Neurotransmetteurs

Que sont les neurotransmetteurs?

À l'intérieur du cerveau, il y a environ 86 milliards de neurones. Tous ces neurones forment une carte complexe des connexions et des voies qui composent nos comportements, pensées, souvenirs, mouvements, discours, etc. La façon dont ces neurones forment ces connexions passe par ce qu'on appelle une «synapse», le point auquel le signal électrique (synapse électrique) ou chimique (synapse chimique) est transféré d'une cellule à une autre.

Les signaux électriques sont transférés lorsque les deux cellules impliquées sont physiquement connectées par de minuscules trous, à travers lesquels les impulsions nerveuses sont transmises. Ces types de signaux ont tendance à être plus rapides que ceux de type chimique. Néanmoins, ils ont également tendance à être moins flexibles que leurs homologues.

Les signaux chimiques, par contre, se produisent lorsque les cellules impliquées ne se touchent pas physiquement. Au lieu de cela, entre eux, il y a un espace très étroit, de l'ordre de 0,02 micron, qui doit être comblé par des molécules particulières. Les molécules chargées de réaliser ce pont sont celles appelées neurotransmetteurs.

Le premier neurotransmetteur découvert était l'acétylcholine. L'expérience qui a conduit à sa découverte a été révélée dans un rêve à un scientifique autrichien appelé Otto Lowei en 1921.

Comment fonctionne la synapse chimique?

Une synapse chimique implique un certain nombre de composants. Il s'agit avant tout d'un neurone présynaptique, à partir duquel l'influx nerveux est envoyé, et d'un neurone postsynaptique, d'où provient l'influx nerveux.

Des vésicules contenant des neurotransmetteurs peuvent être trouvées au niveau du bouton terminal de l'axone du neurone présynaptique. Lorsqu'un signal chimique est transféré, les neurotransmetteurs à l'intérieur des vésicules sont sécrétés dans l'espace synaptique par un processus appelé exocytose. Au cours de ce processus, les membranes des vésicules fusionnent avec celle du bouton présynaptique, libérant les neurotransmetteurs dans l'espace.

De l'autre côté de l'espace, les neurotransmetteurs qui viennent d'être libérés se lient aux récepteurs membranaires du neurone postsynaptique. Ces récepteurs membranaires sont de grosses protéines ancrées dans la membrane cellulaire du neurone postsynaptique. Une fois que les neurotransmetteurs se lient aux récepteurs, ils déclenchent une cascade d'événements au sein de la cellule qui modifieront son comportement interne.

Les neurotransmetteurs qui conduisent à la propagation du signal chimique par la cellule réceptrice sont appelés neurotransmetteurs excitateurs. Ceux qui réduisent la probabilité que le neurone récepteur propage le signal sont appelés neurotransmetteurs inhibiteurs.

La liaison entre les neurotransmetteurs et les récepteurs membranaires se produit d'une manière qui est quelque peu similaire à une serrure et une clé. Pour que la liaison se produise, la serrure (récepteur) et la clé (neurotransmetteur) doivent avoir des formes parfaitement complémentaires. Aussi un peu comme cela se produit avec les serrures et les clés, une seule clé (neurotransmetteur) peut être capable de déverrouiller un certain nombre de verrous (récepteurs) différents. Différentes serrures (récepteurs), d'autre part, peuvent être déverrouillées par différentes clés (récepteurs).

Combien de types différents de neurotransmetteurs et de récepteurs existe-t-il?

Jusqu'à présent, on sait qu'il existe des centaines de récepteurs différents et plus de soixante neurotransmetteurs différents. Les molécules considérées comme des neurotransmetteurs comprennent des acides aminés tels que le glutamate; les monoamines, telles que la sérotonine; des peptides tels que des peptides opioïdes et d'autres molécules telles que l'acétylcholine ou des gaz solubles, tels que le monoxyde d'azote (NO). Les molécules telles que NO ont leur propre mécanisme d'action, dans lequel le gaz diffuse et pénètre simplement dans la membrane du neurone récepteur.

Habituellement, pour qu'une molécule soit considérée comme un neurotransmetteur, elle doit satisfaire à un certain nombre de critères différents. Par exemple, il doit être produit à l'intérieur d'un neurone, il doit être trouvé dans le bouton terminal du neurone et il doit également être libéré dans l'espace synaptique lorsqu'un potentiel d'action stimule la cellule. De plus, la molécule libérée doit produire un effet sur le neurone postsynaptique et ce même effet doit être démontré par expérimentation externe. Un autre critère est qu'après la transmission du signal, la molécule est rapidement désactivée. Le monoxyde d'azote, qui peut être considéré comme un neurotransmetteur, ne répond cependant pas à tous ces critères, ce qui montre qu'il existe toujours des exceptions à la règle.

