NE-ENeurophysiologie

Intégration synaptique et pharmacologie d'une substance

Idée directrice

Une substance (curare, atropine, anti-cholinestérasique…) est appliquée sur une synapse et on observe son effet sur la transmission. La trajectoire : localiser le site d'action de la substance (récepteurs postsynaptiques, enzyme de dégradation, canaux…), déduire du résultat expérimental son mécanisme (agoniste, antagoniste, inhibiteur enzymatique) et interpréter la modification de la réponse postsynaptique en termes d'intégration (PPSE/PPSI, atteinte ou non du seuil).

Signature de reconnaissance — l'énoncé se trahit ainsi

« La stimulation directe de l'effecteur permet-elle de localiser le site d'action de la substance ? » ; « Localiser le site et préciser le mécanisme d'action de la substance » ; « Prévoir l'effet d'un inhibiteur de l'enzyme de dégradation » ; « Interpréter la modification de la réponse postsynaptique »

Sujet principal

Exercice — dans l'esprit des sujets du bac

6 questionsCorrigé masqué

Au niveau d'une synapse neuromusculaire (plaque motrice), le neurotransmetteur est l'acétylcholine (ACh). On stimule le neurone présynaptique et on enregistre la réponse du muscle dans trois conditions :

Condition 1 (témoin) : la stimulation du nerf provoque la contraction du muscle.
Condition 2 (après ajout de curare) : la stimulation du nerf ne provoque plus de contraction ; l'ACh est pourtant bien libérée dans la fente.
Condition 3 (stimulation électrique directe du muscle sous curare) : le muscle se contracte normalement.

La condition 3 permet-elle d'affirmer que le curare agit sur le muscle lui-même ? Justifier.
Localiser le site d'action du curare et préciser son mécanisme.
1. Le curare agit-il en amont (libération d'ACh) ou en aval (réception) ?
2. En déduire son mode d'action sur les récepteurs postsynaptiques.
Une autre substance, la néostigmine, inhibe l'acétylcholinestérase (enzyme qui dégrade l'ACh). Prévoir et expliquer son effet sur la transmission synaptique.

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1. Condition 3 : le muscle stimulé directement se contracte normalement malgré le curare. L'effecteur est donc fonctionnel : le curare n'agit pas sur le muscle lui-même, mais sur la transmission au niveau de la plaque motrice.

2.(a) Condition 2 : l'ACh est bien libérée dans la fente, mais la contraction n'a pas lieu. Le blocage se situe donc en aval de la libération, au niveau de la membrane postsynaptique (réception), et non au niveau de l'exocytose présynaptique.

2.(b) Normalement, suite au dépôt du neurotransmetteur (ACh) dans la fente, la fixation sur les récepteurs nicotiniques crée une dépolarisation locale : un PPSE à la plaque motrice, qui peut atteindre le seuil et déclencher un PA musculaire. Le curare se fixe sur ces mêmes récepteurs sans les activer (antagoniste compétitif) : l'ACh ne peut plus s'y lier, aucun PPSE n'est créé, le seuil n'est pas atteint. La synapse neuromusculaire est excitatrice en conditions normales ; le curare en bloque la transmission. $\boxed{\text{Curare = antagoniste des récepteurs à l'ACh}}$

3. La néostigmine inhibe l'acétylcholinestérase : l'ACh n'est plus dégradée, s'accumule dans la fente et reste plus longtemps sur ses récepteurs. La stimulation postsynaptique est prolongée et amplifiée (effet inverse du curare). Cela illustre la spécificité entre neurotransmetteur et récepteur : seule l'ACh (ou un agoniste) active les récepteurs nicotiniques de la plaque ; le curare les occupe sans les activer.

Exercices d'entraînement — une nuance à la fois

Entraînement 01 / 01

Drill NE-E.1 — sommation et intégration

1 questionCorrigé masqué

Distinguer sommation temporelle et spatiale au niveau d'un neurone postsynaptique.

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Sommation temporelle : plusieurs PPS rapprochés issus d'une même synapse s'additionnent dans le temps. Sommation spatiale : des PPS issus de plusieurs synapses distinctes s'additionnent au même instant. L'ensemble constitue la sommation spatiotemporelle : le neurone intègre (somme algébrique des PPSE et PPSI) et un PA naît si le seuil est atteint. Une synapse qui dépolarise est excitatrice ; une synapse qui hyperpolarise est inhibitrice. $\boxed{\text{intégration = }\sum\text{PPS}}$ .

Méthode / Automatismes

Stimulation directe de l'effecteur = test pour savoir si la cible est fonctionnelle (localiser le blocage).
ACh libérée mais pas de réponse $\Rightarrow$ blocage postsynaptique (réception).
Antagoniste (curare) = occupe les récepteurs sans les activer $\Rightarrow$ pas de PPSE.
Inhibiteur de l'acétylcholinestérase $\Rightarrow$ ACh s'accumule $\Rightarrow$ transmission renforcée/prolongée.

Pièges classiques

Conclure que le curare paralyse le muscle : c'est la synapse qui est bloquée, le muscle reste excitable directement.
Confondre antagoniste (bloque, curare) et inhibiteur d'enzyme (potentialise, néostigmine).
Oublier de raisonner par comparaison de conditions expérimentales (témoin vs substance vs stimulation directe).

Variantes rencontrées : atropine (blocage des récepteurs muscariniques) ; substance agissant en présynaptique (blocage de la libération, ex. toxine botulique) ; agoniste imitant le neurotransmetteur ; effet sur l'intégration au niveau d'un neurone (sommation modifiée) ; myasthénie.