Types de neurotransmetteurs: caractéristiques et fonctions

Les neurotransmetteurs sont des biomolécules essentielles pour la transmission d'informations chez les vertébrés. Sans eux, le système nerveux ne pourrait pas fonctionner correctement.

Rédigé et vérifié par el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Dernière mise à jour : 18 avril, 2021

L’être humain adulte possède environ 100 milliards de neurones dans le cerveau. Il s’agit du centre de contrôle du mouvement, du sommeil, de la faim et de presque toutes les fonctions vitales du corps. Mais comment les signaux produits par le corps sont-ils transportés? La réponse se trouve dans les neurotransmetteurs.

Un neurotransmetteur est un produit chimique fabriqué par les cellules nerveuses, qui est utilisé pour communiquer avec d’autres cellules. Il fait partie d’un réseau complexe de communication cellulaire appelé synapse chimique. Si vous voulez tout savoir sur ces biomolécules essentielles, lisez la suite.

Première étape: comprendre la synapse

Si un signal est émis par le cerveau qui code la performance d’un mouvement, comment atteint-il la pointe du pied? C’est simple: grâce à la communication entre les neurones. C’est ici qu’entre en jeu la synapse, une approche fonctionnelle et spécialisée, dans laquelle un neurone excité transmet une impulsion électrique à un autre neurone ou à la cellule effectrice concernée.

La cellule présynaptique (neurone présynaptique) est excitée, de sorte que l’influx nerveux atteint l’axone (le corps du neurone) et le traverse jusqu’à ce qu’il atteigne l’extrémité du corps cellulaire. Selon l’Atlas d’histologie végétale et animale, certains axones peuvent mesurer jusqu’à plusieurs mètres, de sorte que la distance parcourue peut être très grande.

Une fois à la “pointe” de l’axone, le neurone rencontre deux scénarios différents: un lien étroit entre les neurones ou un espace physique infranchissable. A ce stade, les deux types de synapses ont lieu: électrique et chimique.

1. Synapse électrique

Comme l’indique le document de physiologie générale de l’Université de Cantabrie (UC), dans la synapse électrique les neurones présynaptiques et postsynaptiques ont un GAP ou jonction communicante. Par conséquent, le courant ionique circule d’une cellule à une autre, sans avoir besoin d’un neurotransmetteur pour assurer la médiation du processus.

Ces canaux ont une conductance élevée, de sorte que le courant circule du neurone au neurone, hyperpolarisant ou dépolarisant le postsynaptique. C’est un type très simple de synapse, qui survient principalement chez les vertébrés moins complexes et dans quelques parties du corps humain.

La synapse électrique est tout ou rien. Puisque les deux neurones sont en contact permanent, il n’y a pas de points intermédiaires.

2. Synapse chimique

C’est le type de synapse qui nous intéresse et celle qui se produit entre la grande majorité des neurones du corps humain. Cette fois, il y a un espace physique entre le neurone présynaptique et le neurone postsynaptique, qui est connu comme une fente synaptique. Pour établir la communication, l’action des neurotransmetteurs est nécessaire.

Pour que le potentiel synaptique se produise malgré cet espace physique, nous devons avoir les éléments suivants:

1. Élément présynaptique: c’est la terminaison axonale du neurone présynaptique. Les vésicules synaptiques sont stockées dans cette terminaison, qui contient à l’intérieur les neurotransmetteurs que nous explorerons ci-dessous. Sans exagération, il peut y avoir 10 000 à 50 000 neurotransmetteurs enfermés dans une seule vésicule.
2. Fente synaptique: c’est l’espace entre les deux neurones ou entre le neurone et la cellule effectrice. Il peut aller de 20 nm à 50 nm de longueur.
3. Élément postsynaptique: les dendrites du neurone postsynaptique (extensions du corps cellulaire) ont des récepteurs membranaires, qui sont activés lorsqu’ils entrent en contact avec le neurotransmetteur.

Une fois que les neurotransmetteurs sont reçus au niveau de la membrane cellulaire postsynaptique, une série de canaux membranaires s’ouvrent, forçant les ions à entrer ou à sortir de la cellule. Cela provoque une modification du potentiel de membrane, qui se traduit par un signal électrique excitateur ou inhibiteur.

La synapse chimique est modulaire. La quantité de neurotransmetteurs ou de récepteurs membranaires peut augmenter ou diminuer la force du signal.

Deuxième étape: que sont les neurotransmetteurs?

Nous récupérons la définition du National Cancer Institute des États-Unis d’Amérique: ce sont des substances chimiques fabriquées par les cellules nerveuses et utilisées pour communiquer avec d’autres cellules, y compris d’autres cellules nerveuses et des cellules musculaires. Comme nous l’avons vu, ce sont des composants essentiels de la synapse chimique.

Pour qu’un neurotransmetteur soit considéré comme tel, il doit répondre aux exigences suivantes:

1. La substance doit être présente à l’intérieur des neurones. Aussi redondant que cela puisse paraître, une substance ne peut pas être sécrétée par un neurone si elle n’y a pas été préalablement contenue.
2. Les enzymes qui permettent la synthèse du neurotransmetteur doivent être présentes dans les zones proches de celui-ci. En d’autres termes, la présence d’enzymes et d’intermédiaires métaboliques dans le neurone montre que le neurotransmetteur y a été créé.
3. L’effet du neurotransmetteur doit être reproduit si cette substance est appliquée de l’extérieur. Si un test est effectué avec les mêmes éléments en dehors de l’environnement corporel, la réaction doit être la même.

Troisième étape: les types de neurotransmetteurs

Une fois que nous avons décrit ce qu’est une synapse neuronale et en quoi consiste un neurotransmetteur, nous vous expliquons brièvement les neurotransmetteurs les plus importants et les plus connus.

1. Acétylcholine

Selon une publication sur le site Medigraphic, l’acétylcholine a été le premier neurotransmetteur décrit à la fois dans le système nerveux périphérique (SNP) et le système nerveux central (SNC) des mammifères.

Ce neurotransmetteur participe à la régulation de diverses fonctions, telles que les phénomènes d’activation corticale, le passage du sommeil à l’éveil, et divers processus de mémoire et d’association.

Par ailleurs, l’acétylcholine est assez bien répartie dans le système nerveux central. En particulier dans la mémoire, la récompense et d’autres circuits. Au niveau métabolique, diverses fonctions peuvent lui être attribuées, parmi lesquelles on retrouve les suivantes:

1. Vasodilatation et diminution de la fréquence cardiaque, en ce qui concerne le système cardiovasculaire.
2. Augmentation de la motilité, de la sécrétion glandulaire et des mouvements péristaltiques au niveau intestinal. Cela peut entraîner des nausées, des vomissements et de la diarrhée.
3. Dans le système respiratoire, elle provoque une bronchoconstriction.
4. Augmente la sécrétion des glandes sudoripares de la peau, produisant ainsi plus de sueur sur la surface épidermique de l’individu.

2. Dopamine, l’un des neurotransmetteurs essentiels

Comme indiqué par le site News Medical, la dopamine est produite dans les neurones dopaminergiques de la zone tegmentale ventrale (ATV) du mésencéphale. Ce neurotransmetteur a de nombreux effets au niveau du cerveau. Il joue effectivement des rôles essentiels dans la cognition, la personnalité, la motivation, le sentiment de récompense et l’humour, entre autres.

En plus des faits liés à la psychologie humaine, il possède également des fonctionnalités claires au niveau anatomique. Il a par exemple des fonctions de régulation de l’activité locomotrice, musculaire et cardiaque.

3. Noradrénaline

La norépinéphrine est une catécholamine aux multiples fonctions physiologiques et homéostatiques. C’est pourquoi elle agit à la fois comme une hormone et comme un neurotransmetteur. Selon des études, cette biomolécule a été associée à la motivation, à la vigilance et à l’éveil, au niveau de conscience, à la perception de stimuli sensibles et bien d’autres choses.

En tant qu’hormone du stress, la noradrénaline active certaines parties du cerveau et, avec l’épinéphrine, agit pour nous mettre en état d’alerte, de combat ou de fuite. Cela se traduit par une augmentation de la fréquence cardiaque, la libération de glucose pour donner de l’énergie aux muscles et une augmentation de la fréquence respiratoire et du flux sanguin.

Dans les réponses au danger, l’efficacité et l’immédiateté sont recherchées à court terme, tant de processus physiologiques sous-jacents sont sous-estimés.

4. Sérotonine, l’un des neurotransmetteurs essentiels

Selon l’Association des spécialistes de la santé et de la prévention au travail (AEPSAL), la sérotonine est un neurotransmetteur qui est synthétisé, parmi de nombreux autres endroits, dans le cerveau. Sa fonction a été associée aux émotions et à l’humeur, mais elle en remplit également de nombreuses autres, dont les suivantes:

1. Régule l’appétit, car elle favorise la sensation de satiété chez l’individu.
2. Dans une certaine mesure, elle agit également sur l’appétit sexuel individuel.
3. Régule la température corporelle.
4. Elle contrôle l’activité motrice, la perception et la cognition.
5. Participe aux mécanismes qui régissent l’anxiété, la peur et les phobies, avec d’autres neurotransmetteurs.
6. Régule la sécrétion de certaines hormones.
7. Elle joue un rôle important dans la formation et le maintien de la structure osseuse du corps.
8. Elle est impliquée dans le fonctionnement du système vasculaire.
9. Favorise la division cellulaire.

5. GABA (acide γ-aminobutyrique)

Le GABA est un neurotransmetteur bien distribué par les neurones dans le cortex cérébral. Le rôle du GABA est d’inhiber ou de réduire l’activité neuronale, ainsi que de jouer un rôle important dans le comportement, la cognition et la réponse du corps au stress.

6. Glycine

La glycine est l’un des acides aminés qui font partie des protéines des êtres vivants, ce n’est donc pas une biomolécule isolée du métabolisme des protéines comme le reste de celles mentionnées. Selon le Guide métabolique, la glycine a une double fonction:

1. En tant que neurotransmetteur inhibiteur: elle agit sur des récepteurs spécifiques présents dans le tronc cérébral et la moelle épinière. Pour cette raison, la glycine est considérée comme un inhibiteur du système nerveux central (SNC).
2. En tant que neurotransmetteur excitateur: elle agit en modulant négativement un récepteur dans le cortex cérébral, qui joue des fonctions dans le développement du système nerveux, la plasticité cérébrale et également dans les processus dégénératifs. Par conséquent, l’excitotoxicité favorise l’apparition d’images pathologiques.

7. Glutamate

C’est un autre des 20 acides aminés biologiques formant des protéines. C’est le neurotransmetteur excitateur par excellence chez l’homme, car il participe au développement cérébral, à l’apprentissage, à la mémoire et à la plasticité synaptique.

Il est intéressant de savoir qu’en plus de cela, c’est l’un des acides aminés les plus actifs d’un point de vue métabolique dans tout le corps humain. En effet, il est utilisé comme “wild card” pour l’échange d’énergie entre les tissus. Ainsi, sa fonction est à la fois nerveuse et métabolique.

Conclusion

Comme vous l’avez peut-être vu, le monde des neurotransmetteurs est pour le moins difficile à couvrir. Certains d’entre eux sont des biomolécules avec des fonctions hormonales associées, tandis que d’autres constituent la sous-unité de formation de protéines la plus basique (acides aminés).

Enfin, ce qu’il faut retenir, c’est que la vie telle que nous la connaissons aujourd’hui chez les vertébrés les plus complexes ne serait pas possible sans neurotransmetteurs. Sans eux, les fentes synaptiques ne pourraient pas communiquer et donc les neurones ne pourraient pas transmettre efficacement les impulsions électriques.