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L'INTÉGRATION SYNAPTIQUE
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| Les neurones reçoivent simultanément des milliers d'informations activant des récepteurs-canaux et/ou des récepteurs liés aux protéines G. Ils doivent intégrer tous ces messages et générer, en réponse, un signal simple : le potentiel d'action. |
LES POTENTIELS POST-SYNAPTIQUES EXCITATEURS
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| La réponse
synaptique élémentaire correspond à l'activation
d'un seul récepteur-canal.
Le canal ouvert par la fixation du neurotransmetteur génère un courant entrant.
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Iconographie personnelle - Dr. D. Rose
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| La
fixation d'une molécules d'acétylcholine sur chacune
des 2 sous-unités alpha du récepteur-canal nicotinique
permet, grâce au changement de configuration de la protéine
transmembranaire, l'ouverture du canal ionique ou pore aqueux.
Ce canal ionique est perméable aux cations Na+, K+, Ca2+
et Mg2+. Mais, les ions Ca2+ et Mg2+ ne participent que très faiblement au courant nicotinique, principalement du aux flux d'ions Na+ et K+ à travers le canal ouvert.
Pour un potentiel de membrane de - 80 mV, le gradient électrochimique (Vm - ENa) des ions Na+ est entrant et égal à - 180 mV alors que le gradient électrochimique (Vm - EK) des ions K est sortant et égal à + 20 mV. Il entre donc beaucoup plus d'ions Na qu'il ne sort d'ions K.
On enregistre donc un courant entrant, qui dépolarise
la cellule - la rendant plus positive à l'intérieur.
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| Dans de
nombreuses synapses, l'exocytose des vésicules se réalise
spontanément à un niveau très faible. L'amplitude
de la réponse synaptique à la libération
spontanée du neurotransmetteur est appelé potentiel
postsynaptique miniature. L'unité élémentaire
de libération du neurotransmetteur correspond au contenu
d'une vésicule synaptique. Chaque vésicule contient environ le même nombre de molécules de transmetteur (3200 molécules dans le cas de l'acétylcholine - activation de
1600 récepteurs-canaux). L'activation de 1600 récepteurs-canaux
- soit la libération d'une seule vésicule synaptique
- provoque l'apparition d'un courant entrant de 4 nA. Au niveau
de la jonction neuro-musculaire (synapse nicotinique cholinergique),
l'arrivée d'un seul potentiel d'action entraîne
la libération de 100 vésicules synaptiques -
soit un courant de plaque motrice de 400 nA (+ 38 mV), du à
l'activation de 160 000 récepteurs-canaux. Ainsi, l'amplitude
du potentiel postsynaptique excitateur (PPSE)
est un multiple de la réponse au contenu d'une seule
vésicule : le quantum.
Dans de nombreuses synapses du système nerveux
central, l'arrivée d'un potentiel d'action entraîne
la libération d'une seule vésicule de neurotransmetteur - générant un PPSE de seulement quelques dixièmes de millivolts. Les neurones effectuent donc des opérations complexes nécessitant la sommation de tous les
PPSE pour produire une dépolarisation postsynaptique significative : c'est l'intégration synaptique.
- La sommation spatiale correspond à l'addition de tous les PPSE générés simultanément au niveau des différentes synapses d'un même dendrite.
- La sommation temporelle correspond à l'addition des PPSE générés au niveau d'une même synapse lorsque les PPSE se succèdent très rapidement.
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