Cours sur les Systèmes Neuromodulateurs Diffus PDF

Les systèmes neuromodulateurs diffus I. Généralités sur les systèmes modulateurs diffus II. Les systèmes catécholaminergiques 1) Les catécholamines 2) le système dopaminergique 3) le système noradrénergique 4) le système adrénergique III. Le système s...

Les systèmes neuromodulateurs diffus I. Généralités sur les systèmes modulateurs diffus II. Les systèmes catécholaminergiques 1) Les catécholamines 2) le système dopaminergique 3) le système noradrénergique 4) le système adrénergique III. Le système sérotoninergique IV. Le système cholinergique V. Généralités sur la formation réticulée VI. Drogues et systèmes modulateurs diffus 1) Qu’est-ce qu’une substance psychotrope ? 2) Les anti-psychotiques 3) Les anti-dépresseurs 4) Les stimulants systèmes neuromodulateurs : ensembles de neurones qui modulent l’activité d’autres populations neuronales système nerveux central système excitateur système inhibiteur GABA glutamate acide γ-aminobutyrique systèmes neuromodulateurs caractéristiques générales des systèmes neuromodulateurs : petit nombre de neurones (quelques milliers) corps cellulaires regroupés dans le tronc cérébral (et l’hypothalamus) tronc cérébral  projections atteignant l’ensemble du système nerveux central : réseau étendu à caractère diffus  systèmes neuromodulateurs diffus voies ascendantes : tronc vers le cerveau antérieur voies descendantes : tronc vers la moelle projections locales : tronc vers tronc chaque neurone connecte un grand nombre de neurones : + de 100 000 synapses particulières : de type en passant  notion de transmission volumique Qu’est-ce que la transmission volumique ? concept de base de la neuromodulation rappel : la transmission synaptique les synapses en passant modulent l’excitabilité neuronale : neuromodulation neurone pré-synaptique : transmission point par point par PPSE Glu ou GABA ou PPSI : la sommation (spatiale et temporelle) déclenche ou non un PA sur l’axone neurone neuromodulateur libération du neuromodulateur diffusion dans l’espace extracellulaire liaison à ses récepteurs modification du potentiel de membrane du neurone post-synaptique le seuil d’excitabilité du neurone est modifié : les synapses Glu et GABA deviennent plus ou moins efficaces → une même activité des neurones pré- neurone synaptiques (Glu ou GABA) produit ou non post-synaptique un PA post-synaptique en fonction de la transmission neuromodulatrice PA  Principaux systèmes neuromodulateurs systèmes catécholaminergiques : système dopaminergique système noradrénergique système adrénergique systèmes monoaminergiques système sérotoninergique système cholinergique et ne pas oublier !... systèmes neuropeptidergiques Les systèmes neuromodulateurs diffus I. Généralités sur les systèmes modulateurs diffus II. Les systèmes catécholaminergiques 1) Les catécholamines 2) le système dopaminergique 3) le système noradrénergique 4) le système adrénergique III. Le système sérotoninergique IV. Le système cholinergique V. Généralités sur la formation réticulée VI. Drogues et systèmes modulateurs diffus 1) Qu’est-ce qu’une substance psychotrope ? 2) Les anti-psychotiques 3) Les anti-dépresseurs 4) Les stimulants la famille des catécholamines dopamine noradrénaline adrénaline biosynthèse des catécholamines TH = = PNMT DDC = = DBH la TH est l’enzyme limitante de la voie de biosynthèse des catécholamines c’est l’équipement enzymatique du neurone qui détermine sa nature chimique arrêt de l’effet biologique des catécholamines vésicule de inactivation du neurotransmetteur : sécrétion 1) recapture pré-synaptique ou capture post-synaptique ou capture astrocytaire exocytose → transporteurs spécifiques : DAT, NET, VMAT… 2) dans le compartiment pré-synaptique : retour dans le pool neurotransmetteur 2bis) dans le compartiment post- synaptique : dégradation enzymatique (MAO ou COMT) dégradation des catécholamines : exemple de la dopamine (cytoplasmique) (mitochondries) Les systèmes neuromodulateurs diffus I. Généralités sur les systèmes modulateurs diffus II. Les systèmes catécholaminergiques 1) Les catécholamines 2) le système dopaminergique 3) le système noradrénergique 4) le système adrénergique III. Le système sérotoninergique IV. Le système cholinergique V. Généralités sur la formation réticulée VI. Drogues et systèmes modulateurs diffus 1) Qu’est-ce qu’une substance psychotrope ? 