Quels sont les principaux neurotransmetteurs?

Certains des neurotransmetteurs les plus connus sont l'acétylcholine, la dopamine, le GABA, le glutamate, la norépinéphrine (également appelée noradrénaline) et la sérotonine. Tous, à l'exception de l'acétylcholine, appartiennent à la famille des amines ou des acides aminés.

Les effets de chacun des différents neurotransmetteurs peuvent varier beaucoup en fonction de l'endroit où se trouve le récepteur, de quel type de récepteur il s'agit et des circonstances de son activation. Vous trouverez ci-dessous un aperçu de certains de ces effets.

Acétylcholine

Il semble que, parmi de nombreux autres rôles, l'acétylcholine joue un rôle important dans l'apprentissage et la mémoire. Il peut également jouer un rôle dans les émotions et l'humeur et dans l'état de veille. Les neurones qui produisent ce neurotransmetteur sont répartis dans tout le cerveau et les récepteurs qui s'y lient sont les récepteurs muscariniques et les récepteurs nicotiniques, le même récepteur qui se lie à la nicotine.

La dopamine

La dopamine est le principal neurotransmetteur du plaisir ou du sentiment de récompense. Si quelque chose vous fait du bien, la dopamine a probablement un rôle à jouer. En dépit d'être responsable d'une émotion aussi agréable, la dopamine a néanmoins son propre inconvénient. La plupart des substances addictives connues qui existent de nos jours affectent la libération de dopamine. Jusqu'à présent, on sait que la dopamine peut se lier à 5 récepteurs différents (D1 à D5). Les drogues telles que la cocaïne et les amphétamines sont des agonistes indirects de la dopamine.

GABA

Le GABA, nom complet acide gamma-aminobutyrique, est le principal responsable de l'inhibition de l'activité nerveuse. Le but principal de ce neurotransmetteur est de ralentir le cerveau. Les récepteurs GABA sont divisés en deux types: les récepteurs GABA A et les récepteurs GABA B. Les médicaments qui agissent comme des agonistes du GABA, comme l'alcool ou les benzodiazépines, sont sans surprise associés à un effet sédatif.

Glutamate

Contrairement au GABA, le glutamate est l'interrupteur «marche» du cerveau. Son objectif principal est d'exciter le neurone qui le reçoit, ce qui augmente la probabilité qu'un tel neurone libère son propre mélange de neurotransmetteurs. Il existe de nombreux types de récepteurs du glutamate, dont certains sont NMDA, Kainate et AMPA. La kétamine est un antagoniste des récepteurs Kainate, ce qui signifie qu'elle produira des effets opposés à ce que fait habituellement le glutamate.

Norépinéphrine

Fondamentalement, le rôle principal de la norépinéphrine est de préparer le corps à l'action. La libération de norépinéphrine est à son plus bas pendant le sommeil et a ses plus hauts niveaux dans les situations de stress de danger. La noradrénaline se lie aux récepteurs adrénergiques alpha-1, alpha-2, bêta-1 et bêta-3. Les amphétamines et les méthamphétamines interagissent avec les récepteurs de la norépinéphrine.

Sérotonine

La sérotonine est probablement l'un des neurotransmetteurs les plus connus parmi les psychonautes. Son rôle principal dans le cerveau est celui d'améliorer l'état général de l'humeur. Il existe de nombreux récepteurs associés à ce neurotransmetteur, qui peuvent être divisés en sept familles. En raison de la variété des différents récepteurs auxquels la sérotonine peut se lier et des effets en aval que la liaison à la sérotonine peut produire, ce neurotransmetteur peut finir par avoir des effets sur une multitude de neurotransmetteurs différents dans différentes parties du cerveau. Des médicaments tels que la MDMA et le LSD interagissent avec les récepteurs de la sérotonine.

Où puis-je trouver plus d'informations?

Pour en savoir plus sur le cerveau, consultez « le cerveau de haut en bas », pour avoir un aperçu de tous les différents neurotransmetteurs, consultez cette liste, pour un résumé des principaux neurotransmetteurs, consultez ce tableau.