Phénomènes post-synaptiques
Transduction : couplages indirects et conséquences

La transduction est le mécanisme par lequel l'activation d'un récepteur par son ligand produit un effet biologique.

Cette transmission ne peut être qu'électrique, c'est-à-dire que le signal reçu, quel qu'il soit, doit être générateur de variations de courants ioniques au niveau membranaire. Cette modification membranaire est possible grâce à plusieurs mécanismes :

• par couplage direct avec un canal ionique ( infos),

• par des couplages indirects comme :
  • certains types de canaux ioniques (canaux potassium en particulier), dits dépendants des ions calcium,
  • des récepteurs métabotropes liés à une protéine G par exemple ( infos).

• par une combinaison de plusieurs mécanismes.

Couplages indirects

Couplages avec le calcium

De nombreuses réactions cellulaires dépendant du calcium !

Le fonctionnement de nombreuses enzymes sont activées par le calcium (modulé lui-même par la calmoduline), comme les kinases, les adénylcyclases, les phosphodiestérases…

Par exemple, le rôle du calcium est essentiel dans les contractions des tissus musculaires en jouant :

• sur la libération du neurotransmetteur,
• sur l'activation des fibres musculaires ( infos).

L'augmentation de la concentration en Ca⁺⁺ dans les terminaisons présynaptiques déclenche l'éjection des neurotransmetteurs ( infos).

Certains types de canaux ioniques, comme les canaux potassium, sont dits dépendants des ions Ca⁺⁺.

L'augmentation du calcium intracellulaire peut être due à divers phénomènes :

• production intracellulaire par le réticulum endoplasmique, les mitochondries, certaines vésicules…
• entrée à partir du milieu extracellulaire, par des canaux ioniques ou des canaux métabotropes ().

Couplages avec une protéine G

Les récepteurs métabotropes (dirigés vers des événements chimiques, à l'intérieur du neurone) sont des récepteurs où les fonctions réceptrices et effectrices sont réalisées par des molécules différentes. Ce sont des récepteurs couplés à une protéine G et/ou à un second messager.

Les protéines G doivent leur nom à une grande affinité pour le GDP (guanosine diphosphate).

Le transmetteur, considéré comme premier messager, se fixe sur une molécule réceptrice transmembranaire.

• Le récepteur stimulé active une protéine G accolée à la face interne de la membrane.
• Cette protéine, maintenant stimulée, active :
  • soit un canal ionique directement (n'oublions pas que ce canal est une protéine),
  • sur une enzyme (en général, une protéine kinase) qui est nommée " second messager " qui reproduit le même effet en agissant :
    • soit sur un canal ionique,
    • soit sur une enzyme…

La synapse cholinergique muscarinique et les récepteurs des neuropeptides utilisent ce type de couplage.

Autres couplages

Il existe bien d'autres phénomènes de transduction.

Les récepteurs à tyrosine-kinase de l'insuline, des facteurs de croissance (NGF), intracellulaires des neurostéroïdes, des cytokines, des neuromodulateurs de toutes sortes.

Conséquences de la transduction

Dans notre description, nous ne voyons pas la face cachée de l'iceberg.

Le neurotransmetteur, ou un ligand (agoniste ou antagoniste) entre en interaction avec son récepteur et provoque une pléiade de réactions qui implique :

• le neurotransmetteur qui est certes le déclencheur, mais uniquement la première molécule agissante,
• les ions qui interviennent au niveau des canaux ioniques (Ca⁺⁺, Na⁺, K⁺, Cl^-),
• les enzymes (ATPase, protéine kinase, déphosphatase, ARN polymérase…),
• les transporteurs et les pompes de transport actif ( infos),
• les seconds messagers ( infos),
• les récepteurs ( infos),
• les facteurs de transcription ( infos),
• les gènes précoces transcrits immédiatement et les gènes tardifs ( infos).

Ces gènes tardifs sont les éléments de régulation ultimes au niveau du neurone postsynaptique.

Ils produisent toutes les protéines importantes du neurone cible, incluant les enzymes, les récepteurs, les facteurs de transcription, les facteurs de croissance, les protéines de structure et bien d'autres encore (Stahl).

Chaque étape et chaque molécule dans cette longue succession de réactions chimiques peut être un site sur lequel une action peut être envisagée par des molécules propres à l'organisme ou par des médicaments psychotropes ( infos) pour pallier d'éventuels troubles comportementaux.

TransductionTransduction sensorielle