2) Les anti-psychotiques 3) Les anti-dépresseurs 4) Les stimulants biosynthèse tyrosine hydroxylase DOPA décarboxylase récepteurs dopaminergiques D1 - like : D1 et D5 protéine Gs ↑ [ AMPc ] D2 - like : D2,D3 et D4 protéine Gi/Go ↓ [ AMPc ] anatomie et fonctions du système dopaminergique voie nigro-striée système méso-cortico-limbique substance noire vers le striatum : initiation des mouvements volontaires (cf maladie de Parkinson) aire tegmentale ventrale vers le système limbique et le cortex préfrontal participation au circuit de la récompense (cf addiction) à ajouter : système DA de l’hypothalamus : inhibition de la sécrétion de la prolactine (PIF) Les systèmes neuromodulateurs diffus I. Généralités sur les systèmes modulateurs diffus II. Les systèmes catécholaminergiques 1) Les catécholamines 2) le système dopaminergique 3) le système noradrénergique 4) le système adrénergique III. Le système sérotoninergique IV. Le système cholinergique V. Généralités sur la formation réticulée VI. Drogues et systèmes modulateurs diffus 1) Qu’est-ce qu’une substance psychotrope ? 2) Les anti-psychotiques 3) Les anti-dépresseurs 4) Les stimulants biosynthèse tyrosine hydroxylase DOPA décarboxylase dopamine β hydoxylase récepteurs noradrénergiques β 1, 2, 3 protéine Gs ↑ [ AMPc ] α 1A, 1B, 1C protéine Gq ↑ [ IP3/DAG ] α 2A, 2B, 2D protéine Gi ↓ [ AMPc ] anatomie et fonctions du système noradrénergique 7 noyaux regroupés dans le tronc cérébral : formation réticulée le plus important : locus coeruleus axones forment des faisceaux ascendants et descendants qui innervent l’ensemble du SNC : faisceau tegmental dorsal, faisceau tegmental central, faisceau médian du télencéphale système d’éveil du cerveau : augmentation de la vigilance et de la réactivité modulation : processus attentionnels, éveil, cycles veille-sommeil, apprentissage, mémoire, anxiété, humeur, douleur... Les systèmes neuromodulateurs diffus I. Généralités sur les systèmes modulateurs diffus II. Les systèmes catécholaminergiques 1) Les catécholamines 2) le système dopaminergique 3) le système noradrénergique 4) le système adrénergique III. Le système sérotoninergique IV. Le système cholinergique V. Généralités sur la formation réticulée VI. Drogues et systèmes modulateurs diffus 1) Qu’est-ce qu’une substance psychotrope ? 2) Les anti-psychotiques 3) Les anti-dépresseurs 4) Les stimulants biosynthèse tyrosine hydroxylase DOPA décarboxylase dopamine β hydoxylase phényl éthanolamine N méthyl transférase récepteurs les mêmes que pour la noradrénaline mais avec des affinités différentes α1 : NA > A α2 : A > NA β1 : A = NA β2 : A > NA β3 : NA > A anatomie et fonctions du système adrénergique C1 : noyau paragigantocellulaire le système adrénergique est le système neuromodulateur le moins développé corps cellulaires dans le bulbe rachidien faisceaux ascendants et descendants, en particulier connexions réciproques avec l’hypothalamus commande principale du système orthosympathique système d’intégration bulbaire  commande cardio-vasculaire, commande respiratoire, etc… Les systèmes neuromodulateurs diffus I. Généralités sur les systèmes modulateurs diffus II. Les systèmes catécholaminergiques 1) Les catécholamines 2) le système dopaminergique 3) le système noradrénergique 4) le système adrénergique III. Le système sérotoninergique IV. Le système cholinergique V. Généralités sur la formation réticulée VI. Drogues et systèmes modulateurs diffus 1) Qu’est-ce qu’une substance psychotrope ? 