Neurotransmetteurs

Comment les neurones communiquent-ils entre eux ? Comment les impulsions sont-elles envoyées dans le cerveau ? Les neurones sont les unités de base du système nerveux, ils font partie intégrante de nombreuses fonctions et se comptent par milliards. Les neurones jouent un rôle essentiel dans la réception, l'intégration, le traitement et la transmission des informations provenant du monde extérieur à d'autres neurones ou à des structures non neuronales (appelées effecteurs). Ils communiquent par le biais d'impulsions nerveuses, qui sont activées par des neurotransmetteurs. Alors, que sont les neurotransmetteurs ?

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    Comment les neurones communiquent-ils entre eux ? Comment les impulsions sont-elles envoyées dans le cerveau ? Les neurones sont les unités de base du système nerveux, ils font partie intégrante de nombreuses fonctions et se comptent par milliards. Les neurones jouent un rôle essentiel dans la réception, l'intégration, le traitement et la transmission des informations provenant du monde extérieur à d'autres neurones ou à des structures non neuronales (appelées effecteurs). Ils communiquent par le biais d'impulsions nerveuses, qui sont activées par des neurotransmetteurs. Alors, que sont les neurotransmetteurs ?

    • Nous allons nous plonger dans le monde des neurotransmetteurs en psychologie.
    • Tout d'abord, nous donnerons une définition des neurotransmetteurs.
    • Ensuite, nous explorerons le fonctionnement des neurotransmetteurs, en discutant de leur fonction et en donnant des exemples de neurotransmetteurs.
    • En outre, nous mettrons en évidence les différents types de neurotransmetteurs.
    • Enfin, nous aborderons les différents troubles associés au dysfonctionnement des neurotransmetteurs.

    Neurotransmetteurs, schéma d'un cerveau tenu par une main, StudySmarterFig. 1 - Les neurotransmetteurs sont des messagers chimiques du système nerveux.

    Que sont les neurotransmetteurs ?

    Les neurotransmetteurs facilitent la communication entre les neurones.

    Lesneurotransmetteurs sont des messagers chimiques qui envoient des signaux des neurones à d'autres neurones ou à des structures réceptrices.

    Les structures réceptrices comprennent les glandes, les muscles et les organes, officiellement connus sous le nom d'organes effecteurs. Ce sont des tissus ou des organes qui répondent au signal que leur envoient les neurones et le système nerveux dans son ensemble, comme par exemple l'excrétion d'hormones, la contraction, etc.

    Il existe une fente synaptique entre les neurones, un petit espace où les neurotransmetteurs passent d'un neurone à l'autre. La fente synaptique est le lieu où se déroulent de nombreux processus importants et où les neurotransmetteurs "travaillent".

    Quelle est la fonction d'un neurotransmetteur ?

    La fonction d'un neurotransmetteur est de faciliter la communication entre les neurones, ou entre les neurones et les organes effecteurs. Ils transmettent les informations qui permettent aux animaux de comprendre leur environnement et d'y réagir (changements).

    La libération des neurotransmetteurs au niveau des synapses

    Nous pouvons résumer la libération des neurotransmetteurs de la façon suivante : les neurotransmetteurs sont les messagers chimiques libérés par les neurones présynaptiques (la cellule qui envoie les signaux) dans la fente synaptique, pour se lier à des récepteurs spécifiques sur les neurones postsynaptiques ou les cellules non neuronales (la cellule qui reçoit les signaux).

    Les neuronesprésynaptiques sont les neurones qui envoient le signal, c'est-à-dire qui libèrent les neurotransmetteurs. Les neurotransmetteurs sont libérés à l'extrémité de l'axone du neurone présynaptique (terminal de l'axone).

    Les neuronespostsynaptiques sont les neurones qui reçoivent le signal, c'est-à-dire qui génèrent une réponse (un potentiel d'action) lorsque les neurotransmetteurs se lient à leurs récepteurs. La réception du signal se fait généralement au niveau des dendrites. Un neurone postsynaptique peut également être présynaptique s'il libère des neurotransmetteurs après avoir reçu et traité les neurotransmetteurs d'un autre neurone.

