Neurotransmission-2013

Report
Neurotransmission
• I Mécanismes généraux de la TS
• II. Transmission Cholinergique
• III. Transmission Glutamatergique
• IV. Transmission GABAergique
• http://perso.univ-rennes1.fr/francois.tiaho
I Mécanismes généraux de la
neurotransmission
•
1. Définition et aperçu historique de la neurotransmission
•
2. Comparaison hormone-neuromédiateur
•
3. Propriétés des neurotransmetteurs
•
4. Mécanisme d’exocytose
•
5.Neurotoxines à action présynaptique
•
6. Nature chimique, biosynthèse et inactivation des neuromédiateurs.
•
7. Récepteurs ionotropique et métabotropique
•
8. Sommation spatio-temporelle et genèse du potentiel d’action
Prix Nobel de médecine et physiologie
• 1906: Camillo GOLGI et Santiago RAMON Y CAJAL découvrent
la structure du neurone.
• 1932: Sir Charles Scott SHERRINGTON et Edgar Douglas
ADRIAN: découvrent le fonctionnement des neurones.
-Neurotransmission inhibitrice.
- Le terme synapse est créé.
• 1936: Sir Henry Hallett DALE et Otto LOEWI : découvrent la
neurotransmission cholinergique.
• 1970: Sir Bernard KATZ , Ulf VON EULER, Julius AXELROD
découvrent la neurotransmission noradrenergique.
Propriétés des neuromédiateurs
Williams (eds). Sinauer Associates
Transmission synaptique
Directe
D’après: Neuroscience, 2nd edition. Purves, Augustine, Fitzpatrick, Katz, McNamara,
Hormone
Transmission synaptique
diffuse
Williams (eds). Sinauer Associates
NEM:N-EthylMaléïmide = réactif
NSF: NEM-Sensitive Fusion protein = ATPase cytosolique
SNAP: Soluble NSF Attachement Proteins = partenaire de NSF
SNARE: SNAP Receptor = cibles de de SNAP
D’après: Neuroscience, 2nd edition. Purves, Augustine, Fitzpatrick, Katz, McNamara,
1.4. Acteurs moléculaires de l’exocytose
1. 4. Mécanisme d’exocytose
2. Fusion
Potentiel d’action
1. Arrimage
D’après M. De Waard et al. m/s 14, 1998.
1.5 Toxines à activité pré-synaptique
•
Inhibition de l’exocytose
–
Toxines clostridiales : protéases
•
•
–
Toxines de cône: bloqueurs de canaux calciques
•
•
–
Conus geographus toxine
Conus magnus toxine
Toxines d’araignée : bloqueurs de canaux calciques
•
•
Toxine botulinique
Toxine tétanique
Agatoxine (Agelenopsis aperta)
Inactivation de la neurotransmission
–
Toxine d’araignée: protéases dégradant un inhibiteur de
l’exocytose
•
–
a-latrotoxine
Toxines de serpents: bloqueurs de canaux potassiques
•
–
Dendrotoxine (mamba vert: Dendroaspis viridis ou jamesoni et mamba noir:
Dendroaspis polylepis).
Insecticides: activateurs de canaux sodiques
•
•
Deltaméthrines : molécules synthétique de la famille des pyrétrénoïdes.
DDT (Dichlorodiphényltrichloroéthane).
1.6. Nature chimique, biosynthèse et inactivation des neuromédiateurs
D’après: Neuroscience, 2nd edition. Purves, Augustine, Fitzpatrick, Katz, McNamara,
Williams (eds). Sinauer Associates
• 1.7. Récepteurs ionotropique et métabotropique
• 1.8. Sommation spatio-temporelle et genèse du potentiel
d’action
II.Neurotransmission cholinergique
• 2.1. Localisation des neurones cholinergiques
• Jonction neuromusculaire
• Neurones du SN autonome
• Noyaux septal et de Meynert
• 2.2. Biosynthèse, dégradation et récapture
• 2.3. Les récepteurs post-synaptiques
•
•
•
•
Récepteur canaux ioniques
Récepteurs métabotropiques
Mécanismes ioniques du PPM
Mode d’action des récepteurs muscariniques
• 2.4. Pharmacologie des récepteurs cholinergiques
• 2.5. Action thérapeutique des antagonistes cholinergiques
2.1. Innervation cholinergique musculaire
2.1. Localisation des neurones cholinergiques
dans le système nerveux autonome
2.1. Innervation cholinergique du cortex
2.2. Biosynthèse, dégradation et récapture
2.3. Récepteurs cholinergiques post-synaptiques
Récepteurs nicotiniques
-Canaux cationiques
-PPSE
-Transmission synaptique rapide
Récepteurs muscariniques
-Couplés à des Protéines G
-Module l’activité de canaux
-Transmission synaptique diffuse
2.3. Courants nicotiniques et genèse du PPM
Erwin NEHER et Bert SACKMANN, Prix Nobel 1991
2.3. Actions muscariniques du système parasympathique
R-M1 et R-M3
Récepteurs
Inositol-tri-phosphate,
calcium
Seconds messagers
+
Activation, contraction,
sécrétion, production NO,...
