La neurotransmission: fluidité membranaire inadéquate
La neurotransmission
Elle est l’objet d’un intérêt croissant ; sans cesse, son étude enrichit notre savoir sur le fonctionnement cérébral normal ou pathologique. Les perturbations de la neurotransmission ont une grande responsabilité dans l’affaiblissement des fonctions cérébrales, dans les manifestations cliniques du déclin cérébral ou de maladies telles que les maladies de Parkinson ou d’Alzheimer. Il en découle des thérapeutiques adaptées parmi lesquelles celles qui sont substitutives.
Deux faits essentiels sont à rappeler :
- La membrane cellulaire a un rôle d’échange et d’information
Elle reçoit les messages et elle émet des neuromédiateurs. La diminution de la fluidité membranaire du cerveau âgé a été démontrée par de nombreuses études réalisées tant chez l’animal que chez l’Homme. Cette modification des propriétés physiques de la membrane neuronale a des conséquences graves sur les récepteurs et les systèmes neurotransmetteurs. Quand la membrane se rigidifie les récepteurs – qui sont des protéines – ne peuvent plus changer de forme et donc ne répondent plus à la stimulation des neurotransmetteurs. Il est donc logique de lier l’altération globale des systèmes neurotransmetteurs à la diminution de la fluidité membranaire.
- Dans la cellule sont élaborées des molécules préformées
Les neuromédiateurs et des enzymes. Chaque neurone a environ 3 à 4 000 liaisons synoptiques. Le vieillissement détermine une réduction de l’activité de la transmission et de la communication entre les cellules, elle résulte :
- de l’altération de l’activité enzymatique dont la conséquence est la diminution de la synthèse des neurotransmetteurs et l’augmentation de leur dégradation,
- de la fabrication de « molécules absurdes » inutiles.
Les cinq neurotransmetteurs les mieux connus sont la dopamine, l’acétylcholine, la noradrénaline, la sérotonine, le GABA. Un même neurotransmetteur peut contrôler des fonctions diverses : humeur, sécrétions hormonales, motricité… Aux substances reconnues comme neurotransmetteurs s’ajoute une quarantaine de molécules, pour la plupart peptidiques, qui sont qualifiées de modulateurs. Les grandes voies de neurotransmission sont bien établies : les noyaux d’origine, la situation anatomo-histologique,
les axones, les terminaisons face aux récepteurs. Les liens neurochimiques spécifiques sont établis.
- La dysfonction de la transmission sérotoninergique dans la sénescence cérébrale, proposée après quelques études chez l’animal, n’a pas été confirmée chez l’Homme. Une hypoactivité des voies sérotoninergiques serait à l’origine de la perturbation du sommeil et d’un syndrome dépressif.
- La neurotransmission cholinergique se détériore avec l’âge puisque l’activité des enzymes, particulièrement la choline-acétyl-transférase (C.A.T.), responsables de la synthèse de l’acétylcholine tend à diminuer chez l’Homme sénescent. Ce phénomène est particulièrement prononcé dans la démence d’Alzheimer. La concentration en choline acétyl-transférase peut être réduite de 90 % dans l’hippocampe et le cortex des malades qui en sont atteints. L’influence du système cholinergique dans les déficits mnésiques de la sénescence est admise. Le système cholinergique est indispensable à l’activité du circuit hippocampo-mamillo-thalamique de Papez dont l’atteinte est responsable de troubles amnésiques. Pour ce qui est du vieillissement, autant d’études admettent une diminution du taux de l’acétylcholine que d’études concluant à l’absence de baisse.
- Il faut aussi mentionner les endorphines (Me Geer et Me Geer, 1980) et la vasopressine (Legros et coll., 1978) parmi les neurohormones qui peuvent jouer un rôle dans le vieillissement de certaines fonctions (mémoire, kinésie).
- Les catécholamines : dopamine et noradrénaline sont des neuromédiateurs indispensables aux grandes fonctions cérébrales. Ils jouent un rôle considérable.
Les corps cellulaires producteurs de dopamine sont situés dans le cerveau archaïque dans le mésencéphale. De là partent trois systèmes dopaminergiques :
– La voie nigrostriée, issue de la substance noire, se projette dans le striatum. Elle contrôle la motricité extrapyramidale, notamment le tonus et l’initiation du mouvement, et elle inhiberait la genèse thalamique du tremblement.
– La voie mésolimbique, issue de l’aire tegmentale ventrale, se projette dans le noyau accumbens et le tubercule olfactif. Elle contrôle l’humeur l’affectivité et le comportement.
– La voie mésocorticale, dont les faisceaux partent d’un groupe de cellules mésencéphaliques et vont au cortex frontal. Elle participe au contrôle de la vigilance, de l’attention, de la décision, de la programmation comportementale.
La dopamine est le neurotransmetteur le plus altéré dans le vieillissement :
• L’activité des enzymes nécessaires à sa synthèse est très amoindrie dans le cerveau des animaux âgés (Finch, 1973 ; Algeri, 1977). Chez l’Homme âgé, on trouve une réduction supérieure à 30 % du taux de ces enzymes, notamment de la tyrosine hydroxylase, en particulier dans les noyaux gris centraux (Mac Geeb, 1975).
• Inversement, l’activité de la monoamine-oxydase (MAO) responsable de la destruction des aminés est progressivement augmentée (Nies et coll., 1972 ; Robinson, 1975).
• Les neurones dopaminergiques notamment dans la substance noire sont moins nombreux (50 % à 60 ans !).
• Les récepteurs dopaminergiques sont moins nombreux.
Le taux de dopamine accuse un fort déficit dans le cerveau âgé au ni¬veau du striatum et des aires corticales qui reçoivent des afférentes dopaminergiques. Il commence tôt, il chute de 40 % entre 20 et 70 ans. Le déficit physiologique progressif est longtemps compensé par la multiplication des récepteurs et des synapses fonctionnelles. Tant que cette compensation peut se faire, les fonctions sont préservées. Mais la chute du nombre de récepteurs, observée au niveau des différents sites dopaminergiques (noyau caudé, putamen, cortex cérébrofrontal, substance noire, ucleus accumbens…), limite les possibilités de compensation ; il est à l’origine de l’apparition progressive des premiers signes évocateurs d’un déclin cérébral.
Le vieillissement peut aussi être accompagné par des troubles fonctionnels des diverses hormones hypophysaires. Une altération de la sécrétion de l’hormone de croissance (somatostatine) peut être à l’origine de l’insuffisance de la synthèse protéique dans les muscles, le foie et le cerveau, caractéristiques du vieillissement.
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