2) Les anti-psychotiques 3) Les anti-dépresseurs 4) Les stimulants sérotonine = 5-hydroxytryptamine voie de biosynthèse exclusivement dans la glande pinéale  dégradation de la sérotonine inactivation de la sérotonine : 1) recapture pré-synaptique ou capture post-synaptique vésicule de sécrétion ou capture astrocytaire →transporteur spécifique : SERT →(+ VMAT : non spécifique) exocytose 2) dans le compartiment pré-synaptique : retour dans le pool neurotransmetteur 2bis) dans le compartiment post- synaptique : dégradation enzymatique (MAO) récepteurs de la sérotonine 5HT 1A, 1B, 1D, 1E, 1F, 5A protéine Gi ↓ [ AMPc ] 5HT 2A, 2B, 2C protéine Gq ↑ [ IP3 / DAG ] 5HT 4, 6, 7 protéine Gs ↑ [ AMPc ] 5HT 3 récepteur canal Na+/K+ dépolarisant anatomie et fonctions du système sérotoninergique corps cellulaires dans le tronc cérébral : noyaux du raphé (B1 à B9) chaque noyau a un territoire de projection défini l’ensemble du SNC reçoit des afférences sérotoninergiques projections vers le bulbe : modulation des messages douloureux neurones actifs pendant l’éveil et inactifs pendant le sommeil avec le système noradrénergique du locus coeruleus, ils constituent le système réticulaire ascendant : adaptation du niveau de vigilance de l’organisme projections ascendantes : régulation de l’humeur et des comportements émotionnels : agressivité, dépression... Les systèmes neuromodulateurs diffus I. Généralités sur les systèmes modulateurs diffus II. Les systèmes catécholaminergiques 1) Les catécholamines 2) le système dopaminergique 3) le système noradrénergique 4) le système adrénergique III. Le système sérotoninergique IV. Le système cholinergique V. Généralités sur la formation réticulée VI. Drogues et systèmes modulateurs diffus 1) Qu’est-ce qu’une substance psychotrope ? 2) Les anti-psychotiques 3) Les anti-dépresseurs 4) Les stimulants acétylcholine biosynthèse choline : alcool-amine provient de l’alimentation ou produit à partir de la glycine acétyl-Coenzyme A : provient du cycle de Krebs choline acétyl transférase (ChAT) acétyl-Coenzyme A + choline acétylcholine dégradation au niveau des membranes post-synaptiques acétylcholine choline + acide acétique acétyl choline estérase (AchE) récepteurs nicotinique canal Na+/K+ voltage dépendant muscarinique M1, 3, 5 protéine Gq ↑ [ IP3 / DAG ] M2, 4 protéine Gi ↓ [ AMPc ] anatomie et fonctions du système cholinergique corps cellulaires dans la partie antérieure du cerveau (attention, ce ne sont pas les motoneurones ! on parle ici du sytème cholinergique neuromodulateur) complexe du cerveau antérieur basal : septum vers l’hippocampe noyau de Meynert vers le cortex excitabilité générale du cerveau, au cours des phases d’éveil apprentissage, mémorisation atteints dans la maladie d’Alzheimer complexe cholinergique ponto-mésencéphalo-tegmental : projection sur le thalamus dorsal régulation des relais sensoriels Les systèmes neuromodulateurs diffus I. Généralités sur les systèmes modulateurs diffus II. Les systèmes catécholaminergiques 1) Les catécholamines 2) le système dopaminergique 3) le système noradrénergique 4) le système adrénergique III. Le système sérotoninergique IV. Le système cholinergique V. Généralités sur la formation réticulée VI. Drogues et systèmes modulateurs diffus 1) Qu’est-ce qu’une substance psychotrope ? 