Module 1 : Anatomie et physiologie de l’encéphale
Introduction
Sur le plan anatomique, le système nerveux est divisé en deux grandes parties, soit le système nerveux central (SNC) et le système nerveux périphérique (SNP). Le SNC est constitué de la moelle épinière et de l’encéphale (figure 1-1).
L’encéphale traite l’information provenant du milieu extérieur et du reste de l’organisme, et prend des décisions en vue de déclencher des comportements appropriés. Le SNP est formé de l’ensemble des nerfs de l’organisme qui émergent de l’encéphale et de la moelle épinière.
Le SNP achemine l’information provenant des organes et du milieu extérieur vers l’encéphale, soit directement, soit par l’intermédiaire de la moelle épinière, pour ensuite transmettre l’information provenant du SNC aux muscles et aux organes.
Dans le présent module, on s’attarde sur les principales divisions fonctionnelles et anatomiques de l’encéphale. On explore les aires de l’encéphale participant à la maîtrise des activités corporelles de premier plan. On aborde également le rôle des cellules du système nerveux central dans le transport d’importantes informations à destination et en provenance de l’encéphale.
Structure du module
Le présent module se divise en deux chapitres :
Chapitre 1 : Anatomie et physiologie de l’encéphale
Chapitre 2 : Neurotransmission
Chapitre 1 – Anatomie et physiologie de l’encéphale
Objectifs d’apprentissage
Après la lecture de ce chapitre, vous devriez être en mesure d’atteindre les objectifs suivants :
- Indiquer les principales divisions anatomiques et fonctionnelles de l’encéphale.
- Établir un lien entre certaines portions de l’encéphale et les activités corporelles dont elles assurent la régulation.
- Expliquer l’importance de la barrière hémato-encéphalique.
Encéphale
L’encéphale est en fait l’ordinateur central de l’organisme qui assure la régulation à la fois de la pensée et du mouvement. Il reçoit l’information interne provenant du reste de l’organisme par l’intermédiaire des nerfs sensitifs et l’intègre à l’information externe provenant des organes des sens (yeux, oreilles, nez, etc.). Après avoir traité cette information, l’encéphale transmet des directives aux muscles et aux organes par l’intermédiaire des nerfs moteurs en vue de produire des actions. Ces réponses peuvent être de type volontaire ou involontaire. De nombreux processus physiologiques, comme la respiration et la digestion, sont principalement de type involontaire (« pilote automatique ») : ils sont inconscients. En revanche, d’autres fonctions, comme le mouvement des membres, relèvent habituellement d’un contrôle conscient et volontaire.
L’encéphale se divise, de bas en haut, en trois structures principales :
- le tronc cérébral*;
- le cervelet*;
- le cerveau* ou prosencéphale.
Dans les figures 1.1-1 et 1.1-2, on précise le lien physique qui existe entre ces trois composantes. Chacune d’entre elles sera ensuite présentée plus en détail.
Saviez-vous que…?
Chez l’adulte, l’encéphale pèse environ 1,4 kg (3 lb) et renferme environ 10 milliards de cellules nerveuses.
Tronc cérébral
Le tronc cérébral (ou « encéphale primitif ») est situé dans la fosse cérébrale postérieure; il prend la forme d’un long faisceau de cellules et de fibres nerveuses faisant corps avec la moelle épinière. Le tronc cérébral relie la partie supérieure de la moelle épinière au reste de l’encéphale.
Le tronc cérébral a deux fonctions :
- il ouvre le passage aux messages en provenance de l’encéphale destinés au reste de l’organisme et vice versa; et
- il fait le lien avec 10 des 12 paires de nerfs crâniens qui prennent naissance dans l’encéphale et qui contrôlent les fonctions de base comme la respiration, la pression artérielle, les réflexes oculaires, etc.
Le tronc cérébral et la moelle épinière coordonnent l’information entre la périphérie (c’est-à-dire les muscles et les organes) et les autres parties de l’encéphale. Ils peuvent également fonctionner assez indépendamment de l’encéphale. En effet, un animal doté d’un tronc cérébral et d’une moelle épinière, mais dépourvu de prosencéphale (partie du cerveau), peut se tenir sur ses pattes et marcher; ces actions ne mènent toutefois à rien, ne rimant pas avec des stimuli appropriés.
Saviez-vous que…?
Le tronc cérébral a 7,5 cm (3 po) de long et son diamètre s’approche de celui du pouce.
De bas en haut, le tronc cérébral est formé :
- du bulbe rachidien*;
- de la protubérance annulaire*; et
- du mésencéphale*.
1) Bulbe rachidien
Le bulbe rachidien correspond à la portion inférieure du tronc cérébral, située au-dessus de la moelle épinière. Les fibres nerveuses acheminant l’influx nerveux à destination et en provenance de l’encéphale s’y croisent, de sorte qu’un côté de l’encéphale reçoit l’information provenant du côté opposé de l’organisme et lui envoie des messages, et vice versa.
Le bulbe rachidien comporte en outre des groupes de cellules nerveuses chargées des activités suivantes :
- la perception du goût;
- les mouvements des muscles de la langue et du cou;
- la régulation de la fréquence cardiaque;
- la régulation de la respiration;
- la régulation de la pression artérielle;
- la régulation de la digestion; et
- la régulation de la déglutition et du réflexe du vomissement.
2) Protubérance annulaire
La protubérance annulaire est située au-dessus du bulbe rachidien et en avant du cervelet. Elle joue un rôle de relais, transmettant aux centres supérieurs de l’encéphale (cerveau) l’information en provenance du bulbe rachidien et du cervelet.
La protubérance annulaire comporte des groupes de fibres nerveuses qui participent aux activités suivantes :
- la transmission de l’information provenant des oreilles, du visage et des dents;
- les mouvements de la mâchoire;
- les modifications de l’expression du visage;
- la production de certains mouvements oculaires; et
- la coordination des actions réflexes (par exemple, la fonction de la vessie).
3) Mésencéphale
La portion de l’encéphale située au-dessus de la protubérance annulaire et formant la partie finale du tronc cérébral s’appelle le mésencéphale. Celui-ci renferme des centres nerveux (par exemple, le locus niger*) qui jouent un rôle de premier plan dans la coordination motrice et le fusionnement des signaux moteurs provenant d’autres régions de l’encéphale. Plusieurs de ces centres nerveux servent de relais entre les influx provenant des yeux et des oreilles et les centres supérieurs de l’encéphale.
Cervelet
Volumineuse masse de substance nerveuse, le cervelet est fixé à la partie arrière de la protubérance annulaire. Sa couche externe est composée de substance grise de plusieurs épaisseurs, à la manière de l’écorce d’un arbre.
Toute lésion du cervelet détermine diverses anomalies de la coordination. Ces anomalies ne se traduisent pas par la perte totale des mouvements, mais plutôt par la diminution de la vitesse, de la fluidité ou de la force de ces derniers. À titre d’exemple, les patients souffrant d’une atteinte cérébelleuse ont une démarche oscillante. Des tremblements et des à-coups (mouvements saccadés) peuvent accompagner ce défaut de la démarche. Les patients ont de la difficulté à fixer le regard sur un objet donné et à parler clairement et avec aisance. Ces anomalies donnent à penser que c’est le cervelet qui est chargé de transmettre l’information permettant la réalisation de mouvements fluides et précis, et de faire les ajustements qui s’imposent au fur et à mesure de leur déroulement. Le cervelet reçoit sans arrêt des données sensitives de toutes les régions de l’organisme.
