Un neurotransmetteur est un messager chimique qui transporte, stimule et équilibre les signaux entre les neurones (également appelés cellules nerveuses) et les cellules cibles dans tout le corps. Ces cellules cibles peuvent se trouver dans les glandes, les muscles ou d'autres neurones.
Des milliards de molécules de neurotransmetteurs travaillent en permanence pour maintenir le fonctionnement de notre cerveau, gérant tout, de notre respiration à notre rythme cardiaque en passant par nos niveaux d'apprentissage et de concentration. Ils peuvent également affecter une variété de fonctions psychologiques telles que la peur, l'humeur, le plaisir et la joie.
Comment fonctionnent les neurotransmetteurs
Pour que les neurones envoient 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 la fin de chaque neurone se trouve un petit espace appelé synapse et pour communiquer avec la cellule suivante, le signal doit pouvoir traverser ce petit espace. Cela se produit par un processus connu sous le nom de neurotransmission.
Dans la plupart des cas, un neurotransmetteur est libéré de ce qu'on appelle la terminaison 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 qui contiennent les 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 la libération, le neurotransmetteur traverse l'espace synaptique et se fixe au site récepteur de l'autre neurone, excitant ou inhibant le neurone récepteur selon ce qu'est le neurotransmetteur.
Les récepteurs et les neurotransmetteurs agissent comme un système de verrouillage et de clé. Tout comme il faut la bonne clé pour ouvrir une serrure spécifique, un neurotransmetteur (la clé) ne se liera qu'à un récepteur spécifique (la serrure). Si le neurotransmetteur est capable de travailler sur le site récepteur, il déclenche des changements dans la cellule réceptrice.
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 bloquer la poursuite du signal, empêchant la transmission du message (inhibition).
Inactivation des neurotransmetteurs
Alors, qu'arrive-t-il à un neurotransmetteur une fois son travail terminé ? Une fois que le neurotransmetteur a eu l'effet prévu, son activité peut être arrêtée par trois mécanismes :
- Dégradation: Une enzyme modifie la structure du neurotransmetteur afin qu'il ne puisse pas être reconnu par le récepteur
- La diffusion: Le neurotransmetteur s'éloigne du récepteur
- Reprise: L'ensemble de la molécule de neurotransmetteur est repris par l'axone du neurone qui l'a libéré
Critères
L'identification réelle des neurotransmetteurs peut en fait être assez difficile. Alors que les scientifiques peuvent observer les vésicules contenant des neurotransmetteurs, déterminer quels produits chimiques sont stockés dans les vésicules n'est pas si simple.
Pour cette raison, les neuroscientifiques ont développé un certain nombre de lignes directrices pour déterminer si oui ou non un produit chimique doit être défini comme un neurotransmetteur :
- Présence du produit chimique dans la cellule. Le produit chimique est soit synthétisé dans le neurone, soit trouvé dans celui-ci.
- Libération dépendante du stimulus. Il est libéré en quantités appropriées par le neurone lors de la stimulation.
- Action sur la cellule postsynaptique. Le produit chimique doit être libéré par le neurone présynaptique, et le neurone postsynaptique doit contenir des récepteurs auxquels le produit chimique se liera.
- Mécanisme de retrait. Un mécanisme spécifique existe pour retirer le produit chimique de son site d'activation une fois son travail terminé.
Classification
Les neurotransmetteurs jouent un rôle majeur dans la vie quotidienne et le fonctionnement. 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. Certains des principaux neurotransmetteurs excitateurs comprennent 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. Certains des principaux neurotransmetteurs inhibiteurs comprennent 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 à la fois. Ces neuromodulateurs influencent également les effets d'autres messagers chimiques. Là où les neurotransmetteurs synaptiques sont libérés par les terminaisons axonales pour avoir un impact rapide sur les autres neurones récepteurs, les neuromodulateurs diffusent sur une plus grande surface et agissent plus lentement.
Certains neurotransmetteurs, tels que l'acétylcholine et la dopamine, peuvent créer des effets à la fois excitateurs et inhibiteurs selon le type de récepteurs présents.
Les types
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 dans l'un des six types suivants :
Acides aminés
- Acide gamma-aminobutyrique (GABA): Cet acide aminé naturel agit comme le principal messager chimique inhibiteur du corps. Le GABA contribue à la vision, au contrôle moteur et joue un rôle dans la régulation de l'anxiété. Les benzodiazépines, qui sont utilisées pour aider à traiter l'anxiété, fonctionnent en augmentant l'efficacité des neurotransmetteurs GABA, ce qui peut augmenter 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
- L'ocytocine: 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 et la reproduction sexuée. L'ocytocine synthétique telle que la pitocine est souvent utilisée pour faciliter le travail et l'accouchement. L'ocytocine et la pitocine provoquent la contraction de l'utérus pendant le travail.
- Endorphines: Ces neurotransmetteurs inhibent la transmission des signaux de douleur et favorisent les sensations d'euphorie. Ces messagers chimiques sont produits naturellement par le corps en réponse à la douleur, mais ils peuvent également être déclenchés par d'autres activités telles que l'exercice aérobique. endorphines.
Monoamines
- Épinéphrine: Aussi appelée adrénaline, l'épinéphrine est considérée à la fois comme une hormone et un neurotransmetteur. Généralement, l'épinéphrine est une hormone de stress qui est libérée par le système surrénal. Cependant, il fonctionne comme un neurotransmetteur dans le cerveau.
- Norépinéphrine: Ce produit chimique naturel est un neurotransmetteur qui joue un rôle important dans la vigilance et est impliqué dans la réaction de combat ou de fuite du corps. Son rôle est d'aider à mobiliser le corps et le cerveau pour agir 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 un 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 ajouts. 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 qui entraîne des tremblements et des troubles de la motricité, est causée par la perte de neurones générateurs de dopamine dans le cerveau.
- 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 de médicament antidépresseur couramment prescrit pour traiter la dépression, l'anxiété, le trouble panique et les attaques de panique. Les ISRS agissent pour équilibrer les niveaux de sérotonine en bloquant la recapture de la sérotonine dans le cerveau, ce qui peut aider à améliorer l'humeur et à réduire les sentiments d'anxiété.
Purines
- Adénosine: Ce produit chimique naturel agit comme un neuromodulateur dans le cerveau et est impliqué dans la suppression de l'éveil 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 peut également avoir un rôle dans certains problèmes neurologiques, notamment la douleur, les traumatismes et les troubles neurodégénératifs.
Gazotransmetteurs
- L'oxyde nitrique: Ce composé joue un rôle en affectant les muscles lisses, en les relaxant 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. Cependant, il est également produit naturellement par le corps où il agit comme un neurotransmetteur qui aide à moduler la réponse inflammatoire du corps.
Acétylcholine
- Acétylcholine: C'est le seul neurotransmetteur de sa catégorie. 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.
Quand les neurotransmetteurs ne fonctionnent pas correctement
Comme pour de nombreux processus du corps, les choses peuvent parfois mal tourner. Il n'est peut-être pas surprenant qu'un système aussi vaste et complexe que le système nerveux humain soit sensible aux problèmes.
Voici quelques-unes des choses qui pourraient mal tourner :
- Les neurones pourraient ne pas fabriquer suffisamment d'un neurotransmetteur particulier
- Les neurotransmetteurs peuvent être réabsorbés trop rapidement
- Trop de neurotransmetteurs peuvent être désactivés par les enzymes
- Trop d'un neurotransmetteur particulier peut être libéré
Lorsque les neurotransmetteurs sont affectés par une maladie ou des médicaments, il peut y avoir un certain nombre d'effets indésirables différents sur le corps. Des maladies telles que la maladie d'Alzheimer, l'épilepsie et la maladie de Parkinson sont associées à des déficits de certains neurotransmetteurs.
Les professionnels de la santé reconnaissent le rôle que les neurotransmetteurs peuvent jouer dans les troubles de santé mentale, c'est pourquoi les médicaments qui influencent les actions des messagers chimiques du corps sont souvent prescrits pour aider à traiter une variété de troubles psychiatriques.
Par exemple, la dopamine est associée à des choses telles que la toxicomanie et la schizophrénie. La sérotonine joue un rôle dans les troubles de l'humeur, y compris la dépression et les TOC. Des médicaments, comme les ISRS, peuvent être prescrits par les médecins et les psychiatres pour aider à traiter les symptômes de dépression ou d'anxiété.
Les médicaments sont parfois utilisés seuls, mais ils peuvent également être utilisés en association avec 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 le développement 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 et appelés antagonistes agissent pour bloquer les effets de la neurotransmission.
- Effets directs ou indirects: Ces médicaments neuro-actifs peuvent être décomposés selon qu'ils ont un effet direct ou indirect. Ceux qui ont un effet direct fonctionnent en imitant les neurotransmetteurs car ils ont une structure chimique très similaire. Ceux qui ont un impact indirect agissent en agissant sur les récepteurs synaptiques.
Les médicaments qui peuvent influencer la neurotransmission comprennent les médicaments utilisés pour traiter la maladie, notamment la dépression et l'anxiété, tels que les ISRS, les antidépresseurs tricycliques et les benzodiazépines.
Les drogues illicites telles que l'héroïne, la cocaïne et la marijuana ont également un effet sur la neurotransmission. L'héroïne agit comme un agoniste à action directe, 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 Verywell
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 fortement interconnecté. Les neurotransmetteurs agissent de manière spécifique, mais ils peuvent également être affectés par des maladies, des médicaments ou même les actions d'autres messagers chimiques.