Neurotransmetteur

Définition

Un neurotransmetteur, ou son complément un neurorécepteur, désigne un composé synthétisé par le neurone présynaptique et contenu dans des vésicules, déversé dans la synapse par exocytose puis fixé par des récepteurs spécifiques de la membrane postsynaptique.

Synonyme de neuromédiateur, un neurotransmetteur est associé aux chimiorécepteurs, représentant la forme chimique de transmission de l'influx nerveux. Ex. : l'acétylcholine et la dopamine sont des neurotransmetteurs.

Schéma de fonctionnement des neurotransmetteurs :

Les vésicules synaptiques libèrent des neurotransmetteurs qui se lient aux récepteurs de la membrane postsynaptique.

Explications

Un neurotransmetteur (neuromédiateur messager) est une biomolécule qui permet la neurotransmission, c'est-à-dire la transmission d'informations d'un neurone (un type de cellule du système nerveux) à un autre neurone, une cellule musculaire ou une glande, à travers la synapse qui les sépare.

Le neurotransmetteur est libéré des vésicules synaptiques à la fin du neurone présynaptique, vers la synapse, à travers l'espace synaptique et agit sur les récepteurs cellulaires spécifiques de la cellule cible.

Critères

Les neurotransmetteurs sont des biomolécules répondant aux trois critères de base suivants :

1. La substance doit être présente à l'intérieur des neurones. Un produit chimique ne peut être sécrété par un neurone présynaptique que s'il y est présent.
2. Les enzymes permettant la synthèse de la substance doivent être présents dans les neurones de la région où se trouve ledit neurotransmetteur. Étant donné que des voies biochimiques complexes sont nécessaires à la production de neurotransmetteurs, la démonstration que les enzymes et les précurseurs nécessaires à la synthèse de la substance sont présents dans les neurones présynaptiques fournit une preuve supplémentaire que la substance est utilisée comme neurotransmetteur.
3. L'effet du neurotransmetteur doit être reproduit si la même substance est appliquée de manière exogène. Un neurotransmetteur agit sur sa cellule cible, par la présence dans ces cellules de récepteurs spécifiques pour le neurotransmetteur. L'effet doit être identique (identité d'action) à celui de la stimulation présynaptique.

Différences entre neurotransmetteur et hormone

Un neurotransmetteur à libérer ne communique qu'avec un neurone immédiat, via la synapse. Au lieu de cela, une hormone communique avec une autre cellule, quelle que soit sa distance, traversant la circulation sanguine. Bien que certains neurotransmetteurs agissent généralement comme des hormones, on les appelle neurohormones.

À proprement parler, selon une définition de l'hormone, celle de Roger Guillemin, un neurotransmetteur serait une "hormone" (de la sécrétion de paracrine), libérée par les neurones.

Bien que, en raison de ses caractéristiques spécifiques, le neurotransmetteur soit souvent considéré comme une forme de communication cellulaire autre que les hormones, la distinction entre l'un et l'autre est diffuse.

✅ Une hormone est une substance libérée par une cellule agissant sur une autre cellule, à la fois proche et lointaine, indépendamment de son unicité ou de son omniprésence et sans tenir compte du chemin utilisé pour son transport, que ce soit la circulation sanguine, le flux axoplasmatique ou l'espace interstitiel.

Processus biochimiques associés à la neurotransmission

La neurotransmission implique l'association de plusieurs processus biochimiques :

• Synthèse du neurotransmetteur par les neurones présynaptiques : les cellules gliales participent. Selon la nature du neurotransmetteur, il peut être synthétisé dans le soma neuronal ou dans les terminaisons nerveuses. Certains neurotransmetteurs sont synthétisés directement dans les terminaisons nerveuses grâce à des enzymes synthétisées dans le soma et transportés dans ces terminaisons. À l'intérieur de l'axone, un flux de substances libres ou enveloppées dans des vésicules peut être un précurseur des neurotransmetteurs ou de leurs enzymes, appelé flux d'axones.
• Stockage du neurotransmetteur dans des vésicules de terminaison synaptique : libération du neurotransmetteur par exocytose, laquelle dépend du calcium. Lorsqu'une impulsion nerveuse arrive au neurone présynaptique, elle ouvre les canaux calciques, entrant dans l'ion dans le neurone et libérant le neurotransmetteur dans l'espace synaptique.

  Le calcium, en plus de déclencher l'exocytose, active le transfert des vésicules vers leurs sites de libération à l'aide des protéines de la membrane plasmique et de la membrane vésiculaire. Lorsque le calcium pénètre dans le neurone, une enzyme appelée calmoduline est activée. Il s'agit d'une protéine kinase, responsable de la phosphorylation de la synapsine I, située dans la membrane des vésicules et qui les lie aux filaments d'actine.

  Lorsque la synapsine I est phosphorylée, les vésicules synaptiques se détachent de l'actine et se déplacent vers les sites où elles doivent être vidées.

  La fusion de la membrane vésiculaire avec la membrane plasmatique est un processus complexe impliquant plusieurs protéines telles que la synaptobrévine, la synaptotagmine, la syntaxine rab-3 (membrane vésiculaire), SNAP-25, n-sec 1 (membrane plasmique).) et facteur sensible au N-éthylmaléimide (NSF) avec activité ATPase. Cet ensemble de protéines forme le complexe SNARE qui forme un pore dans la membrane plasmique et permet la fusion des deux membranes et la sortie de la substance en tant que contenu vésiculaire vers l'espace synaptique.

