DAEU – cours de Sciences de la Nature et de la Vie – Marie Claire Garnier

1

Partie 4 : système nerveux

Chapitre 3 :

La transmission synaptique

I – la structure d’une synapse neuro-neuronique

II – les mécanismes de la transmission synaptique

III – Des synapses aux effets variés

Le circuit neuronique impliqué dans une voie réflexe ou une voie volontaire implique plusieurs

neurones (au moins 2 : un neurone sensitif et un motoneurone dans l’arc réflexe monosynaptique

du réflexe myotatique). On distingue 2 types de synapses :

• Synapse neuro-neuronique : zone de jonction entre 2 neurones → elles se situent toujours

dans la substance grise

• Synapse neuromusculaire : zone de jonction entre un motoneurone et la ¢ effectrice

musculaire.

DAEU – cours de Sciences de la Nature et de la Vie – Marie Claire Garnier

2

I - structure d’une synapse neuro-neuronique Rappel : La synapse a donc une structure asymétrique avec :

• un élément présynaptique reconnaissable à la présence de vésicules au niveau du bouton

synaptique.

• Un élément postsynaptique avec une membrane plasmique épaissie.

L’élément présynaptique est toujours un axone. Il peut entrer en contact avec différentes parties du

neurone postsynaptique : le plus souvent, une dendrite ou le corps cellulaire.

La membrane du neurone présynaptique est séparée de celle du neurone postsynaptique par une

fente de 20 à 50 nm de large. Cet espace est suffisant pour assurer une isolation entre les 2

membranes : un potentiel d’action atteignant cette zone ne peut donc être transmis directement à la ¢

voisine par des courant locaux.

⇒ La transmission du message nerveux au niveau de la synapse nécessite un messager chimique

appelé neurotransmetteur accumulé dans les vésicules du neurone présynaptique. Il s’agit donc

d’une transmission chimique.

Détail d’une synapse observée au MET x 120 000

DAEU – cours de Sciences de la Nature et de la Vie – Marie Claire Garnier

3

II - Les mécanismes de la transmission synaptique

Schéma interprétatif du fonctionnement synaptique

Transmission de l’information de l’élément

présynaptique à l’élément postsynaptique

Schéma du protocole expérimental pour enregistrer les mécanismes synaptiques

Un oscilloscope B est relié à une microélectrode intracellulaire placée au niveau d’une fibre présynaptique

→ Elle enregistre l’activité de la fibre présynaptique. Un oscilloscope C est relié à une microélectrode intracellulaire placée au niveau de la synapse, coté postsynaptique.

→ Elle enregistre l’activité du neurone postsynaptique.

A chaque couple d’enregistrements B1-C1 ; B2-C2 et B3-C3 correspond l’état structural de la synapse.

DAEU – cours de Sciences de la Nature et de la Vie – Marie Claire Garnier

4

Enregistrement au niveau

présynaptique (B)

Observation au niveau

présynaptique : état

structural

Enregistrement au niveau

postsynaptique (C)

B1 : membrane au repos C 1 = Potentiel de repos

B2 : 2 PA afférents Figures d’exocytose C2 = Dépolarisation = PPS

B3 : 5 PA afférents Figures d’exocytose C3 = Dépolarisation de plus

grande amplitude = PPS

PPS : il s’agit d’une dépolarisation puisque le potentiel de membrane se rapproche du 0 c'est-à-dire

que la valeur absolue de la ddp est moins importante

Schéma bilan de la transmission chimique de l’information au niveau d’une synapse

1 : message nerveux présynaptique afférent. 2 : l’arrivée du MN provoque au niveau du bouton synaptique l’entrée d’ions calcium et la migration des vésicules synaptiques vers la membrane plasmique 3 : exocytose des vésicules présynaptiques par fusion de la membrane des vésicules avec la membrane plasmique du bouton présynaptique

→ le neurotransmetteur est libéré dans la fente synaptique 4 : le neurotransmetteur se fixe sur des récepteurs de la membrane postsynaptique. 5 : l’association neurotransmetteur /récepteur provoque une modification du potentiel transmembranaire = un potentiel postsynaptique ou PPS. 6 : le neurotransmetteur est rapidement éliminé de la fente synaptique soit par :

• recapture par le neurone postsynaptique ;

• dégradation par une enzyme spécifique dans l’espace synaptique.

DAEU – cours de Sciences de la Nature et de la Vie – Marie Claire Garnier

5

L’arrivée du message nerveux au niveau du bouton présynaptique provoque l’exocytose dans

l’espace synaptique des vésicules présynaptiques contenant le neurotransmetteur.

Celui-ci se fixant sur les récepteurs protéiques spécifiques de la membrane postsynaptique

provoque une modification du potentiel transmembranaire appelée PPS ou potentiel

postsynaptique.

La non persistance du neurotransmetteur dans la fente limite l’existence du PPS.

La transmission synaptique est donc unidirectionnelle et ceci est en relation avec la structure

asymétrique de la synapse.

La transmission chimique explique que celle-ci soit relativement lente : le délai synaptique ou temps

de franchissement est de l’ordre de 0.5 ms.

III - Des synapses aux effets variés

Résultat expérimental : On stimule les fibres afférentes selon 2 intensités. Elles émettent un message

nerveux (non schématisé) et on enregistre le message nerveux au niveau des motoneurones A et B.

DAEU – cours de Sciences de la Nature et de la Vie – Marie Claire Garnier

6

On voit que le motoneurone A transmet un PA à l’effecteur : il a donc été stimulé par les fibres afférentes.

Le motoneurone B ne transmet pas de PA : il n’a donc pas été stimulé par les fibres afférentes.

⇒ Une même stimulation des fibres afférentes peut avoir 2 effets différents selon le motoneurone :

• La synapse entre la fibre afférente et le motoneurone A est excitatrice : elle active l’activité du

motoneurone.

• La synapse entre l’interneurone et le motoneurone B est inhibitrice : elle inhibe (freine)

l’activité du motoneurone.

Comment fonctionnent ces 2 types de synapses ? Comment le motoneurone intègre-t-il

différents PPS ? (voir le chapitre 4)

DAEU – cours de Sciences de la Nature et de la Vie – Marie Claire Garnier

7