Systèmes de neurotransmetteurs et récepteurs

Les systèmes de neurotransmetteurs sont les voies de signalisation chimique par lesquelles les neurones communiquent au niveau des synapses : une cellule présynaptique libère un neurotransmetteur qui se lie aux récepteurs d'une cellule cible, modifiant son état électrique ou biochimique. Ce domaine examine les principales familles de neurotransmetteurs du système nerveux central et les protéines réceptrices sur lesquelles ils agissent, car ces systèmes constituent les cibles moléculaires de la plupart des médicaments psychoactifs et neurologiques.

Definition

Un système de neurotransmetteurs comprend une molécule de signalisation (le neurotransmetteur), les enzymes et les transporteurs qui le synthétisent, le stockent et l'éliminent, ainsi que les récepteurs par lesquels il agit ; les récepteurs sont globalement soit ionotropes (canaux ioniques ligand-dépendants permettant une signalisation rapide), soit métabotropes (couplés aux protéines G, permettant une signalisation plus lente et modulatrice).

Scope

Ce domaine oriente le lecteur sur la manière dont la neurotransmission chimique est organisée et sur son importance pour la pharmacologie. Il regroupe le champ en monoamines, les principaux neurotransmetteurs rapides à base d'acides aminés (GABA inhibiteur et glutamate excitateur), le système de peptides opioïdes endogènes et la signalisation cholinergique centrale. Il traite ces systèmes comme des connaissances de référence sous-jacentes à la neuropsychopharmacologie, et non comme des directives cliniques ou de prescription.

Sub-topics

• Acétylcholine et neurotransmission cholinergique dans le SNC
• GABA et neurotransmission inhibitrice
• Glutamate et neurotransmission par les acides aminés excitateurs
• Neurotransmission monoaminergique
• Systèmes de récepteurs opioïdes et opioïdes endogènes

Core questions

• Quelles familles de neurotransmetteurs opèrent dans le SNC et quels rôles fonctionnels remplissent-elles ?
• En quoi les récepteurs ionotropes et métabotropes diffèrent-ils par leur mécanisme et leur échelle de temps ?
• Comment un neurotransmetteur est-il synthétisé, libéré et inactivé, et où les médicaments peuvent-ils intervenir ?
• Pourquoi les récepteurs des neurotransmetteurs sont-ils les cibles dominantes des médicaments psychoactifs ?

Key concepts

• Transmission synaptique chimique
• Récepteurs ionotropes (ligand-dépendants)
• Récepteurs métabotropes (couplés aux protéines G)
• Neurotransmission excitatrice et inhibitrice
• Transporteurs de recapture et dégradation enzymatique
• Agonistes, antagonistes et modulateurs de récepteurs
• Neuromodulation

Mechanisms

À travers les systèmes, la logique partagée est la libération, la reconnaissance et la terminaison. Un neurotransmetteur est synthétisé, empaqueté dans des vésicules et libéré dans la fente synaptique, où il se lie aux récepteurs de la membrane postsynaptique (et parfois présynaptique). Les récepteurs ionotropes sont eux-mêmes des canaux ioniques et produisent des courants excitateurs ou inhibiteurs rapides, comme observé pour les récepteurs du glutamate et GABA-A ; les récepteurs métabotropes se couplent aux protéines G et produisent des effets modulateurs plus lents, comme pour les récepteurs de la dopamine, muscariniques et opioïdes. Le signal est terminé par des transporteurs de recapture ou par dégradation enzymatique, et ces étapes d'élimination sont elles-mêmes des cibles médicamenteuses majeures. Beaulieu et Gainetdinov (2011), Traynelis et al. (2010), Olsen et Sieghart (2008), et Picciotto et al. (2012) décrivent des familles de récepteurs représentatives couvrant ces mécanismes.

Clinical relevance

La plupart des médicaments utilisés en psychiatrie et en neurologie agissent en altérant la neurotransmission, que ce soit en mimant ou en bloquant un récepteur, en inhibant un transporteur de recapture, ou en modulant un canal. La compréhension de ces systèmes est donc essentielle pour interpréter le mode d'action supposé de ces agents. Ce domaine constitue un matériel de référence descriptif sur la signalisation et ne sert pas de base pour la sélection, le dosage ou l'ajustement d'un traitement.

Evidence & guidelines

La classification et la nomenclature des récepteurs dans ce domaine suivent les synthèses consensuelles telles que les revues de récepteurs de l'IUPHAR ; les articles cités de Pharmacological Reviews représentent cette littérature de revue faisant autorité pour les systèmes de dopamine, de glutamate et de GABA-A.

History

La neurotransmission chimique a été établie au début du XXe siècle, et la seconde moitié du siècle a vu l'identification systématique des familles de neurotransmetteurs et le clonage de leurs récepteurs. La reconnaissance que les récepteurs se divisent en classes ionotropes et métabotropes, et que des sous-types de récepteurs distincts médient différentes actions, a transformé la pharmacologie en une discipline centrée sur les récepteurs et sous-tend la neuropsychopharmacologie moderne.

Seminal works

• beaulieu-2011
• traynelis-2010
• olsen-sieghart-2008

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre les récepteurs ionotropes et métabotropes ?

Un récepteur ionotrope est lui-même un canal ionique qui s'ouvre lorsque le neurotransmetteur se lie, produisant une signalisation rapide ; un récepteur métabotrope est couplé à une protéine G et déclenche des cascades de signalisation intracellulaire plus lentes qui modulent la cellule.

Pourquoi les systèmes de neurotransmetteurs sont-ils si importants en pharmacologie ?

Parce que la plupart des médicaments psychoactifs et neurologiques agissent en modifiant la neurotransmission, les neurotransmetteurs, leurs récepteurs et leurs voies d'élimination sont les principales cibles moléculaires par lesquelles ces médicaments sont censés agir.