Wiki Spectrum - Synapse

Le neurophysiologiste britannique et Lauréat du Nobel, Sir Charles Sherrington, a le premier initié l’emploi du terme « synapse » en 1897. Il a décrit ce contact complexe de cellule à cellule comme « un lien étroit entre deux cellules nerveuses, seulement sans la continuité de la substance » ⁽¹⁾.

Plus récemment, plusieurs études ont impliqué des mutations dans les protéines qui fonctionnent au niveau de la synapse dans l‘autisme, ce qui a conduit les experts à se référer à l’autisme comme à un « trouble de la synapse ».

Types de synapses

Dans le système nerveux central chez les mammifères, sont présentes des synapses chimiques – le type qui prédomine – et des synapses électriques. Les synapses chimiques peuvent en outre être subdivisées en excitatrices – qui activent des signaux dans le cerveau et sont là encore le type prédominant – et en contacts inhibiteurs, qui modèrent les signaux dans le cerveau.

Les synapses sont des structures spécialisées qui contiennent un bouton présynaptique à l’extrémité de l’axone d’un neurone et le compartiment postsynaptique, l’épine dendritique, l’arbre dendritique ou le soma d’un autre neurone. Ces deux structures sont rapprochées par un petit espace entre elles deux, appelé la fente synaptique. ⁽²⁾

Sur l’activation, le neurotransmetteur (une substance chimique) est relâché de la zone active du bouton présynaptique dans la fente synaptique par l’exocytose. ^{(3, 4}) Ensuite, il se diffuse vers le compartiment postsynaptique pour se lier à ses récepteurs qui sont groupés dans la densité postsynaptique (PSD). ^{(5, 6)}

Parmi les neurotransmetteurs au sein du système nerveux central, l’excitateur le plus répandu est le glutamate, tandis que l’acide amino-butyrique gamma (GABA) et la glycine sont les inhibiteurs les plus courants. Les contacts synaptiques sont stabilisés et modulés par une matrice environnante de molécules d’adhésion cellulaire ⁽⁷⁾ et de protéines de matrice extracellulaire. ⁽⁸⁾

On peut classer morphologiquement les synapses chimiques en type Gray I et type Gray II. Les synapses de type Gray I sont des synapses asymétriques, excitatrices, elles présentent une large fente synaptique (environ 20 nanomètres), contiennent des vésicules petites et rondes, qui stockent les neurotransmetteurs à l’intérieur du bouton présynaptique, et une densité postsynaptique distincte, placée à l’extrémité de l’épine dendritique. Les synapses de type Gray II sont des synapses symétriques, inhibitrices, situées principalement sur l’arbre dendritique, elles montrent une fente synaptique plus petite (environ 12 nanomètres) des vésicules présynaptiques pléomorphes et une densité postsynaptique moins distincte. ⁽⁹⁾

Pertinence pour l’autisme

Comme des réseaux synaptiques fonctionnels constituent un prérequis fondamental pour un cerveau en bonne santé, on imagine facilement que des perturbations diverses au niveau moléculaire peuvent désorganiser les circuits synaptiques, et de là engendrer des symptômes importants de maladies neuropsychiatriques.

En fonction du moment où elles surviennent à travers toute la durée de la vie, ces perturbations peuvent avoir des impacts différents sur le phénotype. Il est intéressant de constater que les études effectuées sur les décennies passées ont rassemblé des preuves, qui montrent que les modifications génétiques des protéines impliquées dans la formation et l’entretien des synapses du système nerveux central peuvent produire des troubles neurodéveloppementaux comme un retard mental et l’autisme. ⁽¹⁰⁾

Des études ont lié les mutations dans plusieurs protéines qui fonctionnent au niveau de la synapse et l’autisme. Un article de 2003, qui a marqué une étape importante, a identifié des mutations dans la neuroligine 4 ou NLGN3 et la neuroligine 4 NLGN4 chez deux frères autistes. Depuis lors, plusieurs études et des modèles souris ont permis de relier les neuroligines et les neurexines à l’autisme.

SHANK3, un des gènes candidats les plus solides pour l’autisme, est situé à l’emplacement de la densité post-synaptique, sur l’extrémité réceptrice des synapses.

D’autres protéines synaptiques associées à l’autisme comprennent CNTNAP2 et GRIP1.

Source : https://www.spectrumnews.org/wiki/synapse/  Traduction par Sarah

Références :

1. Foster M. and C.S. Sherrington Michael Foster's Textbook of Physiology 7th Edition London : Macmillan (1897)
2. Kandel E.R. et al. Principles of Neural Science (4th Edition) New York : McGraw-Hill (2000)
3. Gundelfinger E.D. et al. Rev. Mol. Cell Biol. 4, 127-139 (2003)
4. Sigrist S.J. and D. Schmitz Opin. Neurobiol. 21, 144-150 (2011)
5. Boeckers T.M. Cell Tissue Res. 326, 409-422 (2006)
6. Sheng M. and C.C. Hoogenraad Rev. Biochem. 76, 823-847 (2007)
7. Giagtzoglou N. et al. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 1(4) (2009)
8. Dityatev A. et al. Nat. Neurosci. 11, 735-746 (2010)
9. Gray E.G. Nature 183, 1592-1593 (1959)
10. Toro R. et al. Trends 26, 363-372 (2010)