    La fente synaptique est le très petitespace entre les neurones pré et postsynaptiques.

    Diagramme de synapse, neurone présynaptique, neurone postsynaptique, fente synaptique, StudySmarterFig. 2. Schéma de la synapse.

    Examinons le processus de communication synaptique et de libération des neurotransmetteurs :
    • Un neurone présynaptique a reçu un stimulus et génère un potentiel d'action qui se propage jusqu'au terminal de son axone. Là, le changement de potentiel membranaire porté par le potentiel d'action déclenche le processus de libération des neurotransmetteurs : les vésicules transportant les neurotransmetteurs fusionnent avec la membrane du neurone, de sorte que les neurotransmetteurs sont libérés dans la fente synaptique.

    Un potentiel d'action est un changement de la charge électrique dans une cellule. Seules certaines cellules, comme les neurones, peuvent produire un potentiel d'action. Habituellement, le côté interne de la membrane a une charge négative par rapport à l'extérieur de la membrane d'une cellule. Cependant, lorsqu'un potentiel d'action est déclenché, l' intérieur de la cellule devient plus positif. Tous les changements de potentiel de la membrane ne se transforment pas en potentiel d'action, mais lorsqu'ils se produisent, ce changement de charge déclenche d'autres processus dans la cellule. Dans les neurones, le changement de charge positive descend généralement le long de l'axone jusqu'à la terminaison de l'axone.

    Lepotentiel membranaire désigne la différence de charge électrique à travers la membrane d'un neurone entre son environnement interne et son environnement externe.

    • Dans la fente synaptique, les neurotransmetteurs diffusent et atteignent la cellule postsynaptique. Ils vont alors se lier à leurs récepteurs spécifiques sur la membrane postsynaptique, et déclencher une réaction dans la cellule.
    • Les neurotransmetteurs peuvent alors affecter le potentiel de la membrane du neurone ou de la cellule réceptrice, ce qui peut provoquer un autre potentiel d'action dans le neurone ou la cellule réceptrice(dépolarisation) ou le stabiliser(hyperpolarisation).

    Les neurotransmetteurs peuvent avoir un effet excitateur ou inhibiteur, dont nous parlerons bientôt ! La fonction et l'effet d'un neurotransmetteur sur la cellule réceptrice (neurone postsynaptique) varient en fonction du neurotransmetteur libéré et du récepteur dont dispose la cellule réceptrice pour recevoir le neurotransmetteur.

    Neurotransmetteurs, schéma de la fente synaptique libérant des neurotransmetteurs et image colorée d'un bouton terminal et de vésicules synaptiques, StudySmarter.

    Fig. 3 : (a) La fente synaptique est l'espace entre le terminal de l'axone ou le bouton terminal d'un neurone et la dendrite d'un autre neurone. (b) Sur cette image pseudo-colorée obtenue au microscope électronique à balayage, un bouton terminal (vert) a été ouvert pour révéler les vésicules synaptiques (orange et bleu) qui se trouvent à l'intérieur.

    Les neurotransmetteurs déclenchent ou inhibent une impulsion dans le neurone suivant. Après leur libération, les neurotransmetteurs sont éliminés de la fente synaptique par plusieurs processus, tels que la recapture et la dégradation du neurotransmetteur.

    Il y a ici beaucoup de mots-clés qui peuvent prêter à confusion. Un excellent moyen de s'en souvenir est d'apprendre en priorité les principaux. Les préfixes (pré et post) indiquent la direction dans laquelle va le neurotransmetteur.

    Par exemple, un neurotransmetteur diffuse du neurone PREsynaptique, à travers la fente synaptique, vers le neurone POSTsynaptique.

    Que deviennent les neurotransmetteurs une fois qu'ils ont rempli leur fonction ?

