Potentiels Synaptiques Excitateurs et Inhibiteurs et Intégration

Un neurone décharge rarement à partir d'une seule entrée ; il intègre plutôt continuellement de nombreux signaux synaptiques. Les entrées excitatrices dépolarisent la membrane vers le seuil, générant des potentiels postsynaptiques excitateurs (PPSE), tandis que les entrées inhibitrices l'hyperpolarisent ou la maintiennent près du potentiel de repos, générant des potentiels postsynaptiques inhibiteurs (PPSI). L'intégration synaptique est le processus par lequel ces signaux opposés sont sommés dans l'espace et dans le temps pour déterminer si le neurone décharge.

Definition

L'intégration synaptique est la sommation spatiale et temporelle des potentiels postsynaptiques excitateurs (dépolarisants) et des potentiels postsynaptiques inhibiteurs (hyperpolarisants ou de shunt) par un neurone postsynaptique, dont le potentiel membranaire net au niveau de la zone gâchette détermine si un potentiel d'action est généré.

Scope

Ce sujet aborde les PPSE et les PPSI, la base ionique de l'excitation et de l'inhibition, la sommation spatiale et temporelle, ainsi que le rôle de l'équilibre entre l'excitation et l'inhibition dans la modulation de la décharge neuronale. Il est présenté comme un contenu de physiologie et ne fournit pas de conseils de gestion clinique.

Core questions

• Quels événements ioniques produisent un PPSE par rapport à un PPSI ?
• Comment un neurone somme-t-il les entrées à travers ses dendrites et au fil du temps ?
• Quelle est la différence entre l'inhibition hyperpolarisante et l'inhibition par shunt ?
• Pourquoi l'équilibre entre l'excitation et l'inhibition est-il important pour la décharge neuronale ?

Key concepts

• Potentiel postsynaptique excitateur (PPSE)
• Potentiel postsynaptique inhibiteur (PPSI)
• Potentiel d'inversion et force motrice
• Sommation spatiale
• Sommation temporelle
• Inhibition par shunt
• Inhibition phasique et tonique
• Zone gâchette et seuil de décharge

Key theories

Sommation spatiale et temporelle

Les potentiels postsynaptiques s'additionnent lorsqu'ils se chevauchent dans l'espace (entrées à différents sites) ou dans le temps (entrées en succession rapide) ; le fait que le neurone atteigne le seuil dépend de la dépolarisation sommée au niveau de la zone gâchette.

Équilibre excitation-inhibition

La décharge neuronale reflète le poids relatif de l'activation excitatrice et inhibitrice, l'inhibition phasique et tonique réglant le gain et la temporalité de la réponse.

Mechanisms

Les neurotransmetteurs excitateurs ouvrent des canaux perméables aux cations qui dépolarisent la membrane, produisant un PPSE, tandis que les neurotransmetteurs inhibiteurs tels que le GABA et la glycine ouvrent des canaux perméables au chlorure ou au potassium qui maintiennent la membrane près ou en dessous du potentiel de repos, produisant un PPSI ; l'inhibition peut également agir par shunt, en diminuant la résistance membranaire de sorte que les courants excitateurs produisent une dépolarisation moindre. Les potentiels individuels sont gradués et décrémentiels, de sorte que le neurone les somme spatialement à travers son arbre dendritique et temporellement lorsqu'ils arrivent à des moments rapprochés. Le potentiel sommé est lu au niveau de la zone gâchette, et un potentiel d'action n'est généré que si la dépolarisation nette atteint le seuil ; l'équilibre momentané entre l'excitation et l'inhibition détermine donc la décharge de la cellule.

Clinical relevance

Un déséquilibre entre l'excitation et l'inhibition est un thème récurrent dans les affections neurologiques telles que les crises épileptiques, où une excitation excessive ou une inhibition insuffisante peut entraîner une décharge anormale, et de nombreux médicaments agissent en augmentant ou en réduisant la transmission inhibitrice. Cette entrée décrit la physiologie intégrative normale et est destinée à servir de base de connaissances plutôt que de guide diagnostique ou thérapeutique.

History

L'enregistrement intracellulaire des motoneurones par John Eccles et ses collègues dans les années 1950 a révélé les PPSE et les PPSI ainsi que la base ionique de l'excitation et de l'inhibition synaptiques, un travail récompensé par un prix Nobel. Des travaux ultérieurs ont caractérisé des modes d'inhibition phasique et tonique distincts et ont affiné la compréhension de la manière dont la sommation régit la décharge neuronale.

Key figures

• John Eccles
• Mark Farrant
• Zoltan Nusser

Seminal works

• eccles-1964
• farrant-nusser-2005

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre un PPSE et un PPSI ?

Un PPSE est un potentiel dépolarisant qui rapproche la membrane du seuil de décharge, tandis qu'un PPSI est un potentiel hyperpolarisant ou stabilisant qui l'éloigne du seuil ; la décharge du neurone dépend de la somme des deux.

Qu'est-ce que l'inhibition par shunt ?

C'est une inhibition qui agit en ouvrant des canaux qui augmentent la conductance de la membrane, de sorte que les courants excitateurs entrants produisent un changement de tension plus faible, réduisant l'excitation même sans hyperpolariser fortement la cellule.