Qu'est-ce que l'espace synaptique ?

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Rédigé et vérifié par Psychologue Gema Sánchez Cuevas

Dernière mise à jour : 03 janvier, 2023

Dans les synapses, deux neurones sont connectés pour que les informations soient transmises de l’un à l’autre. Ces synapses ne supposent pas de contact direct entre les deux neurones car l’échange se produit dans un espace ou une fente synaptique. Que se passe-t-il dans l’espace synaptique et comment fonctionne-t-il? Nous allons essayer de répondre à cette question.

Au cours de la synapse chimique, le neurone qui transmet l’information (présynaptique) libère une substance, qui est dans ce cas un neurotransmetteur, à travers le bouton synaptique; cette substance se libère dans l’espace synaptique, également appelé fente synaptique. Plus tard, le neurone post-synaptique, qui possède des récepteurs spécifiques pour chaque neurotransmetteur, se charge de recevoir l’information à travers les dendrites.

Le microscope électronique nous a permis de découvrir que la communication qui a lieu entre les neurones n’implique pas de contact entre eux car il existe un espace où les neurotransmetteurs sont libérés. Chacun de ces neurotransmetteurs a des effets différents, qui ont des répercussions sur le fonctionnement du système nerveux.

Synapses chimiques

Il existe principalement deux types de synapses: la synapse électrique et la synapse chimique. L’espace entre les neurones présynaptiques et postsynaptiques est substantiellement plus grand dans les synapses chimiques que dans les synapses électriques et reçoit le nom d’espace synaptique. La caractéristique clé est la présence d’organules limités par des membranes, appelés vésicules synaptiques à l’intérieur de la terminaison présynaptique.

Les synapses chimiques se produisent grâce à la libération de substances chimiques (neurotransmetteurs) dans la fente synaptique, qui agissent sur la membrane postsynaptique, entraînant des dépolarisations ou hyper-polarisations. Face à la synapse électrique, la chimie peut modifier ses signaux en réponse à des événements.

Les neurotransmetteurs sont stockés dans les vésicules du bouton terminal. Quand un potentiel d’action atteint le bouton terminal, la dépolarisation entraîne l’ouverture des canaux de Ca++, qui pénètre le cytoplasme et provoque des réactions chimiques qui font que les vésicules expulsent les neurotransmetteurs.

Les vésicules sont pleines de neurotransmetteurs qui agissent en tant que messagers entre les neurones communicants. L’un des neurotransmetteurs les plus importants dans le système nerveux est l’acétylcholine, qui régule le fonctionnement du cœur ou agit sur différents blancs postsynaptiques du système nerveux central et périphérique.

Propriétés des neurotransmetteurs

Auparavant, on pensait que chaque neurone était capable de synthétiser ou de libérer un neurotransmetteur spécifique. Or, aujourd’hui, on sait que chaque neurone peut en libérer deux ou plus. Pour qu’une substance puisse être considérée comme un neurotransmetteur, elle doit remplir les conditions suivantes :

La substance doit être présente dans la neurone présynaptique, dans les boutons terminaux.
La cellule présynaptique contient des enzymes adéquats pour synthétiser la substance.
Le neurotransmetteur doit être libéré quand certaines impulsions nerveuses atteignent les terminaux.
Il est nécessaire que des récepteurs de grande affinité soient présents dans la membrane postsynaptique.
L’application de la substance produit des changements dans les potentiels postsynaptiques.
Des mécanismes d’inactivation des neurotransmetteurs doivent exister dans la synapse ou autour d’elle.
Le neurotransmetteur doit remplir le principe de mimétisme synaptique. L’action d’un supposé neurotransmetteur devrait être reproductible par l’application exogène d’une substance.

Une substance qui s’unit à un récepteur reçoit le nom de ligand et peut avoir trois effets :

Agoniste : il fait s’initier les effets normaux du récepteur.
Antagoniste : c’est un ligand qui s’unit à un récepteur et ne l’active pas. Il empêche son activation par d’autres ligands.
Agoniste inverse : il s’unit au récepteur et initie un effet qui est contraire à la fonction normale de ce dernier.

Quels types de neurotransmetteurs existent ?

Dans le cerveau, la plus grande partie de la communication synaptique est effectuée par deux substances. Le glutamate avec des effets excitants et le GABA avec des effets inhibiteurs. Le reste des transmetteurs, en général, servent de modulateurs. En d’autres termes, leur libération active ou inhibe des circuits impliqués dans des fonctions cérébrales spécifiques.

Chaque neurotransmetteur libéré dans l’espace synaptique a sa propre fonction. Il peut même en avoir plusieurs. Il s’unit à un récepteur spécifique et ils peuvent même s’influencer entre eux, en inhibant ou en renforçant l’effet d’un autre neurotransmetteur. Plus de 100 types de neurotransmetteurs différents ont été détectés et ceux que nous allons vous citer sont parmi les plus connus :

Acétylcholine : joue un rôle dans l’apprentissage et dans le contrôle du stade du sommeil au cours duquel les rêves se produisent (REM).
Sérotonine : a un lien avec le sommeil, les humeurs, les émotions, le contrôle de l’ingestion et la douleur.
Dopamine : elle est impliquée dans le mouvement, l’attention et l’apprentissage au niveau émotionnel. Elle régule aussi le contrôle moteur.
Épinéphrine ou adrénaline : il s’agit d’une hormone quand elle est produite par la glande surrénale.
Norépinéphrine ou noradrénaline : sa libération produit une augmentation de l’attention et de la vigilance. Dans l’encéphale, elle influe sur les réponses émotionnelles.

Pharmacologie de la synapse

En plus des neurotransmetteurs qui sont libérés dans l’espace synaptique, influant sur le neurone récepteur, il existe des substances chimiques exogènes qui peuvent provoquer une réponse similaire ou ressemblante. Quand nous parlons de substances exogènes, nous parlons de substances provenant de l’extérieur de l’organisme, comme les substances pharmacologiques. Celles-ci peuvent produire des effets agonistes ou antagonistes et peuvent aussi affecter différents niveaux de la synapse chimique :

Certaines substances ont des effets sur la synthèse de substances de transmission. La synthèse de la substance est la première étape. Il est possible que le taux de production augmente en administrant un précurseur. L’un d’eux est la L-dopa, un agoniste dopaminergique.
D’autres agissent sur le stockage et la libération de ces dernières. Par exemple, la réserpine empêche le stockage de monoamines dans les vésicules synaptiques et agit, par conséquent, comme un antagoniste mono-aminergique.
Elles peuvent avoir un effet sur les récepteurs. Certaines substances peuvent s’unir aux récepteurs, les activer ou les bloquer.
Sur la captation ou la dégradation de la substance de transmission. Certaines substances exogènes peuvent prolonger la présence de la substance de transmission dans l’espace synaptique comme la cocaïne, qui retarde la captation de noradrénaline.

Les traitements répétés avec un médicament déterminé peuvent réduire leur efficacité, ce qui s’appelle tolérance. La tolérance, dans le cas des drogues, peut produire une augmentation de la consommation, amplifiant ainsi le risque d’overdose. Dans le cas des médicaments, ils peuvent produire une diminution des effets désirés, ce qui peut provoquer l’abandon du produit pharmacologique.

Comme on a pu l’observer, dans l’espace synaptique, des échanges se produisent entre les cellules présynaptiques et postsynaptiques à travers la synthèse et la libération de neurotransmetteurs, avec différents effets dans notre organisme. Ce mécanisme complexe peut en outre être modulé ou altéré avec l’utilisation de multiples médicaments.