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Notion de synapse - Ts

Classe:

Terminale

Thème:

Le tissu nerveux et ses propriétés

Introduction

Dans l'organisme vivant, les neurones établissent des contacts entre eux ou avec les autres cellules.

Ces contacts appelés synapses permettent le passage de l'influx nerveux d'une cellule à une autre :

On parle de transmission synaptique.

Celle-ci se fait suivant un mécanisme qui peut être influencé par certains facteurs.

I. Observation de jonctions neuroniques

I.1 Description d'une synapse

On appelle synapse le contacte entre deux neurones successives (synapse neuro-neuronique) ou entre un neurone et un muscle (synapse neuromusculaire ou plaque motrice) ou encore un neurone et une cellule glandulaire.

Une synapse comprend une membrane présynaptique, la fente synaptique et la membrane postsynaptique.

I.2 Différents types de jonctions neuroniques

Il existe plusieurs types de synapses neuro-neuroniques :

$-\ $ L'axone d'un neurone peut être en contact avec la dendrite du neurone voisin :

Dans ce cas, on parle de synapse axo-dendritique.

$-\ $ L'axone peut être en contact avec le soma du neurone voisin :

Dans ce cas, on a une synapse axo-somatique

$-\ $ L'axone peut être en contact avec l'axone du neurone voisin :

Dans ce cas, on a une synapse axo-axonique

II. Transmission synaptique

I.1 Notion de médiateur chimique

Les neurones excités libèrent au niveau de leur terminaison nerveuse (bouton synaptique), des substances chimiques appelées médiateurs chimiques ou neurotransmetteurs ou encore neuromédiateurs.

Les neuromédiateurs sont nombreux et variés (noradrénaline, dopamine...).

Ils sont fabriqués dans le corps de NISSL du soma puis accumulés et transportés par les vésicules golgiennes vers les boutons synaptiques.

Au niveau de ces boutons synaptiques, les vésicules golgiennes portent le nom de vésicules synaptique.

I.2 Mécanisme de transmission de l'influx nerveux

L'arrivé de l'influx nerveux dans le bouton synaptique provoque l'entrée d'ion $Ca^{2+}$ à l'intérieur de l'axone présynaptique.

Cette entrée a pour effet d'augmenter la perméabilité de la membrane présynaptique et déclenche la libération du neurotransmetteur dans l'espace synaptique par exocytose.

Ces ions seront par la suite expulsés.

Une fois libérées, le neurotransmetteur se fixe sur les sites récepteurs qui sont spécifiques, chimio-dépendant et uniquement localisés sur la membrane postsynaptique.

Cette fixation a pour conséquence la modification de la membrane postsynaptique :

Les canaux à $Na^{+}$ (chimio-dépendants) s'ouvrent, entraînant une entrée brutale de $Na^{+}$ qui détermine, par dépolarisation locale de faible amplitude, la naissance d'un potentiel postsynaptique excitateur $(PPSE)$ qui, lorsqu'il est suffisant, donne un potentiel d'action postsynaptique $(PAPS)$ qui va donc se propager le long du neurone postsynaptique.

Puis une enzyme appelée acétylcholinestérase ou cholinestérase détruit le neurotransmetteur par hydrolyse en ses deux constituants (choline + acide acétique) qui sont réabsorbés par le neurone présynaptique.

Remarque

$-\ $ Les vésicules synaptiques sont uniquement localisées dans le bouton synaptique (coté présynaptique)

$-\ $ Le temps mis pour la réalisation des phénomènes chimiques lors de la transmission synaptique provoque un retard appelé délai synaptique ou retard synaptique d'environs $0.5\,ms$

$-\ $ Hormis les synapses chimiques, il existe des synapses à transmission électriques qui sont très rares et au niveau desquelles, les membranes (présynaptique et postsynaptique) sont étroitement accolées et des protéines permettent le passage direct des ions d'une cellule à une autre.

Cette structure autorise le passage direct et immédiat de l'influx entre deux cellules.

La transmission de l'influx nerveux d'un neurone à un autre se fait dans un seul sens ; axone de l'un vers le dendrite ou soma ou axone de l'autre (Cf. synapse) :

On dit que la transmission de l'influx nerveux est univoque.