2) Les anti-psychotiques 3) Les anti-dépresseurs 4) Les stimulants  regroupement fonctionnel de noyaux modulateurs : noyaux réticulaires (raphé, LC, PGN, NTS...) noyaux disséminés dans la substance blanche à l’origine de faisceaux ascendants et descendants extension à travers le bulbe rachidien, le pont et le mésencéphale Attention : medulla (en anglais) = bulbe rachidien (en français) et non pas moelle épinière (qui se dit spinal cord en anglais)  système réticulaire ascendant : maintien du cerveau en état d’éveil, rôle de filtre des informations sensorielles non pertinentes inhibé par les centres du sommeil, par l’alcool, les somnifères système réticulaire descendant : partie motrice de la formation réticulée projette sur la moelle épinière par les faisceaux réticulo-spinaux maintien du tonus musculaire : participation au contrôle de la contraction des muscles squelettiques contrôle du système nerveux autonome (centres vasomoteur, cardiomoteur, respiratoire...) exemple du contrôle du sommeil : implication de la formation réticulée dans le sommeil paradoxal exemple du contrôle du sommeil : interactions entre la formation réticulée et l’hypothalamus système cholinergique / système noradrénergique / système tubéro-mamillaire de l’hypothalamus Autre exemple : le neurotropisme du Sars-Cov 2 pour des neurones de la formation réticulée pourrait expliquer les myalgies, les céphalées, les vertiges, l’anosmie et la dysgueusie, l’altération de la conscience, l’ataxie, les crises convulsives et les accidents vasculaires cérébraux au cours de l’infection à SARS-CoV-2 Plus généralement : place de la formation réticulée et de l’hypothalamus dans le contrôle de la vie végétative Bilan sur les sytèmes neuromodulateurs diffus systèmes catécholaminergiques + le système adrénergique Superposition des voies monoaminergiques Pour vous aider à réviser… Les systèmes neuromodulateurs diffus I. Généralités sur les systèmes modulateurs diffus II. Les systèmes catécholaminergiques 1) Les catécholamines 2) le système dopaminergique 3) le système noradrénergique 4) le système adrénergique III. Le système sérotoninergique IV. Le système cholinergique V. Généralités sur la formation réticulée VI. Drogues et systèmes modulateurs diffus 1) Qu’est-ce qu’une substance psychotrope ? 2) Les anti-psychotiques 3) Les anti-dépresseurs 4) Les stimulants  substance psychotrope : substance qui agit sur le système nerveux central plusieurs usages, réprimés ou non : thérapie (troubles neurologiques, lutte contre la douleur...) consommation récréative (ex : café, alcool modéré, nicotine...) besoin compulsif : toxicomanie amélioration des performances physiques ou intellectuelles : dopant consommation involontaire (ex : drogue du viol/GHB) les substances psychotropes peuvent susciterune accoutumance : sevrage pour s’en libérer les substances psychotropes agissent en interférant principalement avec les systèmes neuromodulateurs diffus Une classification des substances psychotropes : en fonction de leur effet n’informe pas sur les systèmes neurochimiques impliqués Une classification simplifiée Les systèmes neuromodulateurs diffus I. Généralités sur les systèmes modulateurs diffus II. Les systèmes catécholaminergiques 1) Les catécholamines 2) le système dopaminergique 3) le système noradrénergique 4) le système adrénergique III. Le système sérotoninergique IV. Le système cholinergique V. Généralités sur la formation réticulée VI. Drogues et systèmes modulateurs diffus 1) Qu’est-ce qu’une substance psychotrope ? 2) Les anti-psychotiques 3) Les anti-dépresseurs 4) Les stimulants  antipsychotiques = neuroleptiques utilisés pour les maladies avec délires (= pensées erronées) ou hallucinations (= perceptions sensorielles erronées) ex : psychoses, schizophrénie... tranquilisants majeurs : réduction de l’activité locomotrice (bloque l’agitation des patients) à forte dose donnent des dyskinésies : mouvements rythmiques de la bouche, des mains et du corps antagonistes des récepteurs D2 : empêchent la dopamine de se fixer sur son récepteur Les systèmes neuromodulateurs diffus I. Généralités sur les systèmes modulateurs diffus II. Les systèmes catécholaminergiques 1) Les catécholamines 2) le système dopaminergique 3) le système noradrénergique 4) le système adrénergique III. Le système sérotoninergique IV. Le système cholinergique V. Généralités sur la formation réticulée VI. Drogues et systèmes modulateurs diffus 1) Qu’est-ce qu’une substance psychotrope ? 