Cerveau
Le cerveau est la structure la plus volumineuse de l’encéphale, équivalant à 85 % du poids de ce dernier. Des aires précises du cerveau régulent les processus mentaux conscients, les sensations, les émotions et les mouvements volontaires.
1) Hémisphères cérébraux
Le cerveau est formé de deux hémisphères, le droit et le gauche, séparés par la scissure interhémisphérique (figure 1.1‑3).
Chaque hémisphère du cerveau traite l’information à sa manière. Ainsi, l’hémisphère gauche se spécialise dans les symboles et la logique; c’est lui qui est responsable des sciences et de la technologie. Pour sa part, l’hémisphère droit se spécialise dans la perception des formes et de l’espace; il est donc responsable des arts et de l’imagination. Les croyances relèvent également de l’hémisphère droit.
Les deux hémisphères ne sont réunis par le corps calleux* (figure 1.1‑2) que dans la portion moyenne inférieure; le corps calleux est une masse de fibres nerveuses permettant la communication entre les deux hémisphères cérébraux.
2) Lobes des hémisphères cérébraux
Chaque hémisphère cérébral est divisé en quatre lobes par de petites scissures appelées « sillons » :
- le lobe frontal;
- le lobe pariétal;
- le lobe occipital; et
- le lobe temporal.
Voir la figure 1.1‑4.
Les « bosses » apparaissant entre les sillons sont appelées « circonvolutions ». Chaque lobe assure la régulation de certaines fonctions de l’encéphale.
Le lobe frontal s’est particulièrement développé chez l’être humain et occupe l’espace situé derrière le front. Ce lobe joue un rôle important dans la planification à long terme et dans les jugements moraux complexes, deux traits qui distinguent l’espèce humaine des autres espèces.
3) Cortex cérébral
La lame de substance grise étalée à la surface des hémisphères cérébraux se nomme cortex cérébral*.
- Aire visuelle
La figure 1.1‑5 illustre les aires sensitives et motrices du cortex cérébral. L’aire visuelle occupe une grande portion de la partie postérieure de l’encéphale. La partie la plus importante de l’aire visuelle, l’aire striée, sert à la perception des objets de petite taille. Plusieurs autres régions entourant l’aire striée et formant l’aire d’association visuelle participent à un traitement visuel plus complexe. On croit que différentes régions de l’aire d’association visuelle jouent un rôle de premier plan dans la vision des couleurs, le suivi du déplacement des stimuli visuels et la lecture ou le déchiffrage de stimuli visuels complexes.
- Aire auditive
Dans les profondeurs du sillon latéral, tout près de l’extrémité postérieure de celui-ci, se situe une vaste aire responsable du traitement des données auditives, parfois appelée aire auditive*. L’aire d’association auditive, située sous le sillon latéral, occuperait une place importante dans la perception du langage (particulièrement dans l’hémisphère gauche) et l’établissement de liens entre les stimuli auditifs et visuels.
- Aire sensitivo-motrice
Autour de la scissure de Rolando (scissure centrale), on peut observer deux longues circonvolutions qui occupent une place de choix dans le déclenchement des mouvements et l’interprétation des sensations corporelles. En règle générale, on distingue ces circonvolutions comme suit : la circonvolution du lobe frontal s’appelle l’aire motrice* et la circonvolution du lobe pariétal, l’aire somesthésique* (parce qu’elle assure la régulation des sensations provenant du milieu externe). Ces termes servent à souligner les différences entre ces aires du cortex cérébral qui, en fait, travaillent en étroite collaboration et sont souvent désignées par le syntagme aire sensitivo-motrice*, lequel fait ressortir leur interdépendance.
L’organisme est représenté de façon somatotopique sur cette portion du cortex : chaque partie de la surface corporelle correspond à un segment spécifique (figure 1.1‑6).
- Aires d’association
Situées antérieurement par rapport à l’aire motrice, différentes aires participent à l’organisation des comportements moteurs. L’une des aires d’association motrices se charge du langage, une autre, des mouvements oculaires, et une troisième, de l’organisation de séquences complexes de mouvements. L’aire motrice est principalement responsable de l’exécution des mouvements volontaires. La stimulation localisée de l’aire motrice entraîne le mouvement du membre ou de la partie du corps représenté dans la région somatotopique visée (figure 1.1‑6). Les lésions* de l’aire motrice n’occasionnent que très peu d’anomalies de la régulation de la plupart des muscles corporels. Le déficit le plus important consiste en la diminution du contrôle de l’élocution et des mouvements volontaires fins des doigts.
Les aires d’association chargées de la perception sont situées derrière l’aire sensitivo-motrice. Une lésion de l’une de ces aires (surtout si elle survient dans l’hémisphère droit) détruit l’impression d’appartenance d’une partie de l’organisme. Ainsi, une personne pourra avoir l’impression que ses jambes ne lui appartiennent plus et ne sont que des objets étrangers rattachés à son corps.
En résumé, le cerveau est la partie la plus volumineuse de l’encéphale. Il est le siège de la conscience et gouverne l’intelligence et la raison. Si l’on connaît un grand nombre de fonctions du reste du cortex cérébral, il en demeure de vastes portions dont les fonctions n’ont pas été clairement élucidées.
Formation réticulée
Dans la protubérance annulaire et le bulbe rachidien jusqu’au mésencéphale se trouvent des fibres entrelacées et de nombreux noyaux de structure variée qui forment un réseau appelé « système réticulé activateur » (SRA) ou formation réticulée*. La formation réticulée est considérée comme le « chien de garde » de l’encéphale; elle est en fonction pendant les heures d’éveil et a pour rôle de maintenir la vigilance de l’esprit. Le sujet s’endort lorsque diminuent les influx provenant de la formation réticulée. L’atteinte de cette structure peut entraîner la perte de conscience ou un coma* prolongé.
Système limbique
Le système limbique* est un regroupement de structures ayant plus ou moins la forme d’un anneau autour du corps calleux (figure 1.1‑7).
La fonction du système limbique relève de la vie émotionnelle; on l’appelle donc parfois le « cerveau émotionnel ». On ignore encore le fonctionnement exact de ce système qui permet à l’être humain de ressentir une vaste gamme d’émotions, comme la peur, la colère, la tristesse, le plaisir et les sensations sexuelles.
Liquide céphalorachidien
Le cerveau est doté de cavités, appelées « ventricules », responsables de la production du liquide céphalorachidien* (LCR).
Ce liquide entoure les tissus encéphaliques et entraîne avec lui les déchets métaboliques à mesure qu’il se draine le long de la moelle épinière. Le LCR sert également à protéger l’encéphale des chocs au moment des changements de position de la tête ou du corps. Il maintient aussi l’homéostasie du SNC.
Thalamus et Hypothalamus
Le thalamus* et l’hypothalamus* coiffent l’extrémité supérieure du tronc cérébral (figure 1.1‑7).
Le thalamus agit comme un relais dans la transmission de l’information en direction des hémisphères cérébraux. Par exemple, les systèmes sensoriels (comme ceux qui transmettent les sensations de la douleur et du toucher) possèdent un centre de relais dans le thalamus par où transitent les influx avant d’atteindre le cortex cérébral. L’hypothalamus, le cervelet et le tronc cérébral envoient également de l’information par l’intermédiaire du thalamus. Ainsi, le thalamus s’acquitte à la fois de fonctions motrices et de fonctions d’intégration (par exemple, l’interaction sensitivo-motrice).