I.3 Rôle intégrateur d'un neurone

Soit un motoneurone $D$ ayant des synapses avec des neurones $A$, $B$, et $C$ que l'on peut stimuler simultanément ou isolément avec la même intensité.

$A=$ stimulation du neurone $A$ ;

$B=$ stimulation du neurone $B$ ;

$C=$ stimulation du neurone $C$

$A+B=$ stimulation des neurones $A$ et $B$ ;

$A+C=$ stimulation des neurones $A$ et $C$

$-\ $ Si le délai séparant deux stimulations successives est relativement long, on obtient une faible dépolarisation (locale) ou potentiel récepteur du neurone postsynaptique.

C'est un potentiel postsynaptique excitateur $(PPSE).$

Ce $PPSE$ est inférieur au seuil d'ouverture des canaux à $Na^{+}$ (courbe a).

$-\ $ Si le délai est court, on obtient un potentiel d'action postsynaptique $(PAPS)$ par sommation des $PPSE$ (courbe b).

$-\ $ En utilisant une stimulation simultanée des neurones $A$ et $B$, le seuil est également atteint par sommation des $PPSE$ (courbe c).

$-\ $ Une stimulation de $C$ a abouti à une hyperpolarisation de la membrane postsynaptique.

On obtient un potentiel postsynaptique inhibiteur $(PPSI)$ (courbe d).

$-\ $ $A+C$ est alors inefficace car le bilan est nulle (ni dépolarisation ni hyperpolarisation).

Donc, le seuil de création du potentiel d'action postsynaptique est atteint de deux manières :

$\bullet$ Soit par la libération répétée du neurotransmetteur par le même bouton synaptique : sommation temporelle (courbe b).

$\bullet\ $ Soit par l'addition de $PPSE$ nés simultanément dans plusieurs synapses : sommation spatiale (courbe c)

NB :

$\surd\ $ Les synapses des neurones $A$ et $B$ avec le neurone $D$ sont dites synapses excitatrices car leur stimulation génère des $PPSE.$

Les neurotransmetteurs libérés par de telles synapses sont entre autres : l'acétylcholine, l'adrénaline, la noradrénaline la sérotonine, le glutamate...

Ces synapses sont également appelées synapses cholinergiques en rapport avec l'acétylcholine qui y est libérée.

$\surd\ $ La synapse du neurone $C$ avec le neurone $D$ est dite synapses inhibitrices car sa stimulation génère un $PPSI.$

Le neurotransmetteur émis par le neurone $C$ (le $GABA$ : Acide Gamma Amino Butyrique) est différent de celui des neurones $A$ et $B$ car son récepteur permet l'entrée d'ions $Cl^{-}$ ou la sortie $K^{+}$ ou les deux à la fois.

III. Facteurs influençant la transmission de l'influx nerveux

Le fonctionnement synaptique peut être influencé par diverses substances (drogues, produits de pollution, dopage...).

Ces produits agissent soit sur :

$-\ $ La synthèse des neurotransmetteurs.

Exemple :

La parachlorophénylalanine bloque la synthèse de la sérotonine provoquant une insomnie permanente.

$-\ $ La libération de neurotransmetteurs.

Exemples :

Les amphétamines (produit de dopage) stimulent la libération des médiateurs du groupe de l'adrénaline.

$-\ $ La fixation du neurotransmetteur sur le récepteur.

Exemple :

$\bullet\ $ Le mimétisme : la morphine peut se fixée sur les sites récepteurs des endomorphines (normalement libérées par les neurones du cerveau) pour produire le même effet c'est-à-dire soulager la douleur.

$\bullet\ $ Le blocage : le curare (poison végétale) se fixe sur les récepteurs d'acétylcholine (Ach) empêchant ainsi la transmission synaptique.

$\bullet$ L'inactivation des neurotransmetteurs.

Exemple :

L'ésérine, prostigmine et certains insecticides organochlorés inhibent l'action de la cholinestérase ce qui entraine l'action prolongée de l'Acétylcholine.

Conclusion

Les synapses permettent la transmission de l'influx nerveux d'un neurone à un autre.

La structure et les propriétés du tissu nerveux confèrent aux neurones un rôle intégrateur et ainsi la naissance d'un message pouvant se traduire par un comportement moteur.

Auteur:

Daouda Tine