MS1-4 UE: Neurotransmission/Neuroadaptations : plasticité neuronale et mémorisation Objectif: Système nerveux central sous l’angle de la plasticité des réseaux 1. Embryologie, Développement du système nerveux central (Rappels) 2. Notion de systèmes de neurotransmission 3. Notion de réseaux 4. Adaptations Neuronales après traitements chroniques aux psychotropes 1. Mise en place du SNC (Rappel) 1 Embryogenèse Cavité chorionique Cavité amniotique Cavité vitelline J14 : le disque embryonnaire est suspendu dans la cavité chorionique Il est formé de 2 couches séparant les cavités amniotique et vitelline, Stade du disque embryonnaire bilamaire Formation du la ligne primitive ectoderme •J15 : la ligne primitive se forme à la face dorsale de l’embryon endoderme •Elle donne l’axe de l’embryon et la symétrie D/G MBP •Elle est encadrée des membranes cloacale et bucco pharyngée LP MC 2 Formation du tube neural= neurulation ectoderme mesoderme endoderme J16: le disque embryonnaire est trilamaire : • ectoderme • mésoderme • endoderme La formation du tube neural peut commencer. Formation du tube neural Crète neurale 3 Cavité amniotique (non représentée) Sac vitellin •La fermeture du tube neural débute au niveau des 5 premier somites J21 •Elle progresse dans les directions crâniale et caudale J22 J23 J24-J25 •Le neuropore antérieur se ferme à J24 •Le neuropore postérieur se ferme à J26 (S2, somite 31) 4 J 29 La neurulation a donné naissance à un tube neural clos Formation du cerveau 4ème semaine du développement 5 6ème semaine du développement 6 7 8 9 Barrières de protection du cerveau - Boite crânienne - Méninges - LCR - Barrière hémato-encéphalique Méninges 10 Ventricules et LCR - le LCR s’écoule dans l’espace sub-arachnoïdien au travers de petites ouverture situées à la base du cervelet - Il est réabsorbé dans la circulation sanguine au niveau de l’espace subarachnoïdien 11 Barrière Hémato-encéphalique 12 Cortex 13 14 Ganglions de la base 15 MS1-4 UE: Neurotransmission/Neuroadaptations : plasticité neuronale et mémorisation Objectif: Système nerveux central sous l’angle de la plasticité des réseaux 1. Embryologie, Développement du système nerveux central (Rappels) 2. Notion de systèmes de neurotransmission 3. Notion de réseaux 4. Adaptations Neuronales après traitements chroniques aux psychotropes 2. Notion de systèmes de neurotransmissions Un système de neurotransmission se définit comme l’ensemble des régions cérébrales contenant les corps cellulaires produisant un neurotransmetteur donné et des régions de projections des axones issus de ces corps cellulaires. - Définition d’un neurotransmetteur - Neurotransmetteurs majeurs Amines biogènes Catécholamines (Noradrénaline et dopamine) Indolamines (Sérotonine) Histamine Acétylcholine Acides aminés: Aa inhibiteur: GABA Aa excitateur Glutamate Neuropeptides endomorphines enképhalines, substance P 16 Amines Acétylcholi - Dopamine - Noradrénaline ne - Adrénaline - Sérotonine - Histamine Acides aminés Nucléotides - Glutamate Adénosine - Aspartate - Adénosine - Glycine triphospha - GABA (acide te (ATP) gamma amino butyrique) - glycine Neuropeptides Peptides opioïdes - endorphines - enképhalines - dynorphine - endomorphine Autres - Substance P - VIP - Neuropeptide Y - Somatostatine - Vasopressine - Angiotensine II - Ocytocine - Cholécystokinine - Thyréotropine - Calcitonine - Neurotensine Etc… plus de 100… Classification des Neurotransmetteurs 17 7 critères qualifiant un neurotransmetteur • 1. dans SNC avec distribution régionale caractéristique • 2. être présente et stockée au niveau des terminaisons présynaptiques • 3. biosynthèse dans le neurone • 4. être libérée dans la fente synaptique en réponse à une stimulation de l'élément présynaptique, de façon dépendante des ions calcium, et en quantité suffisante pour induire une réponse de l'élément postsynaptique • 5. avoir des récepteurs spécifiques postsynaptiques • 6. L’interaction NT/recepteur induit des modifications du potentiel electrique et de la perméabilité de la mb post syn • 7. avoir un moyen de dégradation ou de recapture pour être inactivée Jacques Epelbaum, 1992 Acétylcholine 18 SYNTHESE ET DEGRADATION 19 Catécholamines Noradrénaline Tyrosine Hydroxylase DOPA-décarboxylase Noyau catéchol Dopamine Dopamine-β-hydroxylase Noradrénaline Phényléthanolamine-N-méthyltransférase Adrénaline 20 Synapse Noradrénergique Monoamine oxydase MAO-A et MAO-B COMT α et β Transporteur vésiculaire des monoamines ou VMAT2 Transporteur neuronal de la membrane plasmique, spécifique de la NA, le NAT Cible des antidépresseurs tricycliques ou mixtes 21 Groupes de corps cellulaires de neurones noradrénergiques groupe A1 …………………………….. Localisation anatomique noyau du funiculus latéral et partie latérale de la formation réticulée. groupe A2 …………………………...… (ou “ groupe noradrénergique noyau solitaire, noyau dorsal vagal et area postrema médullaire dorsal ”. groupe A3……………………………… dorsalement par rapport au complexe de groupe A4 ……………………………. pédoncule cérébelleux supérieur. l’olive inférieure (extension caudale du groupe A6) groupe A5 …………………………..… partie caudo-latérale du tegmentum pontique, noyau facial et complexe de l’olive supérieure. groupe A6 …………………………….. locus coeruleus -groupe A6cg………………………….. partie caudolatérale de la substance grise centrale mésencéphalique - groupe A6sc………………………… groupe A7………………………………. aire sub-coeruleus partie pontique rostrale de la formation réticulée et lemnisque latéral Tableau 3 : Liste des groupes de corps cellulaires noradrénergiques, numérotés de A1 à A7 (Nieuwenhuys, 1985). Voies ascendantes noradrénergiques Noyaux d’origine Groupe médullaire dorsal (Groupe A2) Voies anatomiques Faisceau noradrénergique ventral (faisceau médian du télencéphale) Faisceau ascendant dorsal périventriculaire Groupes tegmentaux latéraux (groupe A1, A5 et A7) Régions de projections noradrénergiques Régions télencéphalique cortex piriforme lit du noyau de la strie terminale septum latéral complexe amygdaloïde noyau caudé Régions diencéphaliques Hypothalamus - noyau dorso-médian - noyau periventriculaire - noyau infundibulaire - noyau supraoptique - éminence médiane - noyau paraventriculaire Thalamus - noyau préoptique médian Régions mésencéphaliques -substance grise centrale -formation réticulée Tableau 5 : Régions de projections des neurones noradrénergiques provenant du groupe médullaire dorsal (groupe A2) et des groupes tegmentaux latéraux (groupes A1, A5 et A7) (Nieuwenhuys, 1985). 22 Voies ascendantes noradrénergiques Noyaux d’origine Complexe du locus coeruleus (noyau A6, A6sc, A6cg, A4) Voies anatomiques Faisceau noradrénergique ascendant dorsal (par le faisceau médian du télencéphale) Régions de projections noradrénergiques Régions télencéphaliques Néocortex - néocortex frontal, dorsal et latéral, et notamment les cortex cingulé, entorhinal et rétrosplenial. Hippocampe : - gyrus denté - corne d’Ammon - subiculum Septum médian Noyau de la bande diagonale de Broca Noyau du lit de la strie terminale Structures olfactives : - tubercules olfactifs - noyau olfactif antérieur - bulbe olfactif. Amygdale : - noyaux centraux - noyaux basaux Régions diencéphaliques Thalamus dorsal : - noyau thalamique antérieur - noyau thalamique ventral - noyau thalamique latéral - corps genouillés médian et latéral Habénula - noyau médian et latéral Régions mésencéphaliques - substance grise centrale - noyau du raphé dorsal - noyau interpédonculaire Tronc cérébral - colliculli supérieur et inférieur Complexe du Voie ascendante Hypothalamus locus coeruleus dorsale - noyau paraventriculaire périventriculaire Tableau 4 : Régions de projections ascendantes des neurones noradrénergiques provenant du complexe du locus coeruleus (Nieuwenhuys, 1985). 23 Catécholamines Dopamine 24 Tyrosine Hydroxylase DOPA-décarboxylase Noyau catéchol Dopamine Dopamine-β-hydroxylase Noradrénaline Phényléthanolamine-N-méthyltransférase Adrénaline HVA 25 Synapse Dopaminergique Monoamine oxydase MAO-A et MAO-B COMT RD1, RD5 RD2, R D3, R D4 Transporteur vésiculaire des monoamines ou VMAT2 Transporteur neuronal de la membrane plasmique, spécifique DA: le DAT Cible de la cocaïne 26 A9 A10 27 Indolamine Sérotonine Synthèse et dégradation de la sérotonine 28 Synapse Sérotoninergique Monoamine oxydase MAO-A et MAO-B Et aldéhyde désydhogénase R 5HT 17 clonés à ce jour!!! Ex: R5HT1a R5HT 1B Transporteur vésiculaire des monoamines ou VMAT2 Transporteur neuronal de la membrane plasmique, spécifique 5HT: 5HTT Cible des antidépresseurs SSRI ex: Prozac Groupe de corps cellulaires sérotoninergiques groupe B1 groupe B2 groupe B3 groupe B4 groupe B5 groupes B6 et B8 groupe B7 groupe B9 Localisation anatomique Noyau du raphé pallidus Noyau du raphé obscurus Noyau du raphé magnus Noyau vestibulaire médian Noyau du raphé pontis Noyau supérieur central de Bechterew Noyau du raphé dorsal Lemnisque médian Tableau 1 : Liste des groupes de corps cellulaires sérotoninergiques, numérotés de B1 à B9 (Nieuwenhuys, 1985). 29 Régions de projections sérotoninergiques Noyaux d’origine Voies anatomiques Raphé dorsal (B7) Noyau central supérieur (B6 et B8). Voies ascendantes ventrales et dorsales. (par le faisceau médian du télencéphale) Régions télencéphaliques Néocortex : - toutes les couches corticales du néocortex latéral, rostral et caudal, notamment les cortex cingulé et entorhinal Striatum : - noyau caudé - putamen Noyau accumbens Globus pallidus Septum (latéral et ventral) Structures olfactives - noyau olfactif antérieur - couche glomérulaire du bulbe olfactif. Amygdale - noyaux antérieurs - noyaux basaux Hippocampe - le gyrus denté - la corne d’Ammon Régions diencéphaliques Thalamus - noyau médian - noyau latérodorsal. - région périventriculaire Hypothalamus - noyaux postérieurs - noyaux antérieurs - noyaux latéraux - corps mammillaires Noyau médian de l’habénula Centres préoptiques - noyaux préoptiques médian et latéral - noyau suprachiasmatique Mésencéphale - noyau interpédonculaire - substance noire pars compacta - aire du tegmentum ventral. Tronc cérébral - locus coeruleus Raphé dorsal (B7) Noyau central supérieur (B6 et B8) Raphé magnus (B3) Voie Région diencéphalique - aire hypothalamique postérieure Mésencéphale - substance grise mésencéphalique - colliculi supérieur et inférieur ascendante dorsale 30 31 Liaison de la 3H-TBZOH dans le cerveau de Rat cortex frontal septum latéral Striatum antérieur noyau accumbens Striatum antérieur 1: diencéphale Hippocampe noyau thalamique intermédio-dorsal hypothalamus 1 2 2: mésencéphale substance noire aire du tegmentum ventral 32 Liaison de la 3H-TBZOH dans le cerveau de Rat 1: mésencéphale 2 1 raphé dorsal 2: pont (Rhombencéphale) locus coeruleus Glutamate 33 SYNTHESE ET DEGRADATION Classification des Neurotransmetteurs 34 Synapse Glutamatergique C gliales Glutaminase glutamine glutamine glutamate glutamine synthase glutamate mGLUR VGLUT1 et VGLUT2 Vesicular glutamate transporter 1 and 2 EAATs Transporteur neuronal de la membrane plasmique Récepteur ionotopique - AMPA - kainate - NMDA excitatory amino acid transporter (EAAT) Remarques Excitotoxicité au glutamate, ischémie et épilepsie 35 acide γ-aminobutyrique GABA SYNTHESE ET DEGRADATION carence Vit B6 = epileptogène inh de GABA transaminase = agents anti-convulsivant 36 NEUROPEPTIDES Classification des Neurotransmetteurs 37 SYNTHESE ET DEGRADATION Liaison 3H-naloxone sensible au DAGO (Rµ) cortex cingulaire cortex frontal cortex insulaire ny endopiriforme dorsal tubercules olfactifs hippocampe thalamus amygdale hypothalamus 38 3h NOCICEPTINE 39
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