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 dautres 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 dapprentissage et de concentration. Ils peuvent également affecter une variété de fonctions psychologiques telles que la peur, lhumeur, 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 que lon appelle la terminaison axonale après quun potentiel daction a atteint la synapse, un endroit où les neurones peuvent se transmettre des signaux.
Lorsquun signal électrique atteint lextrémité dun 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 lespace 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 lespace synaptique et se fixe au site récepteur de lautre neurone, excitant ou inhibant le neurone récepteur en fonction de ce quest 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 quà 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 dun signal électrique dans la cellule (excitateur). Dans dautres cas, le neurotransmetteur peut en fait bloquer la poursuite du signal, empêchant la transmission du message (inhibition).
Inactivation des neurotransmetteurs
Alors, quarrive-t-il à un neurotransmetteur une fois son travail terminé ? Une fois que le neurotransmetteur a eu leffet prévu, son activité peut être arrêtée par trois mécanismes :
- Dégradation : une enzyme modifie la structure du neurotransmetteur afin quil ne puisse pas être reconnu par le récepteur
- Diffusion : le neurotransmetteur séloigne du récepteur
- Recapture : Lensemble de la molécule de neurotransmetteur est repris par laxone du neurone qui la libérée
Critères
Lidentification 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 nest pas si simple.
Pour cette raison, les neuroscientifiques ont élaboré un certain nombre de lignes directrices pour déterminer si un produit chimique doit être défini ou non comme un neurotransmetteur : 1
- 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 dactivation 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.2
Les neurotransmetteurs peuvent être classés selon leur fonction :3
- Neurotransmetteurs excitateurs : Ces types de neurotransmetteurs ont des effets excitateurs sur le neurone, ce qui signifie quils augmentent la probabilité que le neurone déclenche un potentiel daction. Certains des principaux neurotransmetteurs excitateurs comprennent lépinéphrine 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 daction. Certains des principaux neurotransmetteurs inhibiteurs comprennent la sérotonine et lacide gamma-aminobutyrique (GABA).
- Neurotransmetteurs modulateurs : Ces neurotransmetteurs, souvent appelés neuromodulateurs, sont capables daffecter un plus grand nombre de neurones en même temps. Ces neuromodulateurs influencent également les effets dautres messagers chimiques. Lorsque 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 lacétylcholine 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.4
Les neurotransmetteurs peuvent également être classés dans lun des six types suivants :
Acides aminés
- Acide gamma-aminobutyrique (GABA) : Cet acide aminé naturel agit comme le principal messager chimique inhibiteur de lorganisme. Le GABA contribue à la vision, au contrôle moteur et joue un rôle dans la régulation de lanxiété. Les benzodiazépines, qui sont utilisées pour aider à traiter lanxiété, fonctionnent en augmentant lefficacité des neurotransmetteurs GABA, ce qui peut augmenter les sentiments de relaxation et de calme.
- Glutamate : Le neurotransmetteur le plus abondant trouvé dans le système nerveux, le glutamate joue un rôle dans les fonctions cognitives telles que la mémoire et lapprentissage. Des quantités excessives de glutamate peuvent provoquer une excitotoxicité entraînant la mort cellulaire. Cette excitotoxicité causée par laccumulation de glutamate est associée à certaines maladies et lésions cérébrales, notamment la maladie dAlzheimer5, les accidents vasculaires cérébraux et les crises dépilepsie.
Peptides
- Ocytocine : Cette hormone puissante agit comme un neurotransmetteur dans le cerveau. Elle est produite par lhypothalamus et joue un rôle dans la reconnaissance sociale, les liens et la reproduction sexuée.6 Locytocine synthétique telle que la pitocine est souvent utilisée pour faciliter le travail et laccouchement. Locytocine et la pitocine provoquent la contraction de lutérus pendant le travail.
- Endorphines : Ces neurotransmetteurs inhibent la transmission des signaux de douleur et favorisent les sentiments deuphorie. Ces messagers chimiques sont produits naturellement par le corps en réponse à la douleur, mais ils peuvent également être déclenchés par dautres activités telles que lexercice aérobique. .
Monoamines
- Épinéphrine : Également connue sous le nom dadrénaline, lépinéphrine est considérée à la fois comme une hormone et un neurotransmetteur. Généralement, lépinéphrine est une hormone de stress qui est libérée par le système surrénal. Cependant, il fonctionne comme un neurotransmetteur dans le cerveau.8
- 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 daider 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.9 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.10 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 lhumeur, du sommeil, de lanxiété, de la sexualité et de lappétit. Les inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS) sont un type de médicament antidépresseur couramment prescrit pour traiter la dépression, lanxiété, 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 lhumeur et à réduire les sentiments danxiété.11
Purines
- Adénosine : Ce produit chimique naturel agit comme un neuromodulateur dans le cerveau et est impliqué dans la suppression de léveil et lamélioration du sommeil.
- Adénosine triphosphate (ATP) : Considéré comme la monnaie énergétique de la vie, lATP agit comme un neurotransmetteur dans les systèmes nerveux central et périphérique.12 Il joue un rôle dans le contrôle autonome, la transduction sensorielle et la communication avec les cellules gliales. La recherche suggère quil peut également avoir un rôle dans certains problèmes neurologiques, notamment la douleur, les traumatismes et les troubles neurodégénératifs.
Gazotransmetteurs
- Oxyde nitrique : Ce composé joue un rôle dans laffection des muscles lisses, en les relaxant pour permettre aux vaisseaux sanguins de se dilater et daugmenter 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.13
Acétylcholine
- Acétylcholine : Cest le seul neurotransmetteur de sa catégorie. Présent dans les systèmes nerveux central et périphérique, cest le principal neurotransmetteur associé aux motoneurones.14 Il joue un rôle dans les mouvements musculaires ainsi que dans la mémoire et lapprentissage.
Quand les neurotransmetteurs ne fonctionnent pas correctement
Comme pour de nombreux processus du corps, les choses peuvent parfois mal tourner. Il nest peut-être pas surprenant quun 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 dun neurotransmetteur particulier
- Les neurotransmetteurs peuvent être réabsorbés trop rapidement
- Trop de neurotransmetteurs peuvent être désactivés par les enzymes
- Trop dun neurotransmetteur particulier peut être libéré
Lorsque les neurotransmetteurs sont affectés par une maladie ou des médicaments, il peut y avoir un certain nombre deffets indésirables différents sur le corps. Des maladies telles que la maladie dAlzheimer, lépilepsie 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, cest 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 lhumeur, y compris la dépression et les TOC.11 Des médicaments, tels que les ISRS, peuvent être prescrits par les médecins et les psychiatres pour aider à traiter les symptômes de dépression ou danxiété.
Les médicaments sont parfois utilisés seuls, mais ils peuvent également être utilisés en association avec dautres 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. Dautres médicaments et appelés antagonistes agissent pour bloquer les effets de la neurotransmission.15
- Effets directs ou indirects : ces médicaments à action neuronale peuvent être décomposés davantage selon quils 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 lanxiété, tels que les ISRS, les antidépresseurs tricycliques et les benzodiazépines.
Les drogues illicites telles que lhéroïne, la cocaïne et la marijuana ont également un effet sur la neurotransmission. Lhéroïne 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.16
Un mot de Verywell
Les neurotransmetteurs jouent un rôle essentiel dans la communication neuronale, influençant tout, des mouvements involontaires à lapprentissage en passant par lhumeur. 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 dautres messagers chimiques.