NEUROTRANSMISSION: COMPRENDRE COMMENT LES NEURONES COMMUNIQUENT
John Signer | Février 2025
Comprendre les bases en neurosciences
Dans ce premier article, nous aborderons un processus essentiel : comment les neurones reçoivent et transmettent l’information. Cette étape fondamentale servira de base à une exploration plus approfondie des neurosciences dans les articles et chapitres suivants.
Anatomie d’un neurone
Les dendrites, ce sont des prolongements du corps cellulaire qui permettent la réception de signaux afférents. Ceux-ci sont excitateurs (induisant une réponse électrique dans le neurone), ou inhibiteurs. Un neurone reçoit plein de signaux, parfois contradictoires. Il va interpréter la somme de ces signaux en un seul signal clair. La décision de transmettre le signal plus loin est prise dans le segment initial de cette région appelée “axone”, dont on va parler d’ici peu. Cette décision dépend de la dépolarisation induite par les signaux afférents. Plus il y a de signaux excitateurs, plus la cellule est dépolarisée. Lorsque un certain seuil de dépolarisation est atteint, le potentiel d’action est déclenché et se propage le long de l’axone.
Le corps cellulaire assure les fonctions vitales du neurone. Il est responsable, entre autres, de la synthèse de trois types de protéines essentielles à la neurotransmission : les neurotransmetteurs (signaux chimiques), les canaux ioniques (responsables de la dépolarisation cellulaire) et les récepteurs membranaires (qui captent les signaux chimiques).
L’axone, c’est un prolongement du neurone qui communique le signal reçu à une ou plusieurs cellules cibles. Il conduit électriquement le signal du corps cellulaire jusqu’à ses terminaisons axonales, souvent ramifiées, lui permettant ainsi d’impacter plusieurs cellules dans la région qu’il cible. Sans trop entrer dans les détails, l’axone a la particularité d’être parfois entouré d’une “enveloppe” lipidique appelée myéline, permettant une accélération énorme de la conduction du signal électrique (en induisant des “sauts” du potentiel électrique aussi saugrenue l’idée soit elle).
Quelques éclaircissements
Dépolarisation et Potentiel d’action
Nous avons évoqué la dépolarisation et le potentiel d’action sans entrer dans les détails. Pour bien comprendre la section suivante, il faut imaginer le mécanisme sous-jacent à la dépolarisation : les neurones possèdent des canaux dits ionotropiques, qui s’ouvrent lorsqu’un neurotransmetteur s’y lie. L’ouverture de ces canaux permet l’entrée d’ions sodium (Na⁺), chargés positivement, dans la cellule nerveuse. Cette entrée réduit la charge négative à l’intérieur du neurone. C’est ce qu’on appelle dépolarisation. Lorsque la dépolarisation atteint un certain seuil, des canaux ioniques supplémentaires s’ouvrent, amplifiant le signal et induisant ainsi la propagation du potentiel d’action le long de l’axone.
Neurotransmetteurs
Glutamate, GABA, Sérotonine, Adrénaline, Dopamine, Acétylcholine. Certains de ses noms vous sont familiers? Ce sont des neurotransmetteurs. Des molécules libérées par les neurones agissant sur d’autres neurones ou certaines cellules du corps. Ceux-ci sont d’abord synthétisés dans le corps cellulaire du neurone, puis transportés dans l’arborisation axonale, où ils seront stockés dans de petits “sacs” appelés vésicules synaptiques. A leur libération, les neurotransmetteurs seront relâchés dans un espacé appelé fente synaptique – qui est la zone située entre les deux neurones. La terminaison axonale est dite présynaptique tandis que le dendrite ou corps cellulaire recevant le signal est post-synaptique.
La neurotransmission, étape par étape
Voici un guide résumant les points essentiels du processus :
I. Le potentiel d’action atteint les terminaisons axonales.
II. Des canaux calciques (Ca2+) dits “voltage-dépendants” s’ouvrent à l’arrivée du potentiel d’action. Ceux-cis permettent une entrée massive de calcium dans la cellule.
III. L’entrée massive de calcium induit la fusion des vésicules synaptiques avec la membrane du neurone et ainsi la libération des neurotransmetteurs dans la fente synaptique.
IV. Les neurotransmetteurs lient les récepteurs post-synaptiques correspondants et les activent. Ces récepteurs peuvent être soit ionotropiques (des canaux induisant l’entrée de ions chargés positivement dans le neurone), soit métabotropiques (des récepteurs entraînant une cascade de signalisation intracellulaire modulant l’activité neuronale).
V. Lorsque le neurotransmetteur est excitateur (par exemple, le glutamate), il active les canaux sodiques, entraînant une dépolarisation du neurone. En revanche, lorsqu’il est inhibiteur (par exemple, le GABA), il cible notamment les canaux à chlorure (Cl⁻), parmi d’autres, provoquant une hyperpolarisation du neurone, ce qui réduit sa susceptibilité à déclencher un potentiel d’action. Le neurone va interpréter la somme de l’ensemble des signaux convergents au neurone, en un seul signal clair.
VI. Après avoir exercé leur effet, les neurotransmetteurs sont rapidement soit dégradés, soit récupérés par le neurone présynaptique ou encore diffusent en dehors de la fente synaptique, diminuant ainsi leur concentration locale.