotransmetteurs est de moduler la synapse entre les neurones. De cette façon, les connexions électriques deviennent plus complexes entre elles et donnent lieu à un plus grand nombre de possibilités. Si les neurotransmetteurs n’existaient pas et si les neurones agissaient comme de simples câbles, il ne serait pas possible de réaliser toutes les fonctions du système nerveux.

Bien, mais la manière dont les neurotransmetteurs influent au niveau des neurones n’est pas toujours la même. Nous pouvons trouver deux façons distinctes au cours desquelles la synapse est altérée par des effets chimiques. Voici ces deux types d’effets :

  • À travers des canaux d’ions. L’impulsion électrique se produit à cause de l’existence d’une différence de potentiel entre l’extérieur du neurone et son intérieur. Le mouvement des ions (particules avec une charge électrique) fait que ce différentiel varie et que, quand le seuil d’activation est atteint, le neurone explose. Certains neurotransmetteurs ont la fonction de s’attacher à des canaux d’ions qui se trouvent dans la membrane du neurone. Quand ils s’accrochent, ils ouvrent ce canal et permettent un plus grand mouvement d’ions: cela fait exploser le neurone.
  • À travers un récepteur métabotrope. Ici, nous nous trouvons dans le cas d’une modulation beaucoup plus complexe. Le neurotransmetteur s’attache à un récepteur qui se trouve dans la membrane du neurone. Or, ce récepteur n’est pas un canal qui s’ouvre ou se ferme: il est chargé de produire d’autres substances dans le neurone. Lorsque le neurotransmetteur s’accroche, une protéine se libère dans le neurone et provoque des changements au niveau de la structure et du fonctionnement de ce dernier. Dans le paragraphe suivant, nous allons explorer plus en profondeur ce type de neurotransmission.
synapse

La cascade de transduction de signal

La cascade de transduction de signal est le processus à travers lequel le neurotransmetteur module le fonctionnement d’un neurone. Dans ce paragraphe, nous allons nous centrer sur le fonctionnement de ces neurotransmetteurs qui le font à travers des récepteurs métabotropes. Il s’agit de la manière la plus commune de fonctionner pour ces derniers.

Le processus se compose de quatre phases différenciées :

  • Premier message ou neurotransmetteur. Dans un premier temps, le neurotransmetteur s’accroche au récepteur métabotrope. Cela change la configuration du récepteur, qui peut désormais aller de pair avec une substance dénommée protéine G. Cette union du récepteur avec la protéine G provoque l’excitation d’un enzyme sur la face interne de la membrane, ce qui cause la libération du second messager.
  • Second messager. La protéine qui libère l’enzyme associée à la protéine G s’appelle second messager. Sa mission est de voyager dans le neurone, jusqu’à rencontrer une kinase ou une phosphatase. Lorsque ce second messager s’accroche à l’une de ces deux substances, il provoque l’activation de ces dernières.
  • Troisième messager (kinase ou phosphatase). Ici, le processus va varier selon que le second messager rencontre une kinase ou une phosphatase. La rencontre avec une kinase va provoquer son activation et la libération d’un processus de phosphorylation dans le noyau du neurone, ce qui fera que l’ADN du neurone commencera à produire des protéines qu’il ne produisait pas avant. En revanche, si le second messager rencontre une phosphatase, l’effet contraire sera provoqué: il désactivera la phosphorylation et arrêtera la création de certaines protéines.
  • Quatrième messager ou phosphoprotéine. La kinase, en étant activée, envoie une phosphoprotéine à l’ADN du neurone pour déclencher la phosphorylation. Cette phosphoprotéine activera un facteur de transcription qui, à son tour, provoquera l’activation d’un gène et la création d’une protéine; cette protéine, en fonction de sa qualité, causera diverses réponses biologiques, modifiant ainsi la transmission neuronale. Quand la phosphatase s’active, elle se charge de détruire la phosphoprotéine, ce qui provoque l’arrêt du processus de phosphorylation mentionné précédemment.
neurones

Les neurotransmetteurs sont des substances chimiques très importantes dans notre système nerveux. Ils sont chargés de moduler et de transmettre l’information parmi les différents noyaux cérébraux. Par ailleurs, leurs effets sur les neurones peuvent durer de quelques secondes à plusieurs mois, voire quelques années. Grâce à leur étude, nous pouvons comprendre le corrélat de beaucoup de processus cognitifs supérieurs comme l’apprentissage, la mémoire, l’attention, etc.