SYNAPSE NEURALE: STRUCTURE, TYPES ET FONCTIONNEMENT - GEOGRAFÍA - 2024

La synapse neuronale consiste en l'union des boutons terminaux de deux neurones afin de transmettre des informations. A ce propos, un neurone envoie le message, tandis qu'une partie de l'autre le reçoit.

Ainsi, la communication se fait généralement dans un sens: 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 quelques exceptions. Un seul neurone peut recevoir des informations de centaines de neurones.

Parties d'un neurone. Source: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

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

Principaux concepts

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 «fil» allongé et mince qui transporte les messages du noyau du neurone à son bouton terminal.

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

Schéma d'un neurone

Le soma ou le corps cellulaire contient le noyau du neurone; Il possède des mécanismes qui permettent l'entretien de la cellule. Au lieu de cela, les dendrites sont des branches en forme d'arbre du neurone qui partent 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 se connectent. À la fin de tout le processus, les effets de ces synapses donnent lieu à notre comportement.

Un potentiel d'action est le produit de processus de communication au sein d'un neurone. Il contient un ensemble d'altérations de la membrane axonale qui provoquent la libération de substances chimiques ou de neurotransmetteurs.

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

Structure de la synapse neuronale

Processus de transmission synaptique dans les neurones

Les neurones communiquent par les synapses et les messages sont transmis par la libération de neurotransmetteurs. Ces produits chimiques se diffusent dans l'espace liquide entre les boutons terminaux et les membranes qui établissent les synapses.

Neruone présynaptique

Le neurone qui libère les neurotransmetteurs via son bouton terminal s'appelle un neurone présynaptique. Alors que celui qui reçoit les informations est le neurone postsynaptique.

Neurone présynaptique (en haut) et neurone postsynaptique (en bas). L'espace présynaptique est entre les deux

Lorsque ce dernier capte des neurotransmetteurs, des potentiels dits synaptiques sont produits. Autrement dit, ce sont des altérations du potentiel membranaire du neurone postsynaptique.

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

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

Neurone postsynaptique

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

Espace synaptique

Cependant, contrairement à ce que l'on peut penser, les neurones qui fabriquent des synapses chimiques ne se rejoignent pas physiquement. En fait, entre eux, il y a un espace connu sous le nom d'espace synaptique ou fente synaptique.

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

Potentiel d'action

A. Vue schématique d'un potentiel d'action idéal. B. Enregistrement réel d'un potentiel d'action. Source: en: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Pour qu'un échange d'informations se produise entre deux neurones ou synapses neuronales, un potentiel d'action doit d'abord se produire.

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

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

Ces changements électriques entre l'intérieur et l'extérieur du neurone sont médiés par les concentrations existantes d'ions, tels que le sodium et le potassium.

Lorsqu'il y a une inversion très rapide du potentiel de membrane, un potentiel d'action se produit. Il consiste en une brève impulsion électrique, que l'axone conduit 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 par le bouton terminal.

Comment fonctionne une synapse?

Neurone multipolaire. Source: BruceBlaus

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 à l'intérieur.

Les vésicules sont produites dans un mécanisme situé dans le soma appelé appareil de Golgi. Ils sont ensuite transportés à proximité du bouton du terminal. Cependant, ils peuvent également être réalisés sur le bouton terminal avec du matériau «recyclé».

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

Après l'arrivée du potentiel d'action, le neurone présynaptique se dépolarise et les canaux calciques s'ouvrent, entrant dans les ions

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

Le cytoplasme de la cellule capture les morceaux restants de membrane et les transporte vers les citernes. Là, ils sont recyclés, créant de nouvelles vésicules synaptiques avec eux.

Libération de neurotransmetteurs du neurone présynaptique et liaison aux récepteurs sur le neurone postsynaptique

Le neurone postsynaptique a des récepteurs qui capturent les substances qui se trouvent dans l'espace synaptique. Ceux-ci sont connus sous le nom de récepteurs postsynaptiques et, lorsqu'ils sont activés, ils provoquent l'ouverture des canaux ioniques.

Illustration de la synapse chimique. Lorsque suffisamment de canaux sodiques sont ouverts, la cellule postsynaptique se dépolarise et le potentiel d'action continue à travers le neurone.