    Les neurotransmetteurs doivent être éliminés après un court laps de temps dans la fente synaptique, car sinon le signal neuronal ne s'arrêterait pas et les neurones ou les cellules effectrices ne pourraient pas revenir à leur état de repos. En d'autres termes, il est essentiel pour mettre fin à la transmission synaptique.

    Les neurotransmetteurs peuvent être éliminés de la fente synaptique par trois méthodes :

    • Ladiffusion: la diffusion est le système le plus basique pour éliminer les neurotransmetteurs de la fente synaptique. Dans cette méthode, les neurotransmetteurs vont simplement s'éloigner de la fente et des cellules pré- et postsynaptiques.
    • Recapture: la cellule présynaptique ou les cellules gliales entourant les neurones peuvent réabsorber les neurotransmetteurs. Parfois, les récepteurs liés aux neurotransmetteurs dans les cellules postsynaptiques peuvent également être absorbés par endocytose.
    • Dégradation enzymatique: les enzymes qui décomposent certains types de neurotransmetteurs peuvent être libérées dans la fente synaptique, et les produits résultant de la digestion peuvent être absorbés par les cellules environnantes.

    Après chaque signal, la fente synaptique est débarrassée des neurotransmetteurs pour permettre le traitement indépendant des signaux à venir. Cependant, si un nouveau neurotransmetteur est libéré avant que le précédent ne soit éliminé, les deux signaux fonctionnent ensemble.

    Quels sont les différentstypes de neurotransmetteurs?

    Selon la réaction de la cellule postsynaptique, les neurotransmetteurs peuvent être classés comme excitateurs ou inhibiteurs. Ils peuvent également être divisés en fonction de leur structure chimique :

    • Les neurotransmetteurs acides aminés (glutamate et GABA).
    • Neurotransmetteurs monoaminergiques (épinéphrine, dopamine, sérotonine)
    • Neurotransmetteurs peptidiques (ocytocine, somatostatine).

    Lesneurotransmetteurs monoaminergiques sont des molécules formées par un groupe amino (-NH2) lié à un anneau aromatique par une chaîne de deux carbones (-CH2-CH2). Toutes les monoamines sont dérivées des acides aminés aromatiques phénylalanine, tyrosine ou tryptophane.

    Comme nous l'avons dit précédemment, le récepteur joue un rôle dans la façon dont un neurotransmetteur affecte le neurone postsynaptique. De même, chaque type de neurotransmetteur aura un impact différent sur le neurone postsynaptique.

    La recherche sur les neurotransmetteurs met en évidence le fait que les scientifiques découvrent chaque jour de plus en plus de types de neurotransmetteurs ; on ne peut donc pas dire que nous avons trouvé tous les types de neurotransmetteurs.

    Neurotransmetteurs excitateurs et inhibiteurs

    Ce tableau résume les différences entre les neurotransmetteurs excitateurs et les neurotransmetteurs inhibiteurs.

    Type de neurotransmetteurDéfinitionExemples de neurotransmetteurs
    Neurotransmetteurs excitateurs

    Ces neurotransmetteurs augmentent les chances qu'un potentiel d'action se produise dans le neurone postsynaptique ou la cellule réceptrice.

    Glutamate, épinéphrine, norépinéphrine
    Neurotransmetteurs inhibiteurs

    Ces neurotransmetteurs diminuent les chances qu'un potentiel d'action se produise dans le neurone postsynaptique ou la cellule réceptrice.

    GABA, glycine et sérotonine

    Il s'agit essentiellement de savoir si le neurotransmetteur provoquera ou non un potentiel d'action dans le neurone postsynaptique.

    Le neurotransmetteur provoque un potentiel d'action en affectant et en influençant le flux d'ions à travers les membranes cellulaires des neurones pour provoquer un effet excitateur ou inhibiteur.

    Exemples de neurotransmetteurs

    Il existe une vaste gamme de neurotransmetteurs, et ils peuvent avoir des effets différents sur leur cellule cible. Explorons les différents exemples de neurotransmetteurs.