2) Les anti-psychotiques 3) Les anti-dépresseurs 4) Les stimulants Antidépresseurs dépression : affection caractérisée par l’association de plusieurs signes - sentiment prolongé de culpabilité et de tristesse (anhédonie) - altération du comportement alimentaire - troubles du sommeil - ralentissement général de l’activité... peut se soigner spontanément quand elle n’est pas trop profonde en cas de dépression majeure : médicaments qui ciblent le système noradrénergique et le système sérotoninergique classes pharmacologiques des antidépresseurs : IMAO : blocage de la dégradation de NA et 5HT tricycliques : inhibiteurs de recapture NA et 5HT I(S)RS : inhibiteurs spécifiques de la recapture de la 5HT (fluoxétine = Prozac®) Les systèmes neuromodulateurs diffus I. Généralités sur les systèmes modulateurs diffus II. Les systèmes catécholaminergiques 1) Les catécholamines 2) le système dopaminergique 3) le système noradrénergique 4) le système adrénergique III. Le système sérotoninergique IV. Le système cholinergique V. Généralités sur la formation réticulée VI. Drogues et systèmes modulateurs diffus 1) Qu’est-ce qu’une substance psychotrope ? 2) Les anti-psychotiques 3) Les anti-dépresseurs 4) Les stimulants Stimulants les stimulants ont un effet global d’augmentation de l’activité cérébrale 3 catégories de stimulants : - stimulants généraux : molécules qui agissent sur le niveau d’AMPc (ex : caféine) - psychostimulants : agissent sur les systèmes DA et NA - drogues psychédéliques = hallucinogènes : agissent sur des systèmes neuronaux variés  les psychostimulants augmentent l’activité motrice, agissent sur l’humeur et le niveau d’éveil provoquent une impression de vivacité, d’assurance et d’euphorie entraînent une perte d’appétit effets sympathico-mimétiques : augmentation fréquence cardiaque, pression artérielle, dilatation des pupilles cocaïne : extraite de la feuille de coca utilisée par voie nasale ou en injection a été utilisée initialement pour lutter contre la douleur (en remplacement de la morphine) crack : forme très concentrée de cocaïne qui s’évapore sous l’effet de la température amphétamine : produit de synthèse découvert en essayant de produire l’adrénaline a été utilisée : traitement de l’asthme, substance éveillante, traitement de l’obésité (cf Mediator) ectasy : super-amphétamine drogue du « surhomme » mécanismes d’action des psychostimulants : augmentation de la libération de la DA (et NA) blocage de la recapture de la DA (et NA)  les drogues psychédéliques = hallucinogènes - drogues cholinergiques ex : atropine extraite de la belladone muscarine extraite de l’amanite muscarine - drogues noradrénergiques ex : mescaline extraite d’un cactus (Peyotl) légale aux Etats-Unis dans le cadre de certaines pratiques religieuses - drogues sérotoninergiques : agissent comme des agonistes des récepteurs pré-synaptiques situés sur les corps cellulaires des neurones du raphé : forte inhibition des neurones 5HT ex : LSD (acide lysergique) : extrait de l’ergot de seigle effet très puissant : état semblable au rêve avec une hypersensibilité sensorielle (cf drogue des artistes mais aussi sorcières de Salem) psylocibine : « champignon magique » (Psylocibe mexicana) Bilan : substances agissant sur les systèmes neuromodulateurs diffus parmi l’ensemble des substances psychotropes ** * * * * * ** * * * Petite bibliographie : - Bear : Neurosciences, à la découverte du cerveau - Purves : Neurosciences - Marieb : Anatomie et Physiologie humaines - Kolb : Cerveau et comportement