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

Normalement, les potentiels postsynaptiques excitateurs se produisent lorsque le sodium pénètre dans la cellule nerveuse. Tandis que les inhibiteurs sont produits par la sortie de potassium ou l'entrée de chlore.

L'entrée de calcium dans le neurone provoque des potentiels postsynaptiques excitateurs, bien qu'elle 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.

Il facilite également les changements structurels du neurone après l'apprentissage.

Achèvement de la synapse

Les potentiels postsynaptiques sont normalement 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 éliminées de l'espace synaptique par recapture ou réabsorption par des transporteurs qui se trouvent sur la membrane présynaptique.

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

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

Types de synapse

Synapses électriques

Illustration d'une synapse électrique. Le potentiel d'action est apprécié

En eux, une neurotransmission électrique a lieu. Les deux neurones sont physiquement connectés par des structures protéiques appelées «jonctions lacunaires» ou jonction lacunaire.

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 ne faisaient qu'un.

Synapses chimiques

Schéma d'une synapse chimique. Source: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

La neurotransmission chimique se produit au niveau des synapses chimiques. Les neurones pré et postsynaptiques sont séparés par l'espace synaptique. Un potentiel d'action dans le neurone présynaptique provoquerait la libération de neurotransmetteurs.

Ceux-ci atteignent la fente synaptique, étant disponibles pour exercer leurs effets sur les neurones postsynaptiques.

Synapses excitatrices

Un exemple de synapse neuronale excitatrice serait le réflexe de sevrage lorsque nous nous épuisons. Un neurone sensoriel détecterait l'objet chaud, comme il stimulerait ses dendrites.

Ce neurone enverrait des messages via son axone à ses boutons terminaux, situés dans la moelle épinière. Les boutons terminaux du neurone sensoriel libéreraient des produits chimiques appelés neurotransmetteurs qui exciteraient le neurone avec lequel il se synchronise. Plus précisément, à un interneurone (celui qui sert d'intermédiaire entre les neurones sensoriels et moteurs).

Cela amènerait l'interneurone à envoyer des informations le long de son axone. À leur tour, les boutons terminaux de l'interneurone sécrètent des neurotransmetteurs qui excitent le motoneurone.

Ce type de neurone enverrait des messages le long de son axone, qui se fixe à un nerf pour atteindre le muscle cible. Une fois que les neurotransmetteurs sont libérés des boutons terminaux du motoneurone, 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 sortez un plateau très chaud du four. Vous portez des mitaines pour ne pas vous brûler, cependant, elles sont un peu fines et la chaleur commence à les vaincre. Au lieu de laisser tomber le plateau sur le sol, vous essayez de résister un peu à la chaleur jusqu'à ce qu'il soit sur une surface.

La réaction de retrait de notre corps à un stimulus douloureux nous aurait fait lâcher l'objet, même ainsi, nous avons contrôlé cette impulsion. Comment ce phénomène se produit-il?

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

Il envoie des informations indiquant que si nous lâchons le plateau, cela pourrait être un désastre total. Par conséquent, des messages sont envoyés à la moelle épinière qui empêchent le réflexe de sevrage.

Pour ce faire, un axone d'un neurone dans le cerveau atteint la moelle épinière, où ses boutons terminaux se synchronisent avec un interneurone inhibiteur. Il sécrète un neurotransmetteur inhibiteur qui réduit l'activité du motoneurone, bloquant le réflexe de sevrage.

Surtout, ce ne sont que des exemples. Les processus sont vraiment plus complexes (en particulier ceux inhibiteurs), avec des milliers de neurones impliqués.

Classes Synapse selon les lieux où elles se produisent

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

- Synapses axosomatiques: dans celles-ci, le bouton terminal se synchronise avec le soma ou noyau du neurone.

- Synapses axoaxoniques: le bouton terminal de la cellule présynaptique se connecte à l'axone de la cellule postsynaptique. Ces types de synapses fonctionnent différemment des deux autres. Sa fonction est de réduire ou d'augmenter la quantité de neurotransmetteur libérée par le bouton du terminal. Ainsi, il favorise ou inhibe l'activité du neurone présynaptique.

Des synapses dendrodendritiques ont également été trouvées, mais leur rôle exact dans la communication neuronale n'est pas actuellement connu.

Substances libérées au niveau de la synapse neuronale

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