lundi, 5 mai 2014
Le “coming out” de la synapse électrique
Les êtres vivants multicellulaires, c’est-à-dire constitués de plusieurs cellules, sont apparus il y a un peu plus de 3 milliards d’années. Dès lors, il devenait nécessaire de coordonner les efforts de toutes ces cellules vers un même but, la survie de l’organisme au complet. Pour ce faire, ces cellules ont commencé à sécréter des molécules qui, en se fixant à la surface d’autres cellules, les informaient de ce qui se passait plus loin.
C’est ainsi que l’on peut retracer l’origine non seulement de notre système hormonal mais aussi de nos synapses, les connexions entre nos cellules nerveuses. Car lorsqu’on parle généralement de synapses, on sous-entend les synapses dites chimiques, celles où des neurotransmetteurs sont relâchés par le neurone pré-synaptique et vont se fixer sur des récepteurs situés à peine quelques dizaines de nanomètres plus loin.
Mais il existe un autre type de synapse, la synapse dite électrique. Et un article parue dans la revue Nature Reviews Neuroscience en mars dernier rapporte que les synapses électriques sont beaucoup plus répandues que ce que l’on croyait dans le cerveau humain. Les synapses chimiques et électriques interagiraient énormément, que ce soit durant le développement de notre système nerveux que dans le cerveau humain adulte. De plus, la synapse électrique atteindrait des niveaux de complexité et de plasticité tout à fait comparable à la synapse chimique.
Bref, une publication qui a quelque chose d’assez étonnant pour qui se souvient comment est présentée la synapse électrique dans les manuels de biologie : de simples molécules juxtaposées formant des espèces de rivets troués qu’on appelle les « gap junctions » en anglais, et qui laissent passer librement les petites molécules chargées directement de l’intérieur d’un neurone à un autre. D’où des connexions bidirectionnelles décrites comme rapides mais rigides, contrairement à la synapse chimique à qui l’on attribue généralement toute la plasticité de nos circuits nerveux à la base de nos apprentissages.
Depuis 10 ou 15 ans cependant, l’idée d’une importance bien plus grande des synapses électriques dans la communication neuronale s’impose de plus en plus. Elles permettraient d’abord à de nombreux neurones de synchroniser leur activité en répartissant les excitations reçues par un neurone à ses voisins connectés par des synapses électriques. Celles-ci favoriseraient ainsi cette synchronisation neuronale à laquelle on attribue plusieurs fonctions fondamentales dans notre cerveau.
L’efficacité d’une synapse électrique, donc la facilité avec laquelle les petites molécules chargées peuvent la traverser, s’avère aussi au moins aussi modulable qu’une synapse chimique. De la même manière qu’un récepteur à un neurotransmetteur peut être modifié pour renforcer une synapse chimique, les molécules de connexine qui forment les synapses électriques peuvent être altérées afin d’en augmenter ou d’en diminuer la porosité.
Il existe même des substances modulatrices des connexines, comme la dopamine, émise par d’autres neurones à une certaine distance de la synapse électrique et qui, en se fixant sur des récepteurs spécifiques, vont activer des réactions biochimiques capables de modifier l’efficacité de la synapse électrique.
Le tableau se complique encore avec la découverte de synapses « mixtes » avec une composante chimique et une composante électrique dans la même région synaptique. Sans parler de l’interaction entre les synapses électriques et chimique durant le développement embryonnaire, où l’activité électrique dans les réseaux de neurones due aux premières permet progressivement aux synapses chimiques de se mettre en place.
On en arrive en bout de ligne à une conception beaucoup moins tranchée entre les deux types de synapse qui semblent indissociablement liées, un peu comme la matière et l’énergie en physique.
Electrical Synapses Are Critical for Chemical Synapse Function
Electrical synapses and their functional interactions with chemical synapses
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