L’hypothalamus est un regroupement de neurones situé juste sous le thalamus. L’hypothalamus coordonne les fonctions autonomes et sert de relais entre le cortex cérébral et les centres somatiques inférieurs du système nerveux autonome et de la moelle épinière. Il régit également le sommeil, l’appétit, les émotions et la température corporelle. L’hypothalamus assure en outre la régulation des fonctions endocriniennes par l’emprise qu’il exerce sur l’hypophyse voisine grâce à la libération d’hormones.
Noyaux basaux
On trouve dans la partie inférieure des hémisphères cérébraux des masses de substance grise appelées noyaux basaux* (noyaux gris centraux). Ces noyaux, reliés au tronc cérébral et au cortex cérébral, sont formés des trois composantes principales que voici :
- le néostriatum* (comprenant le noyau caudé* et le putamen*);
- le globus pallidus*; et
- le locus niger.
Ces trois grandes composantes (figure 1.1‑8) forment l’essentiel du système extrapyramidal (SEP)*.
Les noyaux basaux jouent un rôle important dans la propagation du mouvement. Le SEP est en effet chargé du maintien de la posture et du tonus musculaire ainsi que de la modulation des mouvements volontaires.
Méninges
Les méninges* sont un ensemble de trois membranes de tissu conjonctif qui enveloppent et protègent l’encéphale et la moelle épinière :
- la dure-mère* – membrane épaisse et résistante, la plus externe des trois méninges;
- l’arachnoïde* – membrane mince et molle comprise entre la dure-mère et la pie-mère; et
- la pie-mère* – membrane nourricière interne.
L’espace entre la dure-mère et l’arachnoïde est connu sous le nom d’espace sous-dural*. L’espace sous-arachnoïdien* est compris entre l’arachnoïde et la pie-mère.
Barrière hémato-encéphalique
Relativement imperméables par comparaison aux parois d’autres capillaires de l’organisme, les parois des capillaires de l’encéphale sont particulières. Ainsi, le passage de substances du sang au liquide extracellulaire de l’encéphale est limité. Seuls l’eau, le glucose, certains acides aminés et les gaz respiratoires traversent sans difficulté les parois spécialisées de ces capillaires. Le fragile tissu neuronal de l’encéphale est par conséquent protégé des substances toxiques, ce qui empêche le déclenchement d’une activité neuronale inappropriée. En cas d’infection du SNC, la barrière hémato-encéphalique résiste moins bien à la pénétration des médicaments.
La capacité d’un médicament de traverser la barrière hémato-encéphalique est de première importance lors du traitement des troubles neurologiques. Les molécules médicamenteuses liposolubles (non ionisées), non liées aux protéines plasmatiques, peuvent franchir facilement la barrière hémato-encéphalique et pénétrer dans l’encéphale.
Résumé — Chapitre 1 : Anatomie et physiologie de l’encéphale
Le système nerveux central (SNC) est constitué de la moelle épinière et de l’encéphale. Il a pour fonction de recevoir l’information sensitive des organes et des récepteurs de l’organisme, d’analyser cette information et de déclencher une réponse.
L’encéphale assure la régulation à la fois de la pensée, du mouvement et de nombreux processus physiologiques. Le tronc cérébral, le cervelet et le cerveau en sont les principales structures. Le tronc cérébral ouvre le passage aux messages en provenance de l’encéphale destinés au reste de l’organisme, et vice versa. Il fait aussi le lien avec 10 des 12 paires de nerfs crâniens qui contrôlent les fonctions de base comme la respiration, la pression artérielle et les réflexes oculaires. Le tronc cérébral est formé du bulbe rachidien, de la protubérance annulaire et du mésencéphale. Le cervelet joue un rôle de premier plan dans la coordination des mouvements. Quant au cerveau, il est formé de deux hémisphères, le droit et le gauche, reliés au niveau du corps calleux. Chaque hémisphère cérébral est divisé en quatre lobes – les lobes frontal, pariétal, occipital et temporal. La couche extérieure du cerveau, appelée « cortex cérébral », comporte des aires fonctionnelles spécialisées – l’aire visuelle, l’aire auditive, l’aire sensitivo-motrice et les aires d’association.
La formation réticulée est considérée comme le « chien de garde » de l’encéphale; elle est en fonction pendant les heures d’éveil et a pour rôle de maintenir la vigilance de l’esprit.
La fonction du système limbique relève de la vie émotionnelle; on l’appelle donc parfois le « cerveau émotionnel ».
Le liquide céphalorachidien, contenu dans des cavités du cerveau appelées « ventricules », entoure les tissus encéphaliques et entraîne avec lui les déchets métaboliques à mesure qu’il se draine le long de la moelle épinière. Le LCR sert également à protéger l’encéphale des chocs au moment des changements de position de la tête ou du corps. Il maintient aussi l’homéostasie du SNC.
Le thalamus constitue un relais dans la transmission de l’information en direction des hémisphères cérébraux. L’hypothalamus, situé juste sous le thalamus, coordonne les fonctions autonomes comme le sommeil, l’appétit, les émotions et la température corporelle.
Les noyaux basaux (noyaux gris centraux), situés dans la partie inférieure des hémisphères cérébraux, comportent des structures jouant un rôle important dans le maintien de la posture et du tonus musculaire ainsi que dans la modulation des mouvements volontaires.
Le SNC est enveloppé par les méninges : la dure-mère, l’arachnoïde et la pie-mère.
Les parois des capillaires de l’encéphale sont relativement imperméables par comparaison aux parois d’autres capillaires de l’organisme. Ainsi, le passage de substances du sang au liquide extracellulaire de l’encéphale est limité. Cette barrière hémato-encéphalique perd toutefois de son efficacité en présence d’une infection ou d’une inflammation du SNC.
Autoévaluation — Chapitre 1 : Anatomie et physiologie de l’encéphale
1
Appariez les descriptions de la colonne A et les termes de la colonne B. Les termes de la colonne B peuvent servir plus d’une fois ou ne pas servir du tout.
2
La portion de l’encéphale située au-dessus de la protubérance annulaire et formant la partie finale du tronc cérébral s’appelle _________________________.
3
La scissure _________________________ divise le cerveau en deux hémisphères, le droit et le gauche.
4
Nommez les quatre principaux lobes des hémisphères cérébraux.
1) ___________________________
2) ___________________________
3) ___________________________
4) ___________________________
5
Le _________________________ est une masse de fibres nerveuses permettant la communication entre les deux hémisphères cérébraux.
6
Les sillons sont ________________________________.
Les circonvolutions sont __________________________.
7
Vrai ou faux?
8
Pourquoi dit-on souvent des artistes qu’ils utilisent surtout leur hémisphère droit et des ingénieurs, qu’ils utilisent davantage leur hémisphère gauche?
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
9
Quelle est la fonction du système extrapyramidal?
_________________________________
_________________________________
_________________________________
10
À quoi servirait le lobe frontal chez l’être humain?
__________________________________
__________________________________
__________________________________
11
Comment appelle-t-on les trois membranes méningées qui enveloppent et protègent le SNC?