    • Lanoradrénaline mobilise le cerveau et le corps pour l'action, elle est impliquée dans la réaction de lutte ou de fuite. Elle est également connue sous le nom de norépinéphrine. Malgré leurs similitudes, elle agit plus spécifiquement sur les récepteurs que l'épinéphrine, affectant principalement la contraction musculaire.
    • Leglutamate est l'un des principaux neurotransmetteurs excitateurs impliqués dans l'apprentissage, la mémoire et la cognition et un précurseur du GABA. Un excès de glutamate peut entraîner des problèmes tels que l'épilepsie et des cas d'excitotoxicité.
    • L'épinéphrine joue également un rôle dans la réaction de lutte ou de fuite, en augmentant le rythme cardiaque et le taux de glucose dans le sang, et est libérée par les glandes surrénales.
    • L'acétylcholine affecte le système nerveux central et périphérique et est responsable d'activités telles que la contraction des muscles lisses dans le système nerveux autonome.
    • Ladopamine est plus communément associée aux voies de la récompense dans le cerveau, impliquées dans la motivation et les sensations de plaisir. Le dysfonctionnement de la dopamine est étroitement lié à la schizophrénie et à la maladie de Parkinson. Elle peut également avoir des effets inhibiteurs. C'est pourquoi le type de récepteur auquel elle se lie est essentiel pour distinguer ses effets. La dopamine est un neurotransmetteur qui inhibe également les mouvements et aide à la coordination. C'est pourquoi lorsque les niveaux de dopamine sont faibles, comme dans les cas de maladie de Parkinson, une personne peut être aux prises avec des troubles du mouvement (un symptôme clé de la maladie de Parkinson).
    • LeGABA (acide gamma-aminobutyrique), formé à partir du glutamate, inhibe ou réduit les neurotransmetteurs excitateurs qui affectent le système nerveux central. Il est également associé aux humeurs et aux émotions. Comme le glutamate est l'un des principaux neurotransmetteurs excitateurs, le GABA est l'un des neurotransmetteurs les plus inhibiteurs.
    • Lasérotonine (5-HT) est étroitement associée à la modulation des humeurs et des émotions et à la régulation du sommeil. Les troubles émotionnels tels que la dépression sont souvent liés au dysfonctionnement de la sérotonine.

    La sérotonine et la dopamine sont également des exemples de neuromodulateurs. Les neuromodulateurs sont des molécules qui affectent la signalisation neuronale.

    Lorsque l'on considère les effets des neurotransmetteurs tels que la sérotonine, le GABA et l'épinéphrine sur le corps, on peut dire que les neurotransmetteurs ont un impact significatif sur les comportements.

    La sérotonine peut rendre une personne plus calme et plus détendue, tandis que l'épinéphrine (adrénaline), un facteur essentiel de la réaction de lutte ou de fuite, peut avoir l'effet inverse sur le comportement. Une personne se sentira plus alerte et anxieuse et éprouvera des sentiments de peur avec l'épinéphrine.

    De même, la dopamine affecte de manière significative les comportements, principalement lorsque ces comportements entraînent la libération de dopamine.

    L'aire tegmentale ventrale (ATV) est l'une des principales zones associées à la dopamine dans le cerveau, car elle contient beaucoup de neurones dopaminergiques. Elle est reliée à la nigra substantielle, un autre point névralgique des zones dopaminergiques du cerveau.

    La VTA est très fortement associée aux sentiments de récompense et de motivation. Par conséquent, elle est étroitement liée à la toxicomanie et à l'addiction, car les drogues ont un impact sur la libération et la recapture de la dopamine et prolongent artificiellement ces sentiments.

