Plasticité synaptique - Cours 7 Flashcards
(35 cards)
Qu’est-ce qu’une synapse?
Une jonction particulière qui permet la communication entre deux neurones ou entre un neurone et une autre cellule (cellules musculaires, récepteur sensoriels)
Expliquez la transmission synaptique
- Le potentiel d’action (PA) généré dans le neurone présynaptique se propage
-La dépolarisation de la terminaison axonale déclenche la libération du neurotransmetteur - Le neurotransmetteur active des récepteurs postsynaptiques en ouvrant des canaux membranaires perméables aux ions
- Les courants ioniques générés modifient le potentiel de membrane du neurone postsynaptique
Quels sont les types d’enregistrement de la transmission synaptique?
-Current-clamp : Le potentiel postsynaptique excitateur (EPSP)
-Voltage-clamp : Le courant postsynaptique excitateur (EPSC)
Quels sont les types de plasticité à court-terme?
Milli secondes :
Facilitation
Paired pulse depression (PPD)
Secondes/minutes :
Post tetanic potentiation (PTP)
Post tetanic depression (PTD)
Quels sont les types de plasticité à long terme?
Minutes - jours :
Long term potentiation (LTP)
Long term depression (LTD)
Expliquez la facilitation
-2 stimulations arrivant très proches
-Au moins 200ms
-Plus l’espace entre les 2 stimulations est grand, plus l’amplitude de B est petit par rapport à A
Expliquez le post tetanus potentiation et depression
-Stimulation à répétition
-Dépendant de la fréquence, ça augmente ou diminue la connectivité
Expliquez la dépression
-2 stimulations arrivant très très très proches
-20 ms à 40 ms environ
-Plus on augmente le temps entre les 2, plus le B se rapproche de A
Expliquez le mécanisme présynaptique en lien avec la facilitation
- Le Ca2+ qui entre dans la terminaison présynaptique par les canaux calcique dépendent du voltage (VDCC) est responsable de la libération du neurotransmetteur
Libération du neurotransmetteur
- Amarage
- Entrée de Ca2+
- Fusion et exocytose
- Le Ca2+ qui entre dans la terminaison présynaptique par les canaux calcique dépendent du voltage (VDCC) est responsable de la libération du neurotransmetteur
- La probabilité de libération du neurotransmetteur, est proportionnelle à la quantité de Ca2+ libre dans la terminaison présynaptique
Le Ca2+ libre augmente pendante une activité présynaptique à haute fréquence
Quel est le mécanisme 1 de facilitation?
Une partie du Ca2+ n’arrive pas à être extrudé avant l’arrivé des PAs suivants (Ca2+ résiduel)
- Le Ca2+ entré par les VDCC est extrudé par les transporteurs du Ca2+:
Ca2+ ATPase
Na+/Ca2+ exchanger ( 3 Na+ entre par 1 Ca2+ sort) - En fonction de la vitesse d’extrusions, du Ca2+ peut rester dans la terminaison au moment de l’arrivée du PA suivant
- L’entré de Ca2+ déclenché par le PA suivant s’additionne au Ca2+ résiduel. Cela augmente la quantité de neurotransmetteur libéré (par rapport au PA précédent).
-Mutant sans Ca2+ ATPase (PMCA2 -/-) : Calcium non retiré, plus de calcium pré-synaptique ; 2e réponse beaucoup plus grande que le WT -> Calcium résiduel joue donc un rôle!
-Avec Carboxyeosin (CE) : inhibiteur de Ca2+ ATPase : Augmentation de la potentialisation de la réponse. Retourne vers la normale par la suite
Quel est le mécanisme 2 de facilitation?
Le Ca2+ produit par les premiers PAs est tamponné par des protéines du cytoplasme (Calcium binding protein ; ex. Calbinding-D28K; parvalbumine)
-Calcium binding protéines (CBP) : Limite la relâche des neurotransmetteurs, tamponne le niveau de calcium
-1er potentiel d’action : Une partie du Ca2+ est séquestré par les CBP
-2e potentiel d’action : Les CBP sont saturés. Tout le Ca2+ participe à la libération du neurotransmetteur (niveau de calcium plus élevé, potentialisation de la réponse)
-Mutant de Calbinding-D28k (CB) : Abolition de la facilitation
Quel est le mécanisme 3 de facilitation?
Un élargissement des PAs se produit pendant une activité à haute fréquence ce qui détermine un augmentation de Ca2+ dans la terminaison synaptique
L’élargissement des PAs est due à l’inactivation des canaux potassiques pendant l’activité à haute fréquence (Canaux K-type A)
Prend plus de temps pour que le potentiel membranaire revient à la normale
Stimulation très proche -> Canaux potassiques déjà trop occupés, prennent plus de temps avant de mener à une hyperpolarisation
Plus de calcium rentre -> Potentialisation
Même chose si on ajoute un blogueur des canaux K+
Quel est le mécanisme présynaptique de PTP?
Le PA produit l’entrée de Na+ par les canaux Na
Avec une faible [Na+] intracellulaire l’échangeur Na+
-Ca2+ fait sortir le Ca2+ et entrer le Na+
Le « tetanus » produit une accumulation des ions Na+
Avec une [Na+] intracellulaire élevé l’échangeur Na+
-Ca2+ inverse son activité
Quel est le mécanisme présynaptique 1 de dépression?
L’inactivation de canaux Na+ réduit les PAs présynaptiques
Dépolarisation très proche
Na+ sont fermés lors de la 2e dépolarisation -> Diminution du potentiel d’action présynaptique
Quel est le mécanisme présynaptique 2 de dépression?
Déplétion du neurotransmetteur
Readily Releasable Pool (RRP) :
Ensemble de vésicules de neurotransmetteur ancré à la membrane prêtent à être libéré
La libération du neurotransmetteur est proportionnel au Readily Releasable Pool (RRP)
RRP est reduite apres 1er PA -> La libération du neurotransmetteur est réduite
Quel est le mécanisme postsynaptique 1 de dépression?
Désensibilisation des récepteurs postsynaptiques
- les récepteurs activés par les neurotransmetteurs libérés pendant le 1er PA sont désensibilisés
- Moins des récepteurs sont activés pendant le 2e PA
Quel est le mécanisme postsynaptique 2 de dépression?
Saturation des récepteurs postsynaptique
- Les neurotransmetteurs libérés pendant le 1er PA restent liés aux récepteurs
- Moins des récepteurs sont activés pendant le 2e PA
Quel est la fonction de la plasticité synaptique à court terme?
- Filtrage de l’information neuronale
La plasticité à court terme permet de filtrