Les neurotransmetteurs sont des messagers chimiques qui transportent, renforcent et équilibrent les signaux entre les neurones (également appelés cellules nerveuses) et les cellules cibles dans l’ensemble du corps. Ces cellules cibles peuvent se trouver dans des glandes, des muscles ou d’autres neurones.
Des milliards de molécules de neurotransmetteurs travaillent en permanence au fonctionnement de notre cerveau, gérant tout, de la respiration au rythme cardiaque, en passant par les niveaux d’apprentissage et de concentration. Elles peuvent également affecter diverses fonctions psychologiques telles que la peur, l’humeur, le plaisir et la joie.
La sérotonine, la dopamine, le glutamate, l’épinéphrine, la norépinéphrine et les endorphines sont des neurotransmetteurs courants dans le cerveau et le corps.
Comment fonctionnent les neurotransmetteurs
Pour que les neurones puissent envoyer des messages dans tout le corps, ils doivent pouvoir communiquer entre eux pour transmettre des signaux. Cependant, les neurones ne sont pas simplement connectés les uns aux autres.
À l’extrémité de chaque neurone se trouve un petit espace appelé synapse. Pour communiquer avec la cellule suivante, le signal doit pouvoir traverser ce petit espace. C’est ce que l’on appelle la neurotransmission.
Dans la plupart des cas, un neurotransmetteur est libéré par ce que l’on appelle la borne axonale après qu’un potentiel d’action a atteint la synapse, un endroit où les neurones peuvent se transmettre des signaux.
Lorsqu’un signal électrique atteint l’extrémité d’un neurone, il déclenche la libération de petits sacs appelés vésicules contenant des neurotransmetteurs. Ces sacs déversent leur contenu dans la synapse, où les neurotransmetteurs se déplacent ensuite à travers l’espace vers les cellules voisines. Ces cellules contiennent des récepteurs où les neurotransmetteurs peuvent se lier et déclencher des changements dans les cellules.
Après sa libération, le neurotransmetteur traverse la fente synaptique et se fixe sur le site récepteur de l’autre neurone, ce qui a pour effet d’exciter ou d’inhiber le neurone récepteur, en fonction du neurotransmetteur.
Parfois, les neurotransmetteurs peuvent se lier aux récepteurs et provoquer la transmission d’un signal électrique dans la cellule (excitateur). Dans d’autres cas, le neurotransmetteur peut en fait empêcher le signal de continuer, empêchant le message d’être transmis (inhibiteur).
Inactivation des neurotransmetteurs
Qu’advient-il d’un neurotransmetteur une fois son travail terminé ? Une fois que le neurotransmetteur a produit l’effet escompté, son activité peut être interrompue par trois mécanismes :
- Dégradation : Une enzyme modifie la structure du neurotransmetteur pour qu’il ne puisse pas être reconnu par le récepteur
- Diffusion : Le neurotransmetteur s’éloigne du récepteur
- Reupture : La molécule entière de neurotransmetteur est reprise par l’axone du neurone qui l’a libérée
Critères pour les neurotransmetteurs
L’identification des neurotransmetteurs peut s’avérer assez difficile. Si les scientifiques peuvent observer les vésicules contenant les neurotransmetteurs, il n’est pas aussi simple de déterminer quelles substances chimiques sont stockées dans ces vésicules.
Pour cette raison, les neuroscientifiques ont élaboré un certain nombre de lignes directrices pour déterminer si une substance chimique doit ou non être définie comme un neurotransmetteur:
- Présence de la substance chimique dans la cellule. La substance chimique est soit synthétisée dans le neurone, soit présente dans celui-ci.
- Libération dépendante du stimulus. Elle est libérée en quantités appropriées par le neurone lors de la stimulation.
- Action sur la cellule postsynaptique. La substance chimique doit être libérée par le neurone présynaptique et le neurone postsynaptique doit contenir des récepteurs auxquels la substance chimique se lie.
- Un mécanisme d’élimination. Il existe un mécanisme spécifique permettant d’éliminer la substance chimique de son site d’activation une fois qu’elle a fait son travail.
Classification des neurotransmetteurs
Les neurotransmetteurs jouent un rôle majeur dans la vie et le fonctionnement de tous les jours. Les scientifiques ne savent pas encore exactement combien de neurotransmetteurs existent, mais plus de 60 messagers chimiques distincts ont été identifiés.
Les neurotransmetteurs peuvent être classés selon leur fonction:
Neurotransmetteurs excitateurs
Ces types de neurotransmetteurs ont des effets excitateurs sur le neurone, ce qui signifie qu’ils augmentent la probabilité que le neurone déclenche un potentiel d’action. Parmi les principaux neurotransmetteurs excitateurs figurent l’épinéphrine et la norépinéphrine.
Neurotransmetteurs inhibiteurs
Ces types de neurotransmetteurs ont des effets inhibiteurs sur le neurone ; ils diminuent la probabilité que le neurone déclenche un potentiel d’action. Parmi les principaux neurotransmetteurs inhibiteurs figurent la sérotonine et l’acide gamma-aminobutyrique (GABA).
Neurotransmetteurs modulateurs
Ces neurotransmetteurs, souvent appelés neuromodulateurs, sont capables d’affecter un plus grand nombre de neurones en même temps. Ces neuromodulateurs influencent également les effets d’autres messagers chimiques. Alors que les neurotransmetteurs synaptiques sont libérés par les terminaisons axonales pour avoir un impact rapide sur d’autres neurones récepteurs, les neuromodulateurs se diffusent sur une plus grande surface et ont une action plus lente.
Les neurotransmetteurs qui agissent comme neuromodulateurs comprennent l’acétylcholine, la dopamine, la sérotonine, l’histamine et les cannabinoïdes.
Certains neurotransmetteurs, comme l’acétylcholine et la dopamine, peuvent avoir des effets à la fois excitateurs et inhibiteurs en fonction du type de récepteurs présents.
Types de neurotransmetteurs
Il existe plusieurs façons de classer et de catégoriser les neurotransmetteurs. Dans certains cas, ils sont simplement divisés en monoamines, acides aminés et peptides.
Les neurotransmetteurs peuvent également être classés en six catégories :
Acides aminés
- Acide gamma-aminobutyrique (GABA) : Cet acide aminé naturel est le principal messager chimique inhibiteur de l’organisme. Le GABA contribue à la vision et au contrôle de la motricité et joue également un rôle dans la régulation de l’anxiété. Les benzodiazépines, qui sont utilisées pour traiter l’anxiété, agissent en augmentant l’efficacité des neurotransmetteurs GABA, ce qui peut accroître les sentiments de relaxation et de calme
- Glutamate : neurotransmetteur le plus abondant du système nerveux, le glutamate joue un rôle dans les fonctions cognitives telles que la mémoire et l’apprentissage. Des quantités excessives de glutamate peuvent provoquer une excitotoxicité entraînant la mort cellulaire. Cette excitotoxicité causée par l’accumulation de glutamate est associée à certaines maladies et lésions cérébrales, notamment la maladie d’Alzheimer , les accidents vasculaires cérébraux et les crises d’épilepsie.
Peptides
- Oxytocine : Cette hormone puissante agit comme un neurotransmetteur dans le cerveau. Elle est produite par l’hypothalamus et joue un rôle dans la reconnaissance sociale, les liens affectifs et la reproduction sexuelle. L’ocytocine synthétique, telle que Pitocin, est souvent utilisée pour faciliter le travail et l’accouchement. L’ocytocine et la Pitocine provoquent toutes deux des contractions de l’utérus pendant le travail.
- Endorphines : ces neurotransmetteurs inhibent la transmission des signaux de douleur et favorisent les sentiments d’euphorie. Ces messagers chimiques sont produits naturellement par l’organisme en réponse à la douleur, mais ils peuvent également être déclenchés par d’autres activités telles que l’exercice aérobique. Par exemple, le fait de ressentir un « runner’s high » est un exemple de sensations agréables générées par la production d’endorphines.
Monoamines
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- L’épinéphrine : Également connue sous le nom d’adrénaline, l’épinéphrine est considérée à la fois comme une hormone et un neurotransmetteur. En règle générale, l’épinéphrine est une hormone de stress libérée par le système surrénalien. Cependant, elle fonctionne comme un neurotransmetteur dans le cerveau.
- Norépinéphrine:Cette substance chimique naturelle est un neurotransmetteur qui joue un rôle important dans la vigilance et participe à la réaction de lutte ou de fuite de l’organisme. Son rôle est d’aider à mobiliser le corps et le cerveau pour qu’ils agissent en cas de danger ou de stress. Les niveaux de ce neurotransmetteur sont généralement les plus bas pendant le sommeil et les plus élevés pendant les périodes de stress.
- Histamine : ce composé organique agit comme neurotransmetteur dans le cerveau et la moelle épinière. Il joue un rôle dans les réactions allergiques et est produit dans le cadre de la réponse du système immunitaire aux agents pathogènes.
- Dopamine : Communément appelée neurotransmetteur du bien-être, la dopamine est impliquée dans la récompense, la motivation et les additions. Plusieurs types de drogues addictives augmentent les niveaux de dopamine dans le cerveau. Ce messager chimique joue également un rôle important dans la coordination des mouvements du corps. La maladie de Parkinson, qui est une maladie dégénérative se traduisant par des tremblements et des troubles de la motricité, est causée par la perte de neurones générateurs de dopamine dans le cerveau.
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- Sérotonine : Hormone et neurotransmetteur, la sérotonine joue un rôle important dans la régulation et la modulation de l’humeur, du sommeil, de l’anxiété, de la sexualité et de l’appétit. Les inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS) sont un type d’antidépresseur couramment prescrit pour traiter la dépression, l’anxiété, les troubles paniques et les attaques de panique. Les ISRS équilibrent les niveaux de sérotonine en bloquant la recapture de la sérotonine dans le cerveau, ce qui peut contribuer à améliorer l’humeur et à réduire les sentiments d’anxiété.
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Purines
- Adénosine : Cette substance chimique naturelle agit comme un neuromodulateur dans le cerveau et est impliquée dans la suppression de l’excitation et l’amélioration du sommeil.
- Adénosine triphosphate (ATP) : Considéré comme la monnaie énergétique de la vie, l’ATP agit comme un neurotransmetteur dans les systèmes nerveux central et périphérique. Il joue un rôle dans le contrôle autonome, la transduction sensorielle et la communication avec les cellules gliales. La recherche suggère qu’il pourrait également jouer un rôle dans certains problèmes neurologiques, notamment la douleur, les traumatismes et les troubles neurodégénératifs.
Transmetteurs de gaz
- Oxyde nitrique : ce composé joue un rôle dans l’action sur les muscles lisses, les détendant pour permettre aux vaisseaux sanguins de se dilater et d’augmenter le flux sanguin vers certaines zones du corps.
- Monoxyde de carbone : ce gaz incolore et inodore peut avoir des effets toxiques et potentiellement mortels lorsque les personnes sont exposées à des niveaux élevés de la substance. Toutefois, il est également produit naturellement par l’organisme, où il agit comme un neurotransmetteur qui aide à moduler la réponse inflammatoire de l’organisme.
Acétylcholine
- Acétylcholine : C’est le seul neurotransmetteur de sa classe. Présent dans les systèmes nerveux central et périphérique, c’est le principal neurotransmetteur associé aux motoneurones. Il joue un rôle dans les mouvements musculaires ainsi que dans la mémoire et l’apprentissage.
Problèmes avec les neurotransmetteurs
Comme c’est le cas pour de nombreux processus de l’organisme, les choses peuvent parfois se dérégler. Il n’est donc pas surprenant qu’un système aussi vaste et complexe que le système nerveux humain soit susceptible de connaître des problèmes.
Voici quelques-unes des choses qui pourraient mal se passer :
- Les neurones peuvent ne pas fabriquer suffisamment d’un neurotransmetteur particulier
- Les neurotransmetteurs peuvent être réabsorbés trop rapidement
- Trop de neurotransmetteurs peuvent être désactivés par des enzymes
- Trop d’un neurotransmetteur particulier peut être libéré
Lorsque les neurotransmetteurs sont affectés par une maladie ou des médicaments, il peut en résulter un certain nombre d’effets néfastes pour l’organisme. Des maladies telles que la maladie d’Alzheimer, l’épilepsie et la maladie de Parkinson sont associées à des déficits de certains neurotransmetteurs.
Certains neurotransmetteurs jouent un rôle important dans le cerveau en influençant l’humeur, ce qui explique qu’ils soient parfois décrits comme des substances chimiques « bienfaisantes ». Cinq neurotransmetteurs importants sont la dopamine, la sérotonine, l’ocytocine, la noradrénaline et les endorphines.
Les professionnels de la santé reconnaissent le rôle que les neurotransmetteurs peuvent jouer dans les troubles mentaux. C’est pourquoi les médicaments qui influencent l’action des messagers chimiques de l’organisme sont souvent prescrits pour aider à traiter diverses affections psychiatriques.
Par exemple, la dopamine est associée à des phénomènes tels que la dépendance et la schizophrénie. La sérotonine joue un rôle dans les troubles de l’humeur, y compris la dépression et les TOC. La dopamine, le GABA, la sérotonine et la norépinéphrine sont liés aux troubles de l’anxiété. Des médicaments, tels que les ISRS, peuvent être prescrits par les médecins et les psychiatres pour aider à traiter les symptômes de la dépression ou de l’anxiété.
Les médicaments sont parfois utilisés seuls, mais ils peuvent également être associés à d’autres traitements thérapeutiques, notamment la thérapie cognitivo-comportementale.
Médicaments qui influencent les neurotransmetteurs
La plus grande application pratique de la découverte et de la compréhension détaillée du fonctionnement des neurotransmetteurs a peut-être été la mise au point de médicaments ayant un impact sur la transmission chimique. Ces médicaments sont capables de modifier les effets des neurotransmetteurs, ce qui peut atténuer les symptômes de certaines maladies.
- Agonistes vs. antagonistes : Certains médicaments sont appelés agonistes et agissent en augmentant les effets de neurotransmetteurs spécifiques. D’autres médicaments sont appelés antagonistes et agissent en bloquant les effets de la neurotransmission.
- Effets directs ou indirects: Ces médicaments à action neurologique peuvent être subdivisés selon qu’ils ont un effet direct ou indirect. Ceux qui ont un effet direct agissent en imitant les neurotransmetteurs parce que leur structure chimique est très similaire. Ceux qui ont un effet indirect agissent sur les récepteurs synaptiques
Les médicaments qui peuvent influencer la neurotransmission comprennent les médicaments utilisés pour traiter des maladies telles que la dépression et l’anxiété, comme les inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS), les antidépresseurs tricycliques et les benzodiazépines.
Par exemple, les ISRS tels que le Prozac (fluoxétine) et le Paxil (paroxétine) empêchent la sérotonine d’être absorbée par les cellules nerveuses, ce qui augmente les niveaux de sérotonine dans le cerveau. Les inhibiteurs de la cholinestérase tels que l’Aricept (donépézil) bloquent les enzymes qui dégradent l’acétylcholine, ce qui peut contribuer à améliorer les fonctions cognitives chez les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer.
Les drogues illicites telles que l’héroïne, la cocaïne et la marijuana affectent également la neurotransmission. L’héroïne agit comme un agoniste direct, imitant suffisamment les opioïdes naturels du cerveau pour stimuler leurs récepteurs associés. La cocaïne est un exemple de drogue à action indirecte qui influence la transmission de la dopamine.
Un mot de MentorShow
Les neurotransmetteurs jouent un rôle essentiel dans la communication neuronale, influençant tout, des mouvements involontaires à l’apprentissage en passant par l’humeur. Ce système est à la fois complexe et très interconnecté. Les neurotransmetteurs agissent de manière spécifique, mais ils peuvent également être affectés par des maladies, des médicaments ou même l’action d’autres messagers chimiques.
