On va s’intéresser maintenant à la synapse dopaminergique qui véhicule le principal neurotransmetteur : la dopamine. Elle se situe dans le Noyau Accumbens comme vu précédemment dans l'article "Journey to the center of the brain".
La synapse dopaminergique participe a de nombreuses fonctions essentielles à l’organisme (motricité, attention, apprentissage). Mais dans notre cas la dopamine joue un rôle au niveau de la récompense. En effet, elle participe à la mémorisation de stimuli associés à une récompense (ex: aliments/boissons sucrés).
La synapse dopaminergique participe a de nombreuses fonctions essentielles à l’organisme (motricité, attention, apprentissage). Mais dans notre cas la dopamine joue un rôle au niveau de la récompense. En effet, elle participe à la mémorisation de stimuli associés à une récompense (ex: aliments/boissons sucrés).
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| Schéma d'une synapse |
La dopamine est stockée dans les vésicules synaptiques (corps cellulaires et dendrites). La sécrétion de ce neurotransmetteur est régulée par d'autres processus qui se trouvent en amont de la synapse dopaminergique. En effet, les endomorphines et ces mécanismes permettent une libération, ou pas, de dopamine donc un passage de l'influx nerveux jusqu'aux régions du cerveau qui assureront la mise en place de la sensation de plaisir ( le rôle des endomorphines sur la sécrétion de dopamine sera expliqué dans l'article " les recepteurs a endomorphines" ).
Lors de l’arrivée du potentiel d’action qui est favorable au passage de l'influx nerveux, il y a exocytose des vésicules contenant la dopamine. Elles sont libérées au niveau des terminaisons axoniques de dopamine dans la fente synaptique. Finalement la dopamine se fixe sur les récepteurs à dopamine.
Lors de l’arrivée du potentiel d’action qui est favorable au passage de l'influx nerveux, il y a exocytose des vésicules contenant la dopamine. Elles sont libérées au niveau des terminaisons axoniques de dopamine dans la fente synaptique. Finalement la dopamine se fixe sur les récepteurs à dopamine.
- Constitution et fonctionnement
Dans cette synapse on retrouve des récepteurs, appelés récepteurs dopaminergiques. Comme son nom l'indique, ces récepteurs interagissent avec la dopamine.
Ils sont constitués d'une protéine transmembranaire qui passe 7 fois dans la membrane des neurones. Ils ont comme particularité d’être tous liés à une protéine, appelée protéine G. Cette dernière est trimérique, c'est-à-dire qu'elle est composée de 3 sous unités,α, β et γ. La protéine G représente une grande famille de protéines qui sont capables de lier des nucléotides guanyniques (GDP, GTP).
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| Passage de la dopamine dans son récepteur |
Son rôle est d'activer le récepteur au niveau de la synapse pour permettre ou non le passage du signal.
- Récepteurs et caractéristiques
Après avoir étudié le fonctionnement de ces récepteurs, il faut savoir qu’ils sont classés en deux types :
- le type D1 ( ou D1-like) qui se composent des récepteurs dopaminergique D1 et D5 qui ont un effet excitateur sur la neurone, c'est à dire qui facilite la transmission synaptique, donc que le potentiel d'action se propage correctement. Ils augmentent aussi l'activité de la cellule cible.
- Le type D2 ( ou D2-like) composé des récepteurs D2, D3 et D4, qui ont un effet inverse. Ils diminuent l'excitabilité du neurone et la potentialisation s’effondre,et l'activité de la cellule cible est inhibée.
Ces récepteurs ont été séparés en deux groupes car ils possèdent des caractéristiques qui diffèrent quelque peu.
- Premièrement, les récepteurs D1-like et D2-like ne se situent pas au même endroit au niveau de la fente synaptique. Les recepteurs D1-like se trouvent en position post synaptique c'est-à-dire qu'ils situent après la fente synaptique, sur la cellule nerveuse « receveuse » du signal. Dans le cas des D2-like, leur position est à la fois en post synaptique mais aussi en pré synaptique, c'est-à-dire avant la fente synaptique. En position pré-synaptique, ce type de récepteur va permettent la recapture de la dopamine qui vient d'être libérée.