R- M2
AMP cyclique ⇓
Effets cellulaires
Inhibition, relâchement,
2.4. Pharmacologie des récepteurs cholinergiques
Muscarine extrait de champignon amanite tue-mouche (Amanita
muscaria)
Atropine extraite de plantes salonacées comme la belladone, le datura,
la jusquiane et la mandragore
Curare: extrait de liane d’Amazonie (Chondodendron tomentosum et
Strychnos toxifera).
2.5. Actions thérapeutiques des antagonistes cholinergiques
Action thérapeutique des antagonistes nicotiniques:
-Ce sont des curarisants utilisés en thérapeutique pour provoquer un relâchement des
muscles squelettiques pendant les interventions chirurgicales.
-Concerne 95% des patients anesthésiés.
Action thérapeutique des antagonistes muscariniques (atropiniques):
-Mydriatiques
Ils sont administrés sous forme de collyre et dilatent la pupille
-Bronchodilatateurs
Ils sont administrés par voie pulmonaire, sous forme d'aérosol, dans le traitement préventif
et curatif de l'asthme.
-Antiparkinsoniens
On admet que la maladie de Parkinson est la conséquence de la destruction des neurones
dopaminergiques, entraînant un excès de l’effet cholinergique. Les antiparkinsoniens de
synthèse par leurs effets atropiniques réduisent ce fonctionnement cholinergique
relativement excessif.
III. Neurotransmission glutamatergique
• 3.1. Localisation des neurones glutamatergiques
• 3.2. Biosynthèse, dégradation et récapture
• 3.3. Les récepteurs post-synaptiques
– 3.1.R. canaux ioniques
– 3.2.R. métabotropiques
• 3.4. Plasticité synaptique et mémoire déclarative
• 3.5.Ischémie cérébrale
3.1. Localisation des neurones glutamatergiques
Dans le cortex cérébral
3.1. Localisation des neurones glutamatergiques
dans l’ hippocampe
Réseaux de neurones de l’hippocampe
Cortex entorhinal→ voie perforante → cellules granulaires → fibres moussues → neurones π (CA3) →
collatérale de Schatter → neurones π (CA1) → fornix → hypothalamus + cortex associatif )
3.2. Biosynthèse, dégradation et recapture
3.3. Récepteurs post-synaptiques du glutamate
Récepteurs ionotropiques
-Récepteur AMPA
(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionate)
-Récepteur kaïnate
(neurotoxine, algue rouge Digenea simplex)
-Récepteur NMDA
(N-methyl-D-aspartate)
Récepteurs métabotropiques
3.3 Activation des récepteurs AMPA et NMDA
-1. Récepteur AMPA
-Perméabilité: (Na, K)
-Transmission rapide
-2. Récepteur kaïnate (neurotoxin)
-Perméabilité: (Na, K)
-Désensibilisation rapide du récepteur.
-3. Récepteur NMDA Perméabilité: (Na, K, Ca)
Activation lente, potentialisée par
la glycine et
bloquée par le magnésium.
3.3. Activation des récepteurs glutamatergiques métabotropes
mGluR(1-8)
Gq
IP3 / DAG
Gi
AMPc
3.4. Plasticité synaptique et mémoire déclarative
Hippocampe et mémoire spatiale
Mécanisme cellulaire de la mémoire
3.4. Plasticité synaptique et mémoire déclarative
Mécanisme de la LTP
3.5. Ischémie cérébrale
• Définition de l’ischémie cérébrale
• Effet du déficit d’ATP sur la libération de glutamate
• Activation des R-NMDA et neurotoxicité
IV. Neurotransmission GABAergique
4.1. Localisation des neurones GABAergique
4.2. Biosynthèse, dégradation et récapture
4.3. Les récepteurs post-synaptiques
4.4.Pharmacologie des récepteurs GABA
4.1. Localisation des neurones GABAergique
Neurones GABAergique
du cerveau
4.2. Biosynthèse, dégradation et recapture
4.3. Les récepteurs post-synaptiques du GABA
Canaux chlore GABA A ou C
Cl-
Récepteur
GABA B
4.4. Pharmacologie des récepteurs canaux du GABA
picrotoxine
Benzodiazépines
Cl
GABA
Barbituriques
Bicuculline
Stéroïdes
Agonistes:
- Muscimol (R-GABA A)
- Propofenol (R-GABA A)
- Baclofène (R-GABA B)
Les R-GABA sont des cibles thérapeutiques:
Anesthésiques
Anxyolitiques
Anticonvulsivant (antiépileptiques)

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