Structure de la synapse neuronale, types et fonctionnement

Le synapse neuronale consiste en l'union des boutons terminaux de deux neurones dans le but de transmettre des informations. Le mot synapse vient du grec sunaptein, ce qui signifie "mis en place".

À la synapse, un neurone envoie le message, tandis qu'une partie de l'autre le reçoit. Ainsi, la communication se produit généralement dans une direction: du bouton terminal d'un neurone ou d'une cellule à la membrane de l'autre cellule. Bien qu'il soit vrai qu'il existe des exceptions.

Chaque neurone unique reçoit des informations des boutons terminaux d'autres cellules nerveuses. Et, à leur tour, les boutons terminaux de ces derniers se synchronisent avec d’autres neurones.

Le bouton terminal est défini comme un petit épaississement à l'extrémité d'un axone, qui envoie des informations à la synapse. Alors qu'un axone est une sorte de "câble" allongé et mince qui transporte les messages du noyau du neurone à son bouton terminal.

Un seul neurone peut recevoir des informations de centaines de neurones, chacun pouvant établir un grand nombre de synapses.

Les boutons terminaux des cellules nerveuses peuvent se synchroniser avec la membrane du soma ou des dendrites.

Le soma ou corps cellulaire contient le noyau du neurone. Il dispose de mécanismes permettant de maintenir la cellule. D'autre part, les dendrites sont des branches du neurone semblables à un arbre qui part du soma.

Lorsqu'un potentiel d'action traverse l'axone d'un neurone, les boutons terminaux libèrent des produits chimiques. Ces substances peuvent avoir des effets excitateurs ou inhibiteurs sur les neurones avec lesquels elles sont connectées. À la fin du processus, les effets de ces synapses entraînent notre comportement.

Un potentiel d'action est le produit de processus de communication à l'intérieur d'un neurone. Il y a une série d'altérations de la membrane axonale qui provoquent la libération de produits chimiques ou de neurotransmetteurs.

Les neurones échangent des neurotransmetteurs au niveau de leurs synapses pour se transmettre des informations.

Synapses passionnantes

Un exemple de synapses neuronales excitatrices serait le réflexe de sevrage lorsque nous brûlons. Un neurone sensoriel détecterait l'objet chaud, car il stimulerait ses dendrites.

Ce neurone enverrait des messages par son axone à ses boutons terminaux situés dans la moelle épinière. Les boutons terminaux du neurone sensoriel libéreraient des produits chimiques connus sous le nom de neurotransmetteurs qui exciteraient le neurone avec lequel synapta.

Plus précisément, à un interneurone (celui qui intervient entre les neurones sensoriels et moteurs). Cela ferait en sorte que l'interneuron envoie des informations le long de son axone. À leur tour, les boutons terminaux de l'interneurone sécrètent des neurotransmetteurs qui excitent le neurone moteur.

Ce type de neurone enverrait des messages le long de son axone, qui rejoint un nerf pour atteindre le muscle cible. Une fois que les neurotransmetteurs sont libérés par les boutons terminaux du neurone moteur, les cellules musculaires se contractent pour s'éloigner de l'objet chaud.

Synapses inhibitrices

Ce type de synapse est un peu plus compliqué. Il serait donné dans l'exemple suivant: imaginez que vous sortiez un plateau très chaud du four. Vous portez des mitaines pour ne pas vous brûler, mais elles sont minces et la chaleur commence à les dépasser. Au lieu de jeter le plateau au sol, essayez de supporter un peu de chaleur jusqu'à le laisser sur une surface.

La réaction de retrait de notre organisme avant un stimulus douloureux nous aurait fait libérer l'objet, même si nous avons contrôlé cette impulsion. Comment ce phénomène se produit-il?

La chaleur provenant du plateau est perçue, ce qui augmente l'activité des synapses excitatrices sur les motoneurones (comme expliqué dans la section précédente). Cependant, cette excitation est contrecarrée par l'inhibition provenant d'une autre structure: notre cerveau.

Cela envoie des informations indiquant que, si nous déposons le plateau, cela pourrait être un désastre total. Par conséquent, des messages sont envoyés à la moelle épinière pour empêcher le réflexe de retrait.

Pour cela, un axone d'un neurone du cerveau atteint la moelle épinière, où ses boutons terminaux se synchronisent avec un interneurone inhibiteur. Elle sécrète un neurotransmetteur inhibiteur qui réduit l'activité du neurone moteur en bloquant le réflexe de sevrage.

