LA SYNAPSE - UNITÉ MORPHOLOGIQUE ET FONCTIONNELLE DE LA TRANSMISSION DE L'INFORMATION

LES DIVERS TYPES DE SYNAPSE

Le terme de synapse, proposé par Sherrington (1897), désignait au départ les zones de contact entre neurones, zones de contact spécialisées dans la transmission de l'information. Mais les synapses ne sont pas uniquement interneuronales; elles lient également les cellules réceptrices aux neurones et les neurones aux cellules effectrices (jonction neuromusculaire). C'est au niveau de ces synapses que s'effectue la transmission de l'information d'une cellule à une autre : la transmission synaptique.

Selon des critères morphologiques et fonctionnels, on distingue plusieurs types de synapses :

• les synapses chimiques, caractérisées par la présence d'un espace entre la membrane présynaptique et la membrane post-synaptique : la fente synaptique. Une molécule chimique transmet les informations de la cellule présynaptique à la cellule post-synaptique.
• les synapses électriques ou jonctions communicantes ("gap junctions"), caractérisées par l'accolement des deux membranes plasmiques (canaux jonctionnels - connexons). Les signaux électriques sont directement transmis d'une cellule à l'autre sans intermédiaire chimique. Ce couplage électrique permet une propagation rapide des potentiels d'action entre neurones mais aussi la synchronisation de la contraction de certaines cellules musculaires (coeur, fibre musculaire lisse).
• les synapses mixtes, formées par la juxtaposition d'une synapse chimique et d'une jonction communicante.

LA SYNAPSE CHIMIQUE

La synapse chimique comprend 3 parties :

1. l'élément présynaptique
2. la fente synaptique
3. l'élément post-synaptique.

Les éléments pré- et post-synaptiques présentent une spécialisation morphologique et fonctionnelle.

ASYMÉTRIE DE STRUCTURE

L'élément présynaptique se caractérise par la présence de vésicules synaptiques, organites de stockage du neurotransmetteur, et de nombreuses mitochondries. Parfois, on distingue sous la membrane présynaptique une zone dense aux électrons plus ou moins géométrique : la grille synaptique. Cette grille synaptique correspond à une organisation particulière du cytosquelette liée à l'exocytose des vésicules synaptiques.

L'élément post-synaptique se caractérise, dans le cas d'une synapse interneuronale, par la présence d'une région sous-membranaire, dense aux électrons, qui reflète une organisation particulière du cytosquelette liée à l'ancrage des récepteurs post-synaptiques dans cette région.

Le complexe synaptique présente donc une asymétrie de structure caractéristique, les vésicules synaptiques n'étant présentes que dans l'élément présynaptique.

ASYMÉTRIE FONCTIONNELLE : SCHÉMA GÉNÉRAL DU FONCTIONNEMENT D'UNE SYNAPSE

Le neurotransmetteur est stocké dans les vésicules synaptiques de l'élément présynaptique. L'arrivée des potentiels d'action [1] dans l'élément présynaptique entraîne une entrée de calcium [Ca2+i] [2], et la fusion d'une vésicule avec la membrane plasmique. La durée du potentiel d'action détermine l'ouverture des canaux calciques et donc, la quantité de neurotransmetteur libéré. La vésicule libère par exocytose [3] le neurotransmetteur dans la fente synaptique. On appelle zone active l'ensemble formé par les vésicules présynaptiques et la membrane axonale présynaptique où s'effectue l'exocytose.

Les molécules de neurotransmetteur ainsi libérées peuvent aller se fixer sur la membrane post-synaptique au niveau de récepteurs qui lui sont spécifiques [4]. Cette fixation entraîne un passage d'ions à travers la membrane post-synaptique [5]. C'est la transmission synaptique.

Dans le même temps, les molécules de neurotransmetteur présentes dans la fente synaptique sont recaptées par la membrane présynaptique [6] et la membrane elle-même est recyclée.

Iconographie personnelle - Dr. D. Rose

L'élément présynaptique renferme la machinerie nécessaire à la synthèse, au stockage, à la libération et à l'inactivation du neurotransmetteur. L'élément post-synaptique, spécialisé dans la réception des messages, renferme dans sa membrane plasmique les protéines réceptrices du neurotransmetteur : récepteurs-canaux et/ou récepteurs liés aux protéines G.

La transmission synaptique est unidirectionnelle, "polarisée"; elle n'a lieu que de l'élément présynaptique, qui contient le neurotransmetteur, vers l'élément post-synaptique à la surface duquel se trouvent les récepteurs du neurotransmetteur.