    La cocaïne a un effet inhibiteur sur les transporteurs de dopamine dans ces deux zones dopaminergiques : elle inhibe la recapture de la dopamine dans la VTA. Ainsi, la dopamine présente dans ces zones dopaminergiques reste plus longtemps dans les synapses, ce qui prolonge les sensations de récompense. C'est ce qui provoque cette fameuse sensation d'euphorie lorsque les gens prennent de la cocaïne. La cocaïne prolonge essentiellement les effets de la dopamine dans les voies de récompense du cerveau.

    La dépendance devient un problème lorsqu'il faut de plus grandes quantités de cocaïne pour produire le même effet.

    Neurotransmetteurs, schéma de la structure chimique de la dopamine, StudySmarterFig. 3. La dopamine est un neurotransmetteur impliqué dans les voies de la récompense du cerveau.

    Troubles des neurotransmetteurs en psychologie

    Lorsque tout va bien avec les neurotransmetteurs, tu peux naviguer dans ta vie quotidienne sans trop d'entraves. Ton cerveau peut fonctionner et réagir en conséquence à différentes situations.

    Cependant, certains troubles peuvent survenir lorsqu'il y a un déséquilibre au niveau des neurotransmetteurs.

    • Ladépression est un trouble de l'humeur associé à la sérotonine et à la dopamine, entre autres neurotransmetteurs clés. Un faible taux de sérotonine est généralement associé à la dépression.
    • L'anxiété est liée à la noradrénaline/norépinéphrine, qui est associée à la réaction de lutte ou de fuite. Un dysfonctionnement à ce niveau peut induire des sentiments de peur et le besoin de courir car le corps commence à se préparer à une action inutile (c'est pourquoi les personnes qui souffrent d'anxiété ont des rythmes cardiaques et des niveaux de transpiration accrus et éprouvent de la panique).
    • Schizophrénie : elle est associée à un excès de dopamine dans le cerveau, ce qui peut entraîner des symptômes tels que des hallucinations et des troubles du mouvement (balancement d'avant en arrière, pauvreté de la parole et avolition).

    Les médicaments pour ces troubles affectent souvent le neurotransmetteur qui leur est associé.

    Par exemple, les patients schizophrènes prennent souvent des médicaments antipsychotiques qui influencent leur taux de dopamine. Les antipsychotiques typiques bloquent les récepteurs de la dopamine dans le cerveau, empêchant ainsi l'absorption de la dopamine. Les antipsychotiques atypiques affectent la dopamine et d'autres neurotransmetteurs, comme la sérotonine.

    Les personnes souffrant de dépression utilisent souvent des médicaments qui augmentent les niveaux de sérotonine en empêchant la recapture de la sérotonine. Ainsi, la sérotonine reste plus longtemps dans les synapses.

    Les médicaments qui agissent sur les neurotransmetteurs sont souvent appelés agonistes ou antagonistes.

    Lesagonistes agissent en facilitant l'absorption des neurotransmetteurs au niveau des récepteurs du neurone postsynaptique ou de la cellule réceptrice. Ils se lient aux récepteurs synaptiques et facilitent les effets du neurotransmetteur. Les antagonistes ag issent également en se liant aux récepteurs synaptiques. Cependant, ils réduisent les effets d'un neurotransmetteur.

    Ne confonds pas cela avec les effets excitateurs et inhibiteurs. Les agonistes renforcent les effets des neurotransmetteurs excitateurs et inhibiteurs. Cela s'applique également aux antagonistes, car les médicaments antagonistes réduiront l'effet excitateur ou inhibiteur.

    Différences entre les neurotransmetteurs et les hormones

    Les neurotransmetteurs et les hormones sont tous deux des molécules générées dans le corps qui servent à la communication entre les tissus, les organes et les systèmes organiques. Cependant, même si la fonction est similaire, les hormones et les neurotransmetteurs sont très différents. Ils varient dans leurs :

    • leurs propriétés chimiques,
    • leur emplacement,
    • vitesse d'action,
    • la durée de l'effet,
    • les cellules cibles

    Résumons les différences dans le tableau suivant :