Il est important de noter que ce ne sont que des exemples. Les processus sont vraiment plus complexes (surtout les inhibiteurs), avec des milliers de neurones impliqués.

Potentiel d'action

Pour qu'il y ait échange d'informations entre deux neurones ou synapses neuronales, il faut d'abord qu'il y ait un potentiel d'action.

Ce phénomène se produit dans le neurone qui envoie les signaux. La membrane de cette cellule a une charge électrique. En fait, les membranes de toutes les cellules de notre corps ont une charge électrique, mais seuls les axones peuvent causer des potentiels d'action.

La différence entre le potentiel électrique à l'intérieur du neurone et à l'extérieur s'appelle le potentiel de la membrane.

Ces changements électriques entre l'intérieur et l'extérieur du neurone sont provoqués par des concentrations existantes d'ions, telles que le sodium et le potassium.

Lorsqu'une inversion très rapide du potentiel de la membrane se produit, un potentiel d'action est produit. Il consiste en une brève impulsion électrique que l'axone mène du soma ou du noyau du neurone aux boutons terminaux.

Il faut ajouter que le potentiel de membrane doit dépasser un certain seuil d'excitation pour que le potentiel d'action se produise. Cette impulsion électrique est traduite en signaux chimiques qui sont libérés via le bouton terminal.

Structure de la synapse neuronale

Les neurones communiquent à travers les synapses et les messages sont transmis par la libération de neurotransmetteurs.

Ces produits chimiques diffusent dans l'espace liquide entre les boutons terminaux et les membranes qui constituent les synapses.

Le neurone qui libère les neurotransmetteurs par son bouton terminal est appelé neurone présynaptique. Tandis que celui qui reçoit l'information, c'est le neurone postsynaptique.

Lorsque ce dernier capte des neurotransmetteurs, des potentiels synaptiques sont produits. C'est-à-dire que ce sont des altérations du potentiel membranaire du neurone postsynaptique.

Pour communiquer, les cellules doivent sécréter des substances chimiques (neurotransmetteurs) détectées par des récepteurs spécialisés. Ces récepteurs sont constitués de molécules de protéines spécialisées.

Ces phénomènes se différencient simplement par la distance entre le neurone qui libère la substance et les récepteurs qui la capturent.

Ainsi, les neurotransmetteurs sont libérés par les boutons terminaux du neurone présynaptique et sont détectés par des récepteurs situés dans la membrane du neurone postsynaptique. Les deux neurones doivent être situés à courte distance pour que cette transmission se produise.

Cependant, contrairement à ce que l'on peut penser, les neurones qui fabriquent des synapses chimiques ne s'unissent pas physiquement. En fait, il existe entre eux un espace appelé espace synaptique ou fente synaptique.

Cet espace semble varier d'une synapse à l'autre, mais sa largeur est généralement d'environ 20 nanomètres. Il y a un réseau de filaments dans la fente synaptique qui maintient les neurones pré- et postsynaptiques alignés.

Neurotransmission

La neurotransmission ou transmission synaptique est la communication entre deux neurones due à l'échange de substances chimiques ou de signaux électriques à travers les synapses.

Synapses électriques

En eux, il y a une neurotransmission électrique. Les deux neurones sont physiquement reliés par des structures protéiques appelées "jonctions lacunaires".

Ces structures permettent aux modifications des propriétés électriques d'un neurone d'influencer directement l'autre et vice versa. De cette façon, les deux neurones agiraient comme s'ils étaient un.

Synapses chimiques

Dans ceux-ci se produit une neurotransmission chimique. Les neurones pré et post-synaptiques sont séparés par l'espace synaptique. Un potentiel d'action dans le neurone présynaptique provoquerait la libération de neurotransmetteurs.

Celles-ci arrivent à la fente synaptique, étant disponibles pour exercer leurs effets sur les neurones postsynaptiques.

Substances libérées à la synapse neuronale

Pendant la communication neuronale, non seulement les neurotransmetteurs tels que la sérotonine, l'acétylcholine, la dopamine, la noradrénaline, etc. sont libérés. D'autres produits chimiques, tels que les neuromodulateurs, peuvent également être libérés.

Ceux-ci sont appelés ainsi parce qu'ils modulent l'activité de nombreux neurones dans une certaine zone du cerveau. Ils se séparent en plus grande quantité et parcourent de plus longues distances, se propageant plus largement que les neurotransmetteurs.

Un autre type de substances sont les hormones. Celles-ci sont libérées par les cellules des glandes endocrines situées dans différentes parties du corps, telles que l'estomac, les intestins, les reins et le cerveau.