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Schéma d'un synapse dopaminergique
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- Ensuite, la zone de couplage à la proteine G dans la séquence protéique du récepteur n'est pas exactement la même pour un D1-like ou un D2-like. Cette petite différence à une conséquence sur le type de protéine G qui se lie au récepteur.
Avant d'expliquer ces différences, il faut savoir que le fonctionnement de la protéine G couplé au récepteur est le même quelque soit le type de récepteurs. Il suit un cycle :
- Un ligand va se fixer sur le récepteur, dans ce cas-là c'est la dopamine. Cette dernière va enclencher un changement conformationnel du récepteur qui va se lier à la protéine G. ( 1 et 2 )
- La protéine G qui avait un GDP, va le perdre et ce dernier va être remplacé par du GTP. Les sous unités de la protéine G vont se dissocier, α d'un côté et β/γ de l'autre. ( 3 et 4 )
- La sous-unité α va ensuite activer un effecteur ( ici ce sera l'adénylate cyclase, qui sera définit plus tard) ( 5 )
- Après cela, la sous unité α, ayant des activités GTPasique va hydrolyser GTP pour donne GDP+Pi. Le groupement phosphate se détache et la protéine G et reprend son état initial. ( 6 )
- Reprise du cycle ( 1 )
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Cycle de la protéine G
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Le type D1, aura un protéine G appelées Gα. Son action va être de stimuler l'adénylate cyclase et donc la production de cAMP.Le type D2 aura un protéine G appelées Gi/o qui va inhiber l'activité de l'adénylate cyclase et donc diminuer la production de cAMP. L’inhibition ou la stimulation va permettre au signal, devenu chimique dans la fente synaptique, de se transporter jusqu'à la neurone suivante ou de ne pas se propager et de s’arrêter.
L'adénylate cyclase est, une enzyme membranaire qui produit de l'AMP cyclique ou Adénosine monophosphate cyclique ( cAMP). Ce dernier est un messager intracellulaire qui transporte une information de l'extérieur d'une cellule (ici la fente synaptique) à l'intérieur ( la cellule post synaptique). Il est appelé aussi "second messager" car il relais l'action des premiers messagers qui sont Gs et Gi/o. Son rôle est donc de poursuivre la transduction du signal et module l'excitation neuronale.
L'adénylate cyclase est, une enzyme membranaire qui produit de l'AMP cyclique ou Adénosine monophosphate cyclique ( cAMP). Ce dernier est un messager intracellulaire qui transporte une information de l'extérieur d'une cellule (ici la fente synaptique) à l'intérieur ( la cellule post synaptique). Il est appelé aussi "second messager" car il relais l'action des premiers messagers qui sont Gs et Gi/o. Son rôle est donc de poursuivre la transduction du signal et module l'excitation neuronale.
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| Molécule de cAMP |
La production et l'accumulation de cAMP stimule à son tour l'activité des protéines kinases A (PKA).
La fixation des cAMP sur la PKA va déclencher une phosphorylation qui va activer les facteurs de transcriptions. Cela se fait dans la région préfrontal du cerveau, celle de la plasticité cérébrale. Les facteurs de transcriptions vont transcrire un gène cible qui donnera une protéine responsable de la plasticité cérébrale. Ce qui montre le lien entre système de récompense et apprentissage.
Cette image résume les rôles de deux types de récepteurs et leurs conséquences sur le signal transmit.
Lexique :
Transduction : Action d'une cellule qui convertit un signal en un autre
Potentiel d'action : dépolarisation de la membrane plasmique des neurones, qui correspond a un influx nerveux
Exocytose : Fusion des membrane de la vésicule qui contient la dopamine avec la membrane plasmique post-synaptique
Sources :
http://www.drogues-dependance.fr/images/sinformer-2.gif
Bonjour
RépondreSupprimerJuste une erreur de terminologie... on dit "UN neurone" pas une....
Beau travail quand même.
Bill