    DifférencesNeurotransmetteurs

    Hormones

    Propriétés chimiquesPetites moléculesGrosses molécules
    Emplacement de l'effetSynapsesGlandes endocrines, organes cibles
    Vitesse de l'effetRapide, de quelques millisecondes à quelques secondesPlus lent, de quelques secondes à quelques minutes
    Durée de l'effetBrève, de quelques secondes à quelques minutesPlus long, de quelques minutes à quelques heures
    Cellules ciblesNeurones, cellules musculairesCellules dans tout le corps
    FonctionRéguler la transmission synaptique, la communication des neuronesRéguler divers processus physiologiques, tels que la croissance et le développement, le métabolisme et la reproduction.


    Neurotransmetteurs - Principaux enseignements

    • Les neurotransmetteurs sont des messagers chimiques du cerveau qui permettent aux neurones de communiquer entre eux à travers la fente synaptique. Les neurotransmetteurs sont libérés du neurone présynaptique par les vésicules synaptiques, dans la fente synaptique, et reçus par le neurone postsynaptique ou la cellule non neuronale (organes effecteurs).
    • Les neurotransmetteurs affectent alors le potentiel membranaire du neurone ou de la cellule réceptrice, ce qui peut provoquer un autre potentiel d'action dans le neurone ou la cellule réceptrice (dépolarisation), ou le stabiliser (hyperpolarisation).
    • On peut classer les neurotransmetteurs en deux grandes catégories : les neurotransmetteurs excitateurs et les neurotransmetteurs inhibiteurs. On peut également classer les neurotransmetteurs en différents types, par exemple les neurotransmetteurs monoaminergiques et les neurotransmetteurs acides aminés, pour n'en citer que quelques-uns.
    • Les neurotransmetteurs excitateurs augmentent les chances qu'un potentiel d'action se produise dans le neurone postsynaptique. Les neurotransmetteurs inhibiteurs diminuent les chances qu'un potentiel d'action se produise dans le neurone postsynaptique.
    • La dopamine est un exemple de neurotransmetteur dont les effets excitateurs et inhibiteurs dépendent du récepteur auquel il se lie dans le neurone postsynaptique.

    Références

    1. Fig. 2 : Schéma de la transmission synaptique par Spielman, R. M., Jenkins, W. J., & Lovett, M. D. (2020). 3.2 Les cellules du système nerveux. In Psychologie 2e. OpenStax. https://openstax.org/books/psychology-2e/pages/3-2-cells-of-the-nervous-system (crédit b : modification du travail de Tina Carvalho, NIH-NIGMS ; les données sur les barres d'échelle proviennent de Matt Russell).
    2. Licence Creative CommonsCe travail est placé sous une licence Creative Commons Attribution 4.0 International License.
    Questions fréquemment posées en Neurotransmetteurs
    Qu'est-ce qu'un neurotransmetteur ?
    Un neurotransmetteur est une molécule chimique produite par les neurones pour transmettre l'influx nerveux entre les cellules nerveuses, appelées synapses.
    Quels sont les principaux neurotransmetteurs ?
    Les principaux neurotransmetteurs sont la dopamine, la sérotonine, l'acétylcholine, le GABA et la noradrénaline.
    Quel est le rôle des neurotransmetteurs en psychologie ?
    Les neurotransmetteurs jouent un rôle crucial dans la régulation de l'humeur, la motivation, la récompense, l'apprentissage, la mémoire et d'autres fonctions psychologiques.
    Comment les neurotransmetteurs peuvent être liés aux troubles psychologiques ?
    Les déséquilibres de neurotransmetteurs peuvent être associés à des troubles psychologiques, tels que la dépression, l'anxiété, le trouble bipolaire ou la schizophrénie.

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    Les neurotransmetteurs sont libérés à partir de ______

    Les neurones sont reliés entre eux par leurs axones.

    Lesneurotransmetteurs qui augmentent la probabilité qu'un potentiel d'action se produise dans le neurone postsynaptique ou la cellule réceptrice sont appelés _____.

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