Les hormones sont libérées dans le liquide extracellulaire (à l'extérieur des cellules) et sont ensuite capturées par les capillaires. Ensuite, ils sont répartis dans tout le corps par la circulation sanguine. Ces substances peuvent se lier aux neurones dotés de récepteurs spéciaux pour les capturer.

Ainsi, les hormones peuvent affecter le comportement, modifiant l'activité des neurones qui les reçoivent. Par exemple, la testostérone semble augmenter l'agressivité chez la plupart des mammifères.

Types de synapses neuronales

Les synapses neurales peuvent être différenciées en trois types selon les endroits où elles se produisent.

- Synapses axodendritiques: Dans ce type, le bouton terminal se connecte à la surface d'une dendrite. Ou, avec les épines dendritiques, qui sont de petites protubérances situées dans les dendrites de certains types de neurones.

- Synapses axosomatiques: dans ceux-ci, le bouton synapta terminal avec le soma ou le noyau du neurone.

- synapses axoaxoniques: le bouton terminal de la cellule présynaptique se connecte à l'axone de la cellule postsynaptique.

Ce type de synapse fonctionne différemment des deux autres.Sa fonction est de réduire ou de renforcer la quantité de neurotransmetteur libérée par le bouton terminal. Ainsi, il favorise ou inhibe l'activité du neurone présynaptique.

Des synapses dendrodendritiques ont également été trouvées, mais leur fonction exacte dans la communication neuronale n'est pas connue actuellement.

Comment se produit une synapse?

Les neurones contiennent des sacs appelés vésicules synaptiques, qui peuvent être grandes ou petites. Tous les boutons terminaux ont de petites vésicules qui transportent des molécules de neurotransmetteurs dans leur intérieur.

Les vésicules sont produites dans un mécanisme situé dans le soma appelé l'appareil de Golgi. Ensuite, ils sont transportés près du bouton du terminal. Cependant, ils peuvent également être produits dans le bouton terminal avec un matériau "recyclé".

Lorsqu'un potentiel d'action est envoyé le long de l'axone, une dépolarisation (excitation) de la cellule se produit. En conséquence, les canaux calciques du neurone sont ouverts, permettant aux ions calcium d'y pénétrer.

Ces ions se lient aux molécules des membranes des vésicules synaptiques qui se trouvent dans le bouton terminal. Ladite membrane est cassée, fusionnant avec la membrane du bouton terminal. Cela produit la libération du neurotransmetteur dans l'espace synaptique.

Le cytoplasme de la cellule capture les restes de membrane et les emmène dans les citernes. Là, ils recyclent, créant de nouvelles vésicules synaptiques avec eux.

Le neurone postsynaptique possède des récepteurs qui capturent les substances présentes dans l'espace synaptique. Ceux-ci sont appelés récepteurs postsynaptiques et, lorsqu'ils sont activés, ils produisent l'ouverture des canaux ioniques.

Lorsque ces canaux s'ouvrent, certaines substances entrent dans le neurone, entraînant un potentiel postsynaptique. Cela peut avoir des effets excitateurs ou inhibiteurs sur la cellule en fonction du type de canal ionique ouvert.

Normalement, les potentiels postsynaptiques excitateurs surviennent lorsque le sodium pénètre dans la cellule nerveuse. Alors que les inhibiteurs sont produits par la sortie du potassium ou l'entrée du chlore.

L'entrée du calcium dans le neurone provoque des potentiels excitateurs post-synaptiques, bien qu'il active également des enzymes spécialisées qui produisent des changements physiologiques dans cette cellule. Par exemple, il déclenche le déplacement des vésicules synaptiques et la libération de neurotransmetteurs.

Cela facilite également les changements structurels dans le neurone après l'apprentissage.

Achèvement de la synapse

Les potentiels post-synaptiques sont généralement très brefs et se terminent par des mécanismes spéciaux.

L'un d'eux est l'inactivation de l'acétylcholine par une enzyme appelée acétylcholinestérase. Les molécules de neurotransmetteurs sont retirées de l'espace synaptique en étant recapturées ou réabsorbées par des transporteurs présents dans la membrane présynaptique.

Ainsi, les neurones présynaptiques et postsynaptiques ont des récepteurs qui captent la présence de substances chimiques autour d'eux.

Il existe des récepteurs présynaptiques appelés autorécepteurs qui contrôlent la quantité de neurotransmetteur qui libère ou synthétise le neurone.

Références

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