• Activation du récepteur du neurotransmetteur situé dans la membrane plasmique du neurone postsynaptique : le récepteur postsynaptique est une structure protéique qui déclenche une réponse. Les neurorécepteurs peuvent être :
  • Récepteurs ionotropes : Ils produisent une réponse rapide lors de l'ouverture ou de la fermeture des canaux ioniques, qui produisent des dépolarisations, génèrent des potentiels d'action, des réponses excitatrices, des hyperpolarisations ou des réponses inhibitrices. Dans le premier cas, les canaux de cations monoioniques tels que le sodium et le potassium agissent, alors que dans le second cas, ce sont les canaux de chlorure qui sont activés.
  • Récepteurs métabotropes : Ils libèrent des messagers intracellulaires, tels que l'AMP cyclique, le calcium et les phospholipides, par le mécanisme de transduction du signal. Ces deuxièmes messagers activent les protéines kinases, qui phosphorylent en activant ou en désactivant les canaux à l'intérieur de la cellule. Dans le cas d'une dépolarisation, les canaux potassiques sont fermés, en cas d'hyperpolarisation, les mêmes canaux sont ouverts produisant l'augmentation des cations intracellulaires.
• Initiation des actions du second messager.
• Inactivation du neurotransmetteur, soit par dégradation chimique, soit par résorption dans les membranes. Dans l'espace synaptique, il existe des enzymes spécifiques qui inactivent le neurotransmetteur. De plus, les neurones présynaptiques possèdent des récepteurs pour le neurotransmetteur qui récapitulent celui- ci en l'introduisant et en le stockant à nouveau dans des vésicules pour une décharge ultérieure.

Dans le système nerveux, il existe deux super-familles de récepteurs de neurotransmetteurs, en fonction du nombre de régions transmembranaires qu'ils possèdent pour recevoir des informations. Il existe une sélectivité d'une famille de récepteurs pour un neurotransmetteur unique qui n'est possible qu'en se connectant à la membrane appropriée.

Ces deux familles sont :

• Première famille : partage le fait d'avoir sept régions transmembranaires, utilise la protéine G et utilise le second messager (voir un récepteur couplé à la protéine G).
• Deuxième famille : partage la structure moléculaire commune de chaque membre avec cinq régions transmembranaires et plusieurs versions de chaque récepteur configurées autour d'un canal ionique.

Les médicaments d'action cérébrale agissent dans un ou plusieurs de ces stades.

Fonctionnement des neurotransmetteurs

Le neurone qui libère le neurotransmetteur s'appelle le neurone présynaptique. Le neurone qui reçoit le signal s'appelle le neurone postsynaptique. Selon le type de récepteur, les neurones postsynaptiques sont stimulés (excités) ou découragés (inhibés).

Chaque neurone communique avec plusieurs autres en même temps. Puisqu'un neurone peut ou non envoyer un stimulus, son comportement est toujours basé sur l'équilibre des influences qui l'excitent ou l'inhibent à un moment donné.

Les neurones sont capables d'envoyer des stimuli plusieurs fois par seconde. Quand une impulsion nerveuse arrive au bout des axones, une décharge de neurotransmetteur intervient dans la fente synaptique, qui est captée par des récepteurs spécifiques situés dans la membrane de la cellule postsynaptique, ce qui provoque une dépolarisation dans cette, une nouvelle impulsion nerveuse.

Classification et principaux neurotransmetteurs

Les neurotransmetteurs peuvent être regroupés en neurotransmetteurs eux-mêmes et en neuromodulateurs. Ces derniers sont des substances qui agissent de la même manière que les neurotransmetteurs.

La différence est qu'ils ne se limitent pas à l'espace synaptique, mais qu'ils sont diffusés par le fluide neuronal supplémentaire, intervenant directement dans la phase post-synaptique de la neurotransmission.

Compte tenu de leur composition chimique, ils peuvent être classés en :

• Cholinergiques : acétylcholine;
• adrénergiques : qui sont divisés en catécholamines, par exemple l'épinéphrine ou l'épinéphrine, la noradrénaline ou la noradrénaline et la dopamine; et indolamines sérotonine, mélatonine et histamine;
• Aminoacidergiques : GABA, taurine, ergothionéine, glycine, béta alanine, glutamate et aspartate;
• Agents peptidiques : endorphine, enképhaline, vasopressine, oxytocine, orexine, neuropeptide Y, substance P, dynorphine A, somatostatine, cholécystokinine, neurotensine, hormone lutéinisante, gastrine et entéroglucagon;
• radicaux libres : oxyde nitrique (NO), monoxyde de carbone (CO), adénosine triphosphate (ATP) et acide arachidonique.

En rapport avec "neurotransmetteur"

• neurorécepteur

  

  Un neurorécepteur est un récepteur de neurotransmetteur. C'est une protéine réceptrice membranaire activée par un neurotransmetteur. Il est le site...

• neurosécrétion

  

  La neurosécrétion est l'activité sécrétrice de cellules nerveuses, ou neurones.

• neurotensine

  

  La neurotensine est un tridécapeptide présent dans le système nerveux central (SNC) et le tractus gastro-intestinal.

• neurotoxine

  

  Une neurotoxine est une toxine qui agit sur le système nerveux, spécifiquement sur le tissu nerveux, même à faible dose.