Quelles sont les fonctions des neurotransmetteurs dans le cerveau ?

Comme nous le savons tous, le corps humain est doté de nombreux nerfs. La raison pour laquelle les gens peuvent faire beaucoup de choses de manière ordonnée et la raison pour laquelle le comportement humain peut être contrôlé par le cerveau de manière ordonnée est que les neurotransmetteurs jouent un rôle irremplaçable dans ces activités de la vie. Il existe de nombreuses façons de transmettre les signaux nerveux chez l'homme, notamment par le biais de substances chimiques. À quoi servent donc les neurotransmetteurs dans le cerveau ?

Utilisation des neurotransmetteurs dans le cerveau :

Synthèse de l'émetteur

L'acétylcholine est synthétisée à partir de la choline et de l'acétyl-CoA sous la catalyse de la choline acétyltransférase (choline acétyltransférase). Comme l’enzyme est présente dans le cytoplasme, l’acétylcholine est synthétisée dans le cytoplasme puis absorbée et stockée par les vésicules. La synthèse de la noradrénaline utilise la tyrosine comme matière première. Tout d'abord, la dopa est synthétisée sous la catalyse de la tyrosine hydroxylase, puis la dopamine (catécholéthylamine) est synthétisée sous l'action de la dopa décarboxylase (amino-acide décarboxylase). Ces deux étapes se déroulent dans le cytoplasme. La dopamine est ensuite captée dans des vésicules, où elle est à nouveau synthétisée en noradrénaline par la dopamine β-hydroxylase et stockée dans les vésicules. La synthèse de la dopamine est exactement la même que les deux premières étapes de la noradrénaline, sauf que la noradrénaline n'est plus synthétisée après l'entrée de la dopamine dans les vésicules car les vésicules stockant la dopamine ne contiennent pas de dopamine β-hydroxylase. La synthèse de la 5-hydroxytryptamine utilise le tryptophane comme matière première. Tout d'abord, le 5-hydroxytryptophane est synthétisé sous l'action de la tryptophane hydroxylase, puis le 5-hydroxytryptophane est synthétisé en 5-hydroxytryptamine sous l'action de la 5-hydroxytryptophane décarboxylase (amino-acide décarboxylase). Ces deux étapes se déroulent dans le cytoplasme ; ensuite, la 5-hydroxytryptamine est absorbée dans les vésicules et stockée dans les vésicules. Le GABA est synthétisé à partir du glutamate par décarboxylation catalytique du glutamate. La synthèse des peptides transmetteurs est exactement la même que celle des autres hormones peptidiques. Elle est régulée par les gènes et synthétisée par traduction sur les ribosomes.

Libération de l'émetteur

Lorsque l'influx nerveux atteint la terminaison, celle-ci génère un potentiel d'action et un transfert d'ions Ca2+ de l'extérieur de la membrane vers l'intérieur de celle-ci, ce qui provoque la fusion d'un certain nombre de vésicules avec la membrane présynaptique. Une rupture apparaît alors au niveau de l'adhérence entre les vésicules et la membrane présynaptique, et les neurotransmetteurs et autres contenus des vésicules sont libérés dans la fente synaptique. Le processus de libération des neurotransmetteurs de la membrane présynaptique est appelé exocytose ou efflux. Dans ce processus, le transfert de Ca2+ est important. Si la concentration extracellulaire de Ca2+ est réduite, la libération de neurotransmetteurs est inhibée ; tandis que si la concentration extracellulaire de Ca2+ est augmentée, la libération de neurotransmetteurs est augmentée. Ce fait montre que la quantité de Ca2+ entrant dans la membrane depuis l'extérieur est directement liée à la quantité de neurotransmetteur libérée ; le Ca2+ est un facteur nécessaire à la fusion étroite de la membrane vésiculaire et de la membrane présynaptique. On pense généralement que le Ca2+ peut avoir deux effets :

① Réduit la viscosité de l’axoplasme, ce qui est bénéfique pour le mouvement des vésicules ;

② Élimine le potentiel négatif dans la membrane présynaptique, facilitant ainsi le contact et la fusion des vésicules avec la membrane présynaptique. Lorsque la vésicule se rompt et libère des neurotransmetteurs et d’autres contenus dans la fente synaptique, sa coque externe peut toujours rester dans la membrane présynaptique (elle peut également fusionner avec la membrane présynaptique et devenir un composant de la membrane présynaptique), et peut plus tard revenir à son état d’origine et continuer à synthétiser et à stocker des neurotransmetteurs.

L'exocytose des vésicules synaptiques jusqu'à la restauration de la membrane vésiculaire peut être divisée en six phases suivantes :

① Les vésicules synaptiques se rapprochent de la zone active de la membrane présynaptique ;

② Les vésicules adhèrent à la structure de la clôture synaptique ;

③ La vésicule entre en contact avec la membrane présynaptique et les deux membranes fusionnent ;

④ La membrane de fusion se divise et libère des neurotransmetteurs dans la fente synaptique ;

⑤ La membrane de la vésicule est incorporée à la membrane présynaptique ;

⑥La membrane à bulles est récupérée et réutilisée. Au cours du processus de recyclage des membranes vésiculaires, certaines membranes ne forment pas de vésicules fonctionnelles et n'entrent pas dans la circulation. Au lieu de cela, elles sont dégradées par les lysosomes et renvoyées au corps cellulaire pour être retraitées par transport axoplasmique inverse. Dans le même temps, de nouvelles vésicules sont délivrées aux terminaisons nerveuses via un transport axoplasmique antérograde.

Après avoir été libérés de la membrane présynaptique, les neurotransmetteurs se lient immédiatement aux récepteurs membranaires postsynaptiques correspondants, générant un potentiel de dépolarisation synaptique ou un potentiel d'hyperpolarisation. Se traduisant par une augmentation ou une diminution de l’excitabilité du nerf postsynaptique. À partir de ce moment, le signal électrique de l’influx nerveux a effectué une traversée entre les synapses.