DOPAMINE: FONCTION, MÉCANISME D'ACTION, SYNTHÈSE - NEUROPSYCHOLOGIE - 2024

La dopamine est un neurotransmetteur produit par une grande variété d'animaux, y compris des êtres vertébrés et invertébrés. C'est le neurotransmetteur le plus important du système nerveux central des mammifères et participe à la régulation de diverses fonctions telles que le comportement moteur, l'humeur et l'affectivité.

Il est généré dans le système nerveux central, c'est-à-dire dans le cerveau des animaux, et fait partie des substances appelées catécholamines. Les catécholamines sont un groupe de neurotransmetteurs qui sont libérés dans la circulation sanguine et comprennent trois substances principales: l'adrénaline, la norépinéphrine et la dopamine.

Molécule 3D de dopamine.

Ces trois substances sont synthétisées à partir de l'acide aminé tyrosine et peuvent être produites dans les glandes surrénales (structures des reins) ou dans les terminaisons nerveuses des neurones.

La dopamine est générée dans plusieurs parties du cerveau, en particulier dans la substance noire, et remplit des fonctions de neurotransmission dans le système nerveux central, activant les cinq types de récepteurs de la dopamine: D1, D2, D3, D4 et D5.

Dans chaque région du cerveau, la dopamine est responsable de l'exécution d'un certain nombre de fonctions différentes.

Les plus importants sont: les mouvements moteurs, la régulation de la sécrétion de prolactine, l'activation du système de plaisir, la participation à la régulation du sommeil et de l'humeur, et l'activation des processus cognitifs.

Le système dopaminergique

Dans le cerveau, il y a des milliers de neurones dopaminergiques, c'est-à-dire des produits chimiques dopaminergiques. Le fait que ce neurotransmetteur soit si abondant et si réparti entre plusieurs régions neuronales a conduit à l'apparition de systèmes dopaminergiques.

Ces systèmes donnent des noms aux différentes connexions dopaminergiques dans les différentes zones du cerveau, ainsi qu'aux activités et aux fonctions que chacun d'eux exerce.

De cette manière, la dopamine et ses projections peuvent être regroupées en 3 systèmes principaux.

Systèmes ultracourts

Il forme deux groupes de neurones dopaminergiques principaux: ceux du bulbe olfactif et ceux des couches plexiformes de la rétine.

La fonction de ces deux premiers groupes de dopamine est principalement responsable des fonctions perceptives, à la fois visuelles et olfactives.

Système de longueur intermédiaire

Ils comprennent des cellules dopaminergiques qui commencent dans l'hypothalamus (une région interne du cerveau) et se terminent dans le noyau moyen de l'hypophyse (une glande endocrine qui sécrète des hormones responsables de la régulation de l'homéostasie).

Ce deuxième groupe de dopamine se caractérise principalement par la régulation des mécanismes moteurs et des processus internes du corps tels que la température, le sommeil et l'équilibre.

Systèmes longs

Ce dernier groupe comprend les neurones de la zone tagmentale ventrale (une région cérébrale située dans le mésencéphale), qui envoient des projections vers trois régions neuronales principales: le néostriatum (les noyaux caudé et putamen), le cortex limbique et d'autres structures limbiques.

Ces cellules dopaminergiques sont en charge des processus mentaux supérieurs tels que la cognition, la mémoire, la récompense ou l'humeur.

Comme nous pouvons le voir, la dopamine est une substance qui peut être trouvée dans pratiquement n'importe quelle région du cerveau et qui effectue un nombre infini d'activités et de fonctions mentales.

Pour cette raison, le bon fonctionnement de la dopamine est d'une importance vitale pour le bien-être des personnes et de nombreuses altérations ont été liées à cette substance.

Cependant, avant de commencer à examiner en détail les actions et les implications de cette substance, nous allons approfondir un peu plus son fonctionnement et ses propres caractéristiques.

Synthèse de la dopamine

La dopamine est une substance endogène au cerveau et en tant que telle, elle est produite naturellement par le corps. La synthèse de ce neurotransmetteur a lieu dans les terminaisons nerveuses dopaminergiques où elles sont en forte concentration des enzymes responsables.

