3,1,2/ Le système nerveux à l’échelle microscopique

3/ La jonction synaptique, transmission chimique

Observation de synapses en MET : http://bio.m2osw.com/gcartable/systeme nerveux/synapm.e..JPG

Du neurone à la pensée diapo CNRS : https://lejournal.cnrs.fr/diaporamas/du-neurone-a-la-pensee

observation de la plaque motrice en MO :

http://www.udel.edu/biology/Wags/histopage/colorpage/cne/cnemep.GIF ;

http://www.diplomatie.gouv.fr/fr/IMG/jpg/19gde-2.jpg :

http://histoblog.viabloga.com/images/Diapositive8_4_t.800.jpg,

observation de la plaque motrice en MEB : http://www.udel.edu/biology/Wags/histopage/empage/em/em3.gif ;

Passage d'une cellule à l'autre : la synapse. Un message nerveux est transmis d'un neurone à d'autres neurones ou à des myocytes par des synapses.

Synapse [grec Συν : syn : ensemble ; Ηαπτειν : haptein : toucher, saisir] = point de connexion entre deux neurones.

1 mm3 de substance grise du cortex peut contenir 5 milliards de synapses.

Étapes de la transmission synaptique :

1. Arrivée du message nerveux (= PA, influx nerveux)

2. Migration des vésicules de NT vers la FS

3. Exocytose des vésicules et libération du NT dans la FS

4. Fixation des NT sur la membrane PS

5. Création éventuelle d'un nouveau PA ou contraction du myocyte

6. Dégradation et recapture des NT

Les neurotransmetteurs sont stockés au niveau de l'élément présynaptique dans des vesicules. Le contenu de ces vésicules est libéré (de 1 000 à 2 000 molécules en moyenne) dans l'espace synaptique au moment de l'arrivée d'un potentiel d'action. Les neurotransmetteurs (neuromédiateurs) sont des composés chimiques libérés par les neurones qui peuvent se fixer à un récepteur spécifique :

• sur un autre neurone → transmission de l'influx nerveux

• sur un myocyte → contraction du muscle.

Au niveau d'une synapse, le message nerveux présynaptique, codé en fréquence de potentiels d'action, est traduit en message chimique codé en concentration de neurotransmetteur. La quantité de neurotransmetteur libérée par un potentiel d’action présynaptique est insuffisante pour déclencher un potentiel d’action post-synaptique, c'est la sommation temporelle ou spatiale qui permet la naissance d'un potentiel d'action post synaptique.

synapse, (bouton synaptique, neuromédiateur exocytose, fente synaptique, récepteur post-synaptique,

Logiciel « Nerf » de Pierre Perez à télécharger :  https://disciplines.ac-toulouse.fr/svt/les-logiciels-de-pierre-perez ; http://tice.svt.free.fr/spip.php?

animation fonctionnement synapse : https://planet-vie.ens.fr/thematiques/cellules-et-molecules/la-transmission-synaptique

Synapse chimique, Codage électrique en fréquence, codage chimique en concentration.

relais synaptique

4/ Les neurotransmetteurs, molécules à récepteur

Les neurotransmetteurs sont divisés en plusieurs catégories :

• monoamines : synthétisées à partir d'un acide aminé : catécholamines (dopamine, (nor)adrénaline) ← tyrosine ; sérotonine ← tryptophane ; GABA ← acide glutamique ; histamine ← histidine

• acides aminés : acide glutamique, acide aspartique, glycine

• endorphines, molécules similaires aux opiacés

• substances chimiques diverses : acétylcholine, adénosine, …

Beaucoup de substances utilisées comme les hormones dans l'organisme (insuline & glucagon du pancréas) deviennent des neurotransmetteurs dans le système nerveux central. Inversement, les neurohormones (GnRH de l'hypothalamus) sont sécrétées comme les neurotransmetteurs et agissent comme une hormone.

Selon la nature du neurotransmetteur, l'élément postsynaptique aura comme réponse un potentiel postsynaptique inhibiteur (ex : Glycine) ou excitateur (ex : glutamate, acétylcholine),

acétylcholine : https://libmol.org/?pubchem=187&embedded=1

récepteur : https://libmol.org/?pdb=3pmz&embedded=1

recepteur+curare : https://libmol.org/?pdb=3pmz&embedded=1

recepteur+nicotine : https://libmol.org/?libmol=336&embedded=1

Modélisation de neurotransmetteurs et son récepteur / logiciel Rastop

Récepteur nicotinique de l'acétylcholine

\recepteur_nicotinique_lacetylcholine.pdb

Complexe entre l'acétylcholine et son récepteur, l'AchBP (Biding Protein)

\achbp_nicotine.pdb

Complexe entre la cobratoxine et un récepteur à l'acétylcholine

\achbp_cobratoxine.pdb

http://www.librairiedemolecules.education.fr/recherche.php?typeclassification=chimique&theme=mol&idcat=recept_neurotransmetteur

acétylcholine, botox, curare, nicotine, strychnine 

Exp de Milner (1952) sur les circuits de la récompense 

bpnnevideo sur addiction au porno : https://www.facebook.com/hashtag/wearelovers

Extraire des informations pour comprendre certains comportements addictifs face à des molécules exogènes.

Utiliser un logiciel de modélisation et visualisation moléculaire pour comparer neurotransmetteurs et molécules exogènes.

La prise de substances exogènes (alcool, drogues) peut entraîner la perturbation des messages nerveux et provoquer des comportements addictifs.

Animation McGill : La jonction neuromusculaire et la contraction des muscles : http://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_06/i_06_m/i_06_m_mou/i_06_m_mou.html

comment se fait la jonction nerf-muscle ? Video Corpus 5’30 : https://youtu.be/oK3esXMQxaI

la synapse neuromusculaire met en jeu l’acétylcholine.

La formation puis la propagation d’un potentiel d’action dans la cellule musculaire entraînent l’ouverture de canaux calciques à l’origine d’une augmentation de la concentration cytosolique en ions calcium, provenant du réticulum sarcoplasmique pour les muscles squelettiques.