1) _________________________________
2) _________________________________
3) _________________________________
12
Quel est le rôle de la barrière hémato-encéphalique?
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Corrigé de l’autoévaluation — Chapitre 1 : Anatomie et physiologie de l’encéphale
1
1) f. encéphale
2) a. bulbe rachidien
3) c. tronc cérébral
4) c. tronc cérébral
5) g. formation réticulée
6) h. système limbique
2
le mésencéphale
3
interhémisphérique
4
1) le lobe frontal
2) le lobe pariétal
3) le lobe temporal
4) le lobe occipital
5
corps calleux
6
de petites scissures
les « bosses » apparaissant entre les sillons
7
1) Faux – La grande aire responsable de la vision se trouve dans la partie postérieure de l’encéphale.
2) Vrai
3) Vrai
8
L’hémisphère droit du cerveau se spécialise dans la perception des formes et de l’espace, tandis que l’hémisphère gauche se spécialise dans les symboles et la logique.
9
Le SEP est chargé du maintien de la posture et du tonus musculaire ainsi que de la modulation des mouvements volontaires.
10
Il servirait à la planification à long terme et aux jugements moraux complexes.
11
1) la dure mère
2) l’arachnoïde
3) la pie mère
12
Son rôle est de protéger le fragile tissu neuronal de l’encéphale des substances toxiques.
Chapitre 2 – Neurotransmission
Objectifs d’apprentissage
Après la lecture de ce chapitre, vous devriez être en mesure d’atteindre les objectifs suivants :
- Décrire la fonction de chacune des composantes d’un neurone.
- Décrire comment la conduction des influx est assurée à l’intérieur du système nerveux.
- Décrire comment les neurotransmetteurs interagissent avec les récepteurs pour produire une réponse.
- Décrire ce qui met fin à la transmission de l’influx nerveux.
- Nommer les principaux neurotransmetteurs permettant la transmission neuronale dans l’encéphale.
- Expliquer comment le dysfonctionnement de certains systèmes neurotransmetteurs peut être à l’origine de troubles psychiatriques.
Neurone
L’encéphale humain compte des milliards de cellules nerveuses appelées neurones*. Chaque neurone est un système de traitement de l’information microscopique qui reçoit des messages d’une cellule et les transmet aux cellules avoisinantes.
Les neurones sont dotés d’un noyau, d’une membrane et de diverses structures dans le corps cellulaire – au même titre que d’autres types de cellules. Toutefois, les neurones, contrairement à de nombreuses autres cellules, ne peuvent se régénérer dans des conditions normales, de sorte que des lésions des structures nerveuses peuvent causer des séquelles permanentes. En outre, les neurones n’ont pas la même apparence que les autres cellules, car ils sont munis de dendrites* et d’axones*, qui partent du corps cellulaire (figure 1.2‑1).
Les dendrites sont situés à la partie réceptive du neurone et conduisent les influx nerveux vers le corps de la cellule. Selon le type de neurone, les dendrites peuvent se compter par centaines. Les influx reçus dans le corps cellulaire sont fusionnés de façon à ne produire qu’un seul influx de sortie vers l’axone.
Les axones sont des fibres nerveuses qui assurent la conduction de l’influx nerveux du corps cellulaire vers les cellules ou les tissus cibles.
On dit des neurones qu’ils ont une structure bipolaire. Les signaux reçus à une extrémité de la cellule sont transmis par l’autre extrémité.
Chaque neurone ne possède qu’un seul axone. Cependant, selon la localisation du neurone, l’axone peut être très court (< 1 mm) ou très long (par exemple, de la colonne lombaire à l’orteil).
La plupart des axones sont recouverts d’une substance lipidique isolante appelée gaine (manchon) de myéline*. La myéline accélère la transmission des impulsions électriques le long de l’axone et favorise le maintien de la charge électrique.
Neurotransmission
La neurotransmission désigne la transmission d’une impulsion électrique le long de la membrane d’un neurone et la transmission chimique de messages entre les cellules nerveuses, d’une part, et les cellules ou tissus cibles, d’autre part. Cette impulsion voyage le long de la membrane de l’axone; cette membrane laisse passer certaines particules chargées (ions) et s’oppose à l’entrée d’autres particules.
1) Repos (membrane polarisée)
Au repos (c’est-à-dire lorsque le neurone n’est pas stimulé), la face interne de la membrane de l’axone a une charge négative par rapport à la face externe. On dit alors de la membrane qu’elle est polarisée. Le principal ion extracellulaire est le sodium (Na+), tandis que le principal ion intracellulaire est le potassium (K+) (figure 1.2‑2, no 1).
2) Potentiel d’action (membrane dépolarisée)
La stimulation d’une partie de l’axone modifie la perméabilité de la membrane, ce qui permet aux ions sodium de pénétrer en grand nombre dans l’axone. Il s’ensuit alors une inversion locale de la polarité, et on dit de la cellule qu’elle est dépolarisée. C’est le début de la formation de l’impulsion électrique, aussi appelée potentiel d’action* (figure 1.2‑2, no 2).
Le potentiel d’action d’une portion de l’axone stimule le potentiel d’action de la portion suivante, et ainsi de suite, si bien qu’il se propage de proche en proche, un peu à la manière d’une onde électrochimique (figure 1.2‑2, no 3).
Cette onde se déplace dans une seule direction, étant donné qu’un nouveau potentiel d’action ne peut apparaître que dans une région de l’axone qui est en phase de repos (polarisée).
Les potentiels d’action ne surviennent que lorsque le déplacement des ions chargés positivement dans les canaux ioniques se fait vers l’intérieur. Cette phase correspond au niveau du seuil. Dès que le stimulus se situe au-dessus du seuil d’excitabilité de la cellule, le potentiel d’action a lieu; l’augmentation de l’intensité du stimulus n’entraîne pas de potentiels d’action plus marqués. La propriété des potentiels d’action selon laquelle ces derniers atteignent d’emblée une amplitude maximale lorsqu’ils dépassent un niveau de seuil ou ne surviennent pas du tout est parfois appelée « loi du tout ou rien ».
3) Repolarisation (membrane repolarisée)
Après la dépolarisation, les ions chlorés chargés négativement pénètrent dans l’axone, tandis que les ions potassium chargés positivement en sont expulsés. On assiste ainsi au retour d’une charge négative sur la face interne de l’axone, et la cellule est repolarisée (figure 1.2‑2, no 4).
Enfin, la pompe sodium-potassium, qui utilise l’énergie cellulaire sous forme d’ATP* (adénosine triphosphate), se charge ensuite de transporter activement l’excès d’ions sodium hors de la cellule et de ramener les ions potassium à l’intérieur de cette dernière. La concentration initiale d’ions sodium et d’ions potassium est alors rétablie de part et d’autre de la membrane de la cellule nerveuse.
Synapse
Chaque neurone est une cellule à part entière. Les terminaisons situées à l’extrémité de l’axone relient le neurone à d’autres neurones. Les terminaisons nerveuses ont une forme arrondie caractéristique. L’espace entre les terminaisons axonales d’un neurone et les dendrites d’un autre neurone se nomme synapse* (ou fente synaptique). Un neurone présynaptique achemine une impulsion vers une synapse. Une impulsion quitte une synapse en empruntant un neurone postsynaptique (figure 1.2‑3).
Normalement, de 1 000 à 10 000 synapses sont associées à un neurone. Chacune joue le rôle d’un minuscule carrefour électrochimique essentiel à la conduction de l’influx électrique.
Les vésicules situées dans les terminaisons des neurones présynaptiques sont remplies de neurotransmetteurs*, messagers chimiques spécialisés libérés en réponse à un stimulus nerveux.
Lorsque le potentiel d’action atteint les terminaisons de l’axone présynaptique, il entraîne l’ouverture des vésicules présynaptiques et la libération de neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Les récepteurs situés sur le dendrite de la cellule réceptrice (neurone postsynaptique) perçoivent ces neurotransmetteurs, si bien qu’une onde électrochimique se produit dans ce neurone. Ce processus de transmission de l’influx des neurones présynaptiques aux neurones postsynaptiques se poursuit jusqu’à ce que l’impulsion électrique arrive à destination. En résumé, l’impulsion électrique se propage d’un neurone à l’autre grâce à la libération de messagers chimiques, ou neurotransmetteurs, dans la synapse.
Après son interaction avec le récepteur de la cellule réceptrice, le neurotransmetteur est soit détruit par des enzymes, soit recapté par les vésicules présynaptiques, puis stocké en vue d’un usage ultérieur.
Ce ne sont pas tous les récepteurs touchés par les neurotransmetteurs qui laissent passer l’impulsion électrique. De nombreuses synapses sont en fait inhibitrices et empêchent la cellule réceptrice de transmettre à son tour l’influx. Un seul neurone peut être doté de nombreuses synapses excitatrices et inhibitrices. C’est l’interaction constante entre ces deux types de récepteurs qui détermine si un neurone donné transmet ou non l’influx reçu.
Outre les récepteurs postsynaptiques, il existe aussi des récepteurs présynaptiques, situés ceux-là sur les boutons synaptiques de certains neurones. Ces récepteurs surveillent la concentration des neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Ce sont eux qui émettent des signaux régissant la synthèse, la libération et la destruction des neurotransmetteurs. On les appelle autorécepteurs*.
Ce phénomène électrochimique complexe, qui survient dans des milliards de neurones, assure la régulation des fonctions du système nerveux. Il existe malheureusement un certain nombre de mécanismes qui risquent d’entraver la bonne marche de ce processus. Par exemple, s’il se produit une légère variation de la quantité de calcium ou de potassium dans la région synaptique (les électrolytes* qui participent à la transmission du potentiel d’action et qui stimulent la libération des neurotransmetteurs par les vésicules), un moins grand nombre de vésicules seront activées, et la transmission risquera de ne pas se produire.
Des anomalies des systèmes de neurotransmetteurs peuvent provoquer des troubles neurologiques, comme des convulsions* ou des mouvements anormaux. Par exemple, on associe la maladie d’Alzheimer à un déficit en acétylcholine* et la maladie de Parkinson*, à un déficit en dopamine*. De telles anomalies peuvent aussi favoriser des troubles psychiatriques, comme la dépression*, ainsi que des perturbations de la pensée, de l’humeur ou du comportement.
La plupart des médicaments agissant sur le système nerveux exercent leur effet dans la synapse en modifiant la quantité de neurotransmetteurs participant au transfert d’information entre les neurones. La figure 1.2‑4 et le tableau 1.2‑1 portent sur l’action des médicaments dans la synapse. En général, une seule de ces actions intervient dans une synapse.
Classes de neurotransmetteurs
Certains neurotransmetteurs agissent à la fois dans le SNC et le SNP. La présence de récepteurs alpha, bêta et cholinergiques dans le SNC est un facteur important dans l’utilisation de médicaments, surtout en psychiatrie.
Les neurotransmetteurs peuvent être regroupés selon leur structure chimique, comme on peut le voir dans le tableau ci-après.
Chaque cellule nerveuse ne libère qu’un seul type de neurotransmetteur, quoique des constatations récentes laissent croire que, dans certains cas, des neurones puissent libérer plus d’un neurotransmetteur. Les effets des neurotransmetteurs sont le fruit de leurs interactions avec les récepteurs situés à la surface de la cellule réceptrice. On croit que la forme et la charge électrique du neurotransmetteur et de son récepteur sont à la base de la spécificité de leur interaction.
Tout neurotransmetteur exerce habituellement une action caractéristique (excitatrice ou inhibitrice, rapide ou lente, de courte ou de longue durée), mais il peut parfois agir différemment en différents lieux. Par exemple, l’acétylcholine a un effet excitateur dans l’encéphale, mais elle a un potentiel inhibiteur dans certaines régions du SNP, par exemple celle du cœur.
Comme nous l’avons déjà mentionné, une fois l’effet du neurotransmetteur produit, ce dernier cesse d’agir en raison de sa dégradation ou de son recaptage (figure 1.2‑5).
Saviez-vous que…?
Au-delà de 100 substances agissent comme neurotransmetteurs, mais à peine plus de 20 ont fait l’objet d’études approfondies portant sur leurs actions. Tous les médicaments utilisés en psychiatrie influent sur les systèmes de neurotransmetteurs. On comprend mieux les raisons pour lesquelles on emploie certains agents médicamenteux ainsi que les effets indésirables possibles de ces mêmes agents lorsqu’on prend en considération les divers systèmes de neurotransmetteurs.
Bien qu’il soit généralement admis que chaque neurone ne libère qu’un seul neurotransmetteur, il peut porter les récepteurs d’une gamme de neurotransmetteurs. Cela permet à un neurone donné de recevoir des influx de nombreux autres neurones, chacun pouvant avoir un effet différent sur le neurone récepteur.
Certaines anomalies peuvent toucher les neurotransmetteurs. Ainsi, certains neurotransmetteurs :
- ne sont pas du tout synthétisés;
- sont synthétisés en quantités insuffisantes;
- sont synthétisés en trop grandes quantités;
- sont synthétisés, mais libérés de façon inadéquate par les vésicules synaptiques;
- ne peuvent produire l’effet désiré sur le récepteur en raison de la diminution du nombre de récepteurs ou de l’insensibilité de ces derniers;
- ne sont pas dégradés ni recaptés à une vitesse normale par les vésicules synaptiques, c’est-à-dire qu’ils sont recaptés soit trop rapidement ou trop lentement ou encore qu’ils sont dégradés par les enzymes avant d’avoir pu exercer leur effet sur le récepteur.
Ces anomalies peuvent constituer des facteurs déterminants dans l’apparition de certains troubles psychiatriques. En théorie, les neurotransmetteurs qui jouent un rôle important dans l’apparition des troubles psychiatriques sont :
- l’acétylcholine;
- la noradrénaline;
- la dopamine;
- la sérotonine;
- l’acide gamma-aminobutyrique (GABA); et
- l’acide glutamique.
Acétylcholine
L’acétylcholine (ACh) est le produit de la synthèse de la choline et de l’acétylcoenzyme A par l’enzyme choline-acétyltransférase. Elle est dégradée par l’acétylcholinestérase*.
Les récepteurs de l’acétylcholine sont de deux types : muscariniques et nicotiniques. Dans le SNP, les récepteurs muscariniques se trouvent essentiellement dans les muscles lisses de différents organes et ont un effet soit excitateur soit inhibiteur. Dans les récepteurs muscariniques, l’atropine est un antagoniste de l’ACh.
Dans le SNP, les récepteurs nicotiniques sont surtout reconnus pour leur effet sur la contraction des muscles squelettiques. Ils ont un effet excitateur, et certains médicaments comme la succinylcholine, un myorelaxant, s’opposent à leur action.
L’acétylcholine est aussi le principal transmetteur du système parasympathique et a des effets importants dans l’encéphale. Dans le cortex, les récepteurs seraient surtout de nature muscarinique, tandis que des récepteurs tant nicotiniques que muscariniques se trouvent dans le thalamus et les parties inférieures de l’encéphale.
Les systèmes cholinergiques sont en relation avec les mécanismes de la stimulation, de la régulation de la température et de la mémoire. À doses élevées, l’atropine (un anticholinergique) produit de l’excitation et des effets évoquant la manie, ce qui laisse croire que l’acétylcholine, par l’entremise des récepteurs muscariniques, jouerait un rôle dans la régulation de l’humeur.
Noradrénaline
La noradrénaline (NA) est un dérivé d’un acide aminé appelé « phénylalanine » et est issue de la synthèse de plusieurs composés intermédiaires. Son précurseur immédiat est la dopamine.
L’action de la noradrénaline est stoppée en grande partie par deux enzymes, soit la catéchol-O-méthyl-transférase (COMT)* et la monoamine-oxydase (MAO)*. Une pompe de recaptage de la noradrénaline met aussi fin à son action en la retirant de la synapse pour la ramener dans le neurone présynaptique.
Il existe de multiples récepteurs de la noradrénaline. On peut les classer en récepteurs alpha et bêta, qui se subdivisent eux-mêmes en récepteurs alpha1 et alpha2, de même que bêta1 et bêta2. Différents sous-types de ces récepteurs peuvent en outre se trouver sur les neurones tant présynaptiques que postsynaptiques. Le récepteur alpha2 présynaptique agit à la manière d’un autorécepteur qui freine la libération de la noradrénaline lorsque celle-ci s’y lie.
Tout comme l’acétylcholine, la noradrénaline est un neurotransmetteur qui joue un rôle important dans le SNP. Par la stimulation des récepteurs alpha et bêta, le système nerveux sympathique participe activement à la régulation des appareils cardiovasculaire, respiratoire et autres.
Dans l’encéphale, la noradrénaline est acheminée par deux voies principales. Celle qui conduit à l’hypothalamus et au système limbique semble jouer un rôle fonctionnel dans les troubles affectifs (humeur) comme la dépression et la manie*. Celle qui conduit au cortex cérébral et au cervelet semble liée à la régulation du cycle veille-sommeil, à l’anxiété*, à l’apprentissage, à la mémoire et à la perception de la douleur.
Dopamine
Dans les neurones dopaminergiques, la tyrosine, un acide aminé, est convertie en L-dopa* (lévodopa), à son tour convertie en dopamine par une enzyme de décarboxylation.
L’action de la dopamine est interrompue par son recaptage ou sa dégradation par deux enzymes, la COMT et la MAO.
L’effet de la dopamine est fonction du type de récepteur et de son emplacement (présynaptique ou postsynaptique), ainsi que de l’emplacement de la voie dopaminergique dans laquelle elle agit. La voie dopaminergique détermine la région de l’encéphale qui sera soumise à l’effet de la dopamine.
On connaît plusieurs types de récepteurs dopaminergiques; ces récepteurs ont un effet régulateur sur la transmission neuronale de la dopamine. On peut les trouver sur les neurones présynaptiques, où ils agissent comme autorécepteurs, ou sur les neurones postsynaptiques. Il existe cinq types de récepteurs dopaminergiques : D1, D2, D3, D4 et D5. Les antipsychotiques de la première génération (typiques) agissent sur les récepteurs D1 et D2; ils exercent des effets antipsychotiques, mais peuvent aussi provoquer des manifestations indésirables sur le plan de la motricité.
Les antipsychotiques de la deuxième génération (atypiques) agissent également, croit-on, sur les récepteurs D2, mais ils exercent leur action de façon plus spécifique dans la voie mésolimbique. Ils agissent aussi sur d’autres récepteurs dopaminergiques (D1, D3 et D4), mais on ignore la significativité de cette donnée. Les antipsychotiques de la deuxième génération agissent en outre sur les récepteurs sérotoninergiques de type 2 (5-HT2); on pense que l’interaction entre les voies dopaminergiques et sérotoninergiques explique en partie leur caractère atypique.
Dans trois des quatre principales voies dopaminergiques, le corps cellulaire des neurones est contenu dans le mésencéphale (figure 1.2‑8). Les voies dopaminergiques sont :
- la voie nigrostriée;
- la voie mésolimbique;
- la voie mésocorticale; et
- la voie tubéro-infundibulaire.
1) Voie nigrostriée
La voie nigrostriée semble jouer un rôle important dans la coordination motrice. La détérioration de la fonction motrice présente dans la maladie de Parkinson serait causée par la diminution du nombre de neurones dopaminergiques dans cette région. Les médicaments qui dérèglent le système dopaminergique dans ce territoire de l’encéphale, comme certains antipsychotiques classiques plus anciens utilisés dans le traitement de la schizophrénie, peuvent aussi provoquer des symptômes apparentés à ceux des syndromes parkinsoniens.
2) Voie mésolimbique
On croit que l’hyperactivité de la voie dopaminergique mésolimbique, qui émerge aussi du mésencéphale, pourrait provoquer nombre des signes et symptômes de la schizophrénie*. Les antipsychotiques qui inhibent cette voie peuvent être utiles dans le traitement des symptômes psychotiques de la schizophrénie.
3) Voie mésocorticale
La voie mésocorticale peut intervenir dans l’apparition des symptômes positifs et négatifs des psychoses*. Selon certaines théories, l’inhibition de cette voie par les antipsychotiques classiques serait à l’origine de la reproduction ou de l’aggravation des symptômes négatifs de la schizophrénie.
4) Voie tubéro-infundibulaire
La quatrième voie dopaminergique importante prend sa source dans l’hypothalamus. La voie tubéro-infundibulaire participe au contrôle hypothalamique de l’hypophyse. Le dysfonctionnement de ce système dérègle la libération de nombreuses substances endocrines, comme la prolactine* et l’hormone mélanotrope (qui stimule la production de mélanocytes*). Les médicaments qui perturbent le fonctionnement de ce système dopaminergique, comme certains antipsychotiques classiques plus anciens utilisés dans le traitement de la schizophrénie, peuvent avoir des effets indésirables sur les glandes endocrines.
Sérotonine (5 hydroxy-tryptamine ou 5‑HT)
La sérotonine (5-HT) est le produit de la synthèse d’un acide aminé, le tryptophane, par deux enzymes, la tryptophane hydroxylase* et la décarboxylase. Elle est dégradée par la MAO. La sérotonine est recaptée dans le neurone présynaptique par une pompe qui lui est spécifique, semblable à celle de la noradrénaline et de la dopamine.
Il existe de nombreux types de récepteurs de la sérotonine, le plus important étant le 5‑HT2A, qui se trouve sur le bouton postsynaptique. Ce récepteur joue un rôle dans le mécanisme menant à la dépression. Les autres récepteurs sérotoninergiques postsynaptiques sont le 5‑HT1A, le 5‑HT1D, le 5‑HT2C, le 5‑HT3 et le 5‑HT4. Les récepteurs présynaptiques 5‑HT1A et 5‑HT1D sont des autorécepteurs qui, lorsque la sérotonine s’y lie, ralentissent la libération de ce neurotransmetteur et, par conséquent, l’influx nerveux.
Les neurones sérotoninergiques sont peu nombreux dans l’encéphale, mais ils semblent jouer un rôle important dans la régulation de l’humeur et du comportement, la thermorégulation et la perception de la douleur. Les voies sérotoninergiques émergent du mésencéphale et de la protubérance annulaire et se terminent dans le cervelet, le cortex cérébral et les régions hypothalamiques et hypophysaires (figure 1.2‑9).
Acide gamma-aminobutyrique (GABA)
Le GABA est le produit de la synthèse de l’acide glutamique, un acide aminé, par une enzyme, la décarboxylase glutamique. Son action est interrompue par son recaptage ou sa dégradation par la MAO.
Les récepteurs du GABA sont de deux types : GABA A et GABA B. Les récepteurs GABA A agissent comme des vannes au niveau des canaux du chlorure, et leur fonction peut être modulée par les récepteurs des benzodiazépines.
Le GABA est, dans l’encéphale, le neurotransmetteur inhibiteur le plus courant; il assure la neurotransmission dans 25 à 40 % des synapses de l’encéphale (figure 1.2‑10). On estime que le GABA tient un rôle de premier plan dans la régulation du système dopaminergique neuronal, tant par l’inhibition de la libération de la dopamine par les vésicules synaptiques que par la modulation des réponses postsynaptiques à la dopamine. Il peut de ce fait jouer un grand rôle dans différents troubles psychiatriques.
Acide glutamique
L’acide glutamique est un important neurotransmetteur excitateur du SNC. Une suractivation des synapses glutamatergiques amène de grands influx de calcium aux neurones, ce qui peut entraîner leur mort.
Ce mécanisme de mort neuronale jouerait un rôle important dans des troubles neurologiques aigus, comme l’accident vasculaire cérébral (AVC) et les traumatismes du SNC.
On emploie les antagonistes de l’acide glutamique dans le traitement de la sclérose latérale amyotrophique (SLA)* et de la démence*.
Neurotransmetteurs neuropeptidiques
Les neuropeptides sont des protéines composées de molécules plus grosses que la noradrénaline et l’acétylcholine, qui sont des molécules de très petite taille.
Certains neuropeptides jouent à la fois le rôle d’hormones et de neurotransmetteurs agissant dans l’encéphale. Par exemple, les enképhalines, les endorphines et la substance P – tous des neuropeptides – interviennent dans la perception de la douleur. L’angiotensine II déclenche la soif lorsqu’une personne perd des liquides organiques par le truchement de la voie rénine-angiotensine-aldostérone régissant la quantité de sodium et d’eau présente dans l’organisme.
Purines
L’adénosine triphosphate (ATP) est un nucléotide à base purique. Elle est libérée avec l’acétylcholine, la dopamine et la noradrénaline. L’adénosine triphosphate exerce une action inhibitrice dans les muscles lisses intestinaux et peut-être dans l’encéphale.
Résumé — Chapitre 2 : Neurotransmission
Le neurone est l’unité fonctionnelle du système nerveux. Il est formé d’un corps cellulaire, de dendrites, d’un axone et d’un bouton synaptique.
La neurotransmission désigne la transmission d’une impulsion électrique le long de la membrane d’un neurone et la transmission chimique de messages entre les cellules nerveuses, d’une part, et les cellules ou tissus cibles, d’autre part. Une synapse se forme à l’aire de jonction entre le bouton synaptique de l’axone d’un neurone et les dendrites d’un autre neurone. Les synapses peuvent exercer un effet excitateur ou inhibiteur.
La stimulation électrochimique du bouton synaptique permet aux vésicules synaptiques de libérer des neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Le neurotransmetteur atteint un récepteur postsynaptique sur le dendrite de la cellule réceptrice et déclenche un processus excitateur ou inhibiteur dans ce récepteur. Un potentiel excitateur permet la transmission de l’influx tout au long du neurone récepteur. Un potentiel inhibiteur empêche l’influx nerveux de passer au neurone suivant.
Après son interaction avec la cellule réceptrice, le neurotransmetteur est soit détruit par des enzymes, soit recapté par les vésicules synaptiques et stocké pour usage ultérieur.
Les récepteurs présynaptiques (autorécepteurs), situés sur le bouton synaptique de certains neurones, surveillent les concentrations de neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Par l’information qu’ils transmettent, les autorécepteurs contrôlent la synthèse, la libération et la dégradation des neurotransmetteurs.
Il existe cinq types de neurotransmetteurs :
- l’acétylcholine;
- les adrénergiques – noradrénaline, dopamine, sérotonine;
- les acides aminés – GABA, acide glutamique;
- les neuropeptides; et
- les purines.
Même si un neurone ne libère habituellement qu’un neurotransmetteur, il peut posséder des récepteurs pour plusieurs neurotransmetteurs. L’action du neurotransmetteur est interrompue par sa dégradation ou son recaptage dans la synapse.
Des troubles psychiatriques peuvent survenir si les neurotransmetteurs :
- ne sont pas du tout synthétisés;
- sont synthétisés en quantités insuffisantes;
- sont synthétisés en trop grandes quantités;
- sont synthétisés, mais libérés de façon inadéquate par les vésicules synaptiques;
- ne peuvent produire l’effet désiré sur le récepteur en raison de la diminution du nombre de récepteurs ou de l’insensibilité de ces derniers;
- ne sont pas dégradés ou recaptés à une vitesse normale par les vésicules synaptiques.
Les neurotransmetteurs qui jouent un rôle important dans l’apparition des troubles psychiatriques sont :
- l’acétylcholine;
- la noradrénaline;
- la dopamine;
- la sérotonine;
- l’acide gamma-aminobutyrique (GABA);
- l’acide glutamique.
L’acétylcholine est dégradée par l’acétylcholinestérase. Elle agit par liaison aux récepteurs muscariniques et nicotiniques. Les récepteurs muscariniques périphériques (excitateurs ou inhibiteurs) se trouvent principalement dans les muscles lisses. Les récepteurs nicotiniques périphériques (excitateurs) jouent un rôle dans la contraction des muscles squelettiques.
La noradrénaline est dégradée par la catéchol-O-méthyl-transférase (COMT) et la monoamine-oxydase (MAO). Une pompe de recaptage vient également interrompre son action. La noradrénaline agit par liaison aux récepteurs alpha1, alpha2, bêta1 et bêta2. Les autorécepteurs alpha2 présynaptiques en inhibent la libération.
L’action de la dopamine est interrompue par son recaptage ou sa dégradation par la COMT et la MAO. Les récepteurs qui lui sont spécifiques sont les récepteurs D1, D2, D3, D4 et D5. L’effet de la dopamine est fonction du type de récepteur et de son emplacement (présynaptique ou postsynaptique), ainsi que de l’emplacement de la voie dopaminergique dans laquelle elle agit. Les voies dopaminergiques sont les voies nigrostriée, mésolimbique, mésocorticale et tubéro-infundibulaire. La voie nigrostriée joue un rôle important dans la coordination motrice. L’hyperactivité de la voie mésolimbique provoque des signes et des symptômes de schizophrénie. La voie mésocorticale peut intervenir dans l’apparition de symptômes psychotiques positifs et négatifs. La voie tubéro-infundibulaire participe au contrôle hypothalamique de l’hypophyse.
La sérotonine subit une dégradation enzymatique par la MAO. Elle est recaptée dans le bouton présynaptique par une pompe qui lui est spécifique. Les récepteurs de la sérotonine comprennent le 5-HT2A (récepteur postsynaptique jouant un rôle dans la dépression), le 5-HT2C, le 5-HT3 et le 5-HT4. Les autorécepteurs présynaptiques (5-HT1A et 5-HT1D) inhibent la libération de la sérotonine. Les récepteurs sérotoninergiques interviennent dans la régulation de l’humeur et du comportement, la thermorégulation et la perception de la douleur.
L’action inhibitrice du GABA est interrompue par son recaptage ou sa dégradation enzymatique par la MAO. Les récepteurs du GABA sont les récepteurs GABA A et GABA B. On pense que le GABA contribue à la régulation du système dopaminergique neuronal, tant par l’inhibition de la libération de la dopamine par les vésicules synaptiques que par la modulation des réponses postsynaptiques à la dopamine.
Parmi les autres neurotransmetteurs, on compte l’acide glutamique, les neuropeptides et les purines. L’acide glutamique est un important neurotransmetteur excitateur du SNC. Les neuropeptides agissent dans l’encéphale. L’adénosine triphosphate est libérée avec l’acétylcholine, la dopamine et la noradrénaline; elle pourrait exercer une action inhibitrice dans l’encéphale.
Autoévaluation — Chapitre 2 : Neurotransmission
1
Le neurone se distingue des autres cellules de l’organisme, car il possède :
a. un noyau dans le corps cellulaire.
b. une membrane cellulaire.
c. des prolongements qui partent du corps cellulaire.
d. diverses structures intracellulaires.
2
Les _________________________ sont les fibres nerveuses qui assurent la conduction de l’influx nerveux du corps cellulaire vers d’autres neurones.
3
Vrai ou faux?
4
Définissez le potentiel d’action.
____________________________
____________________________
5
Énumérez quatre anomalies pouvant toucher les neurotransmetteurs.
1) ___________________________
2) ___________________________
3) ___________________________
4) ___________________________
6
Vrai ou faux?
7
Nommez quatre neurotransmetteurs souvent en cause dans la maladie mentale.
1) __________________________
2) __________________________
3) __________________________
4) __________________________
8
Parmi les neurotransmetteurs suivants, lequel participe à la régulation de l’humeur et du comportement?
a. L’acide glutamique
b. La sérotonine
c. L’acétylcholine
d. La noradrénaline
9
Le(s)quel(s) des neurotransmetteurs ci-après est (sont) dégradé(s) par la monoamine-oxydase?
a. L’acétylcholine
b. La dopamine
c. Le GABA
d. L’acide glutamique
e. La noradrénaline
f. La sérotonine
Corrigé de l’autoévaluation — Chapitre 2 : Neurotransmission
1
c. des prolongements qui partent du corps cellulaire
2
axones
3
1) Vrai
2) Faux
Une synapse peut être excitatrice ou inhibitrice
3) Vrai
4
Un potentiel d’action est une impulsion électrique se produisant lorsqu’un neurone achemine de l’information le long d’un axone. C’est la dépolarisation du neurone qui déclenche le potentiel d’action.
5
Quatre des anomalies suivantes :
-
- Certains neurotransmetteurs ne sont pas du tout synthétisés.
- Certains sont synthétisés en quantités insuffisantes.
- Certains sont synthétisés en trop grandes quantités.
- D’autres sont synthétisés, mais libérés de façon inadéquate par les vésicules synaptiques.
- Certains ne peuvent produire l’effet désiré sur le récepteur en raison de la diminution du nombre de récepteurs ou de l’insensibilité de ces derniers.
- D’autres ne sont pas dégradés ou recaptés à une vitesse normale par les vésicules synaptiques.
6
1) Vrai
2) Faux
Un neurone ne libère habituellement qu’un seul type de neurotransmetteur, quoique certains neurones présynaptiques puissent en libérer plus d’un.
3) Vrai
4) Vrai
5) Vrai
7
L’un des quatre neurotransmetteurs suivants :
-
- La sérotonine
- La noradrénaline
- L’acétylcholine
- Le GABA
- L’acide glutamique
8
b. La sérotonine
9
b. La dopamine
c. Le GABA
e. La noradrénaline
f. La sérotonine
Examen
1
Le _____________ est la structure la plus volumineuse de l’encéphale.
2
L’aire sensitivo-motrice de l’encéphale fait partie :
a. du thalamus.
b. du cervelet.
c. du cerveau.
d. du bulbe rachidien.
3
Quelle partie de l’encéphale régit les processus mentaux conscients?
a. Le cervelet
b. Le cerveau
c. La protubérance annulaire
d. Le bulbe rachidien
4
La structure de l’encéphale qu’on appelle parfois le « cerveau émotionnel » est le __________________.
5
La structure qui joue le rôle de « chien de garde » de l’encéphale et en assure la vigilance est __________________.
6
L’axone d’un neurone :
a. possède une membrane spéciale qui laisse pénétrer certaines particules chargées (ions) et en empêche d’autres de passer.
b. correspond au corps cellulaire du neurone.
c. ne participe pas à la transmission des influx nerveux.
d. renferme de la myéline sur sa surface interne.
7
On appelle _________ la jonction entre le dendrite d’un neurone et l’axone d’un autre.
8
L’impulsion électrique voyageant le long d’un neurone s’appelle ___________________.
9
Quelle structure cellulaire stocke et libère les neurotransmetteurs?
________________________
10
Associez la description de la colonne A au bon neurotransmetteur de la colonne B. Les neurotransmetteurs de la colonne B peuvent servir plus d’une fois.
11
La surveillance des concentrations de neurotransmetteurs dans la fente synaptique est assurée par :
a. les autorécepteurs présynaptiques.
b. les récepteurs postsynaptiques.
c. les oligodendrites.
d. la mitochondrie.
12
Le(s)quel(s) des énoncés ci-après est (sont) vrai(s) à propos des neurotransmetteurs?
a. La voie dopaminergique mésocorticale pourrait jouer un rôle dans la schizophrénie.
b. De nombreux médicaments peuvent modifier la quantité de neurotransmetteurs libérés à la synapse.
c. La noradrénaline et l’acétylcholine sont des neurotransmetteurs cholinergiques.
d. La sérotonine joue un rôle important dans la régulation de l’humeur.
Corrigé de l’examen
1
cerveau
2
c. du cerveau
3
b. Le cerveau
4
le système limbique
5
la formation réticulée
6
a. possède une membrane spéciale qui laisse pénétrer certaines particules chargées (ions) et en empêche d’autres de passer.
7
synapse
8
potentiel d’action
9
Les neurotransmetteurs sont stockés et libérés par les vésicules situées dans la terminaison de l’axone des neurones présynaptiques.
10
1 b. sérotonine
2 d. dopamine
3 e. acétylcholine
4 b. sérotonine
c. noradrénaline
d. dopamine
5 a. GABA
11
a. les autorécepteurs présynaptiques.
12
b. De nombreux médicaments peuvent modifier la quantité de neurotransmetteurs libérés à la synapse.
d. La sérotonine joue un rôle important dans la régulation de l’humeur.