Ces enzymes qui favorisent la production de sérotonine sont la tyrosine hydroxylase (TH) et l'acide aminé aromatique décarboxylase (L-DOPA). Ainsi, le fonctionnement de ces deux enzymes cérébrales est le principal facteur qui prédit la production de dopamine.

L'enzyme L-DOPA nécessite la présence de l'enzyme TH pour se développer et s'ajouter à cette dernière pour produire de la dopamine. De plus, la présence de fer est également nécessaire au bon développement du neurotransmetteur.

Ainsi, pour que la dopamine soit générée et distribuée normalement à travers différentes régions du cerveau, la participation de différentes substances, enzymes et peptides dans le corps est nécessaire.

Mécanisme d'action

La génération de dopamine que nous avons expliquée ci-dessus n'explique pas le fonctionnement de cette substance, mais simplement son apparence.

Après la génération de dopamine, des neurones dopaminergiques commencent à apparaître dans le cerveau, mais ceux-ci doivent commencer à fonctionner pour mener à bien leurs activités.

Comme toute substance chimique, pour fonctionner, la dopamine doit communiquer entre elles, c'est-à-dire qu'elle doit être transportée d'un neurone à un autre. Sinon, la substance resterait toujours immobile et n'effectuerait aucune activité cérébrale ni n'effectuerait la stimulation neuronale nécessaire.

Pour que la dopamine soit transportée d'un neurone à un autre, la présence de récepteurs spécifiques, les récepteurs de la dopamine, est nécessaire.

Les récepteurs sont définis comme des molécules ou des arrangements moléculaires qui peuvent reconnaître sélectivement un ligand et être activés par le ligand lui-même.

Les récepteurs de la dopamine sont capables de distinguer la dopamine des autres types de neurotransmetteurs et d'y répondre uniquement.

Lorsque la dopamine est libérée par un neurone, elle reste dans l'espace intersynaptique (l'espace entre les neurones) jusqu'à ce qu'un récepteur de la dopamine la capte et l'introduise dans un autre neurone.

Types de récepteurs de la dopamine

Il existe différents types de récepteurs de la dopamine, chacun d'eux a des caractéristiques et une fonction spécifique.

Plus précisément, 5 types principaux peuvent être distingués: les récepteurs D1, les récepteurs D5, les récepteurs D2, les récepteurs D3 et les récepteurs D4.

Les récepteurs D1 sont les plus abondants dans le système nerveux central et se trouvent principalement dans le tubercule olfactif, dans le néostriatum, dans le noyau accumbens, dans l'amygdale, dans le noyau sous-thalamique et dans la substantia nigra.

Ils présentent une affinité relativement faible pour la dopamine et l'activation de ces récepteurs conduit à l'activation de protéines et à la stimulation de diverses enzymes.

Les récepteurs D5 sont beaucoup plus rares que D1 et ont un fonctionnement très similaire.

Les récepteurs D2 sont présents principalement dans l'hippocampe, dans le noyau accumbens et dans le néostriatum, et sont couplés aux protéines G.

Enfin, les récepteurs D3 et D4 se retrouvent principalement dans le cortex cérébral et seraient impliqués dans des processus cognitifs tels que la mémoire ou l'attention.

Fonctions de la dopamine

Molécule de dopamine 2D.

La dopamine est l'un des produits chimiques les plus importants du cerveau et remplit donc de multiples fonctions.

Le fait qu'il soit largement distribué dans les régions cérébrales signifie que ce neurotransmetteur ne se limite pas à la réalisation d'une seule activité ou de fonctions présentant des caractéristiques similaires.

En effet, la dopamine participe à de multiples processus cérébraux et permet la réalisation d'activités très diverses et très différentes. Les principales fonctions de la dopamine sont:

Mouvement moteur

Les neurones dopaminergiques situés dans les régions les plus internes du cerveau, c'est-à-dire dans les noyaux gris centraux, permettent la production de mouvements moteurs chez l'homme.

Les récepteurs D5 semblent être particulièrement impliqués dans cette activité et la dopamine est un élément clé pour atteindre une fonction motrice optimale.

Le fait qui révèle le plus ce rôle de la dopamine est la maladie de Parkinson, une pathologie dans laquelle l'absence de dopamine dans les noyaux gris centraux altère considérablement la capacité de l'individu à se déplacer.

Mémoire, attention et apprentissage

La dopamine est également distribuée dans les régions neuronales qui permettent l'apprentissage et la mémoire, comme l'hippocampe et le cortex cérébral.

Lorsqu'une quantité insuffisante de dopamine est sécrétée dans ces zones, des problèmes de mémoire, une incapacité à maintenir l'attention et des difficultés d'apprentissage peuvent survenir.

Les sentiments de récompense

C'est probablement la fonction principale de cette substance puisque la dopamine sécrétée dans le système limbique permet d'éprouver des sensations de plaisir et de récompense.

De cette manière, lorsque nous effectuons une activité qui nous est agréable, notre cerveau libère automatiquement de la dopamine, ce qui nous permet d'éprouver la sensation de plaisir.

Inhibition de la production de prolactine

La dopamine est responsable de l'inhibition de la sécrétion de prolactine, une hormone peptidique qui stimule la production de lait dans les glandes mammaires et la synthèse de progestérone dans le corps jaune.

Cette fonction est exercée principalement dans le noyau arqué de l'hypothalamus et dans l'hypophyse antérieure.

Régulation du sommeil

Le fonctionnement de la dopamine dans la glande pinéale lui permet de dicter le rythme circadien chez l'être humain puisqu'elle permet la libération de mélatonine et produit la sensation de sommeil lorsqu'elle ne dort pas depuis longtemps.

De plus, la dopamine joue un rôle important dans le traitement de la douleur (de faibles niveaux de dopamine sont associés à des symptômes douloureux) et est impliquée dans les actes autoréflexes de nausée.

Modulation de l'humeur

Enfin, la dopamine joue un rôle important dans la régulation de l'humeur, de sorte que de faibles niveaux de cette substance sont associés à la mauvaise humeur et à la dépression.

Pathologies liées à la dopamine

La dopamine est une substance qui exerce de multiples activités cérébrales, son dysfonctionnement peut donc entraîner de nombreuses maladies. Les plus importants sont.

la maladie de Parkinson

C'est la pathologie la plus directement liée au fonctionnement de la dopamine dans les régions cérébrales. En fait, cette maladie est principalement causée par une perte dégénérative de neurotransmetteurs dopaminergiques dans les noyaux gris centraux.

La diminution de la dopamine se traduit par les symptômes moteurs typiques de la maladie, mais elle peut également provoquer d'autres manifestations liées au fonctionnement du neurotransmetteur telles que des problèmes de mémoire, d'attention ou de dépression.

Le principal traitement pharmacologique de la maladie de Parkinson repose sur l'utilisation d'un précurseur de la dopamine (L-DOPA), qui permet d'augmenter légèrement les quantités de dopamine dans le cerveau et d'atténuer les symptômes.

Schizophrénie

L'hypothèse principale de l'étiologie de la schizophrénie est basée sur la théorie dopaminergique, qui stipule que cette maladie est due à une suractivité du neurotransmetteur dopaminergique.

Cette hypothèse est étayée par l'efficacité des médicaments antipsychotiques pour cette maladie (qui inhibent les récepteurs D2) et par la capacité des médicaments qui augmentent l'activité dopaminergique comme la cocaïne ou les amphétamines à générer une psychose.

Épilepsie

Sur la base de diverses observations cliniques, il a été postulé que l'épilepsie pourrait être un syndrome d'hypoactivité dopaminergique, de sorte qu'un déficit de production de dopamine dans les zones mésolimbiques pourrait conduire à cette maladie.

Ces données n'ont pas été totalement contrecarrées mais sont étayées par l'efficacité des médicaments qui ont des résultats efficaces pour le traitement de l'épilepsie (anticonvulsivants), qui augmentent l'activité des récepteurs D2.

Dépendance

Dans le même mécanisme de dopamine qui permet l'expérimentation du plaisir, de la gratification et de la motivation, les bases de la dépendance sont également soutenues.

Les médicaments qui produisent une plus grande libération de dopamine, tels que le tabac, la cocaïne, les amphétamines et la morphine, sont ceux qui possèdent le plus grand pouvoir addictif en raison de l'augmentation de la dopamine produite dans les régions de plaisir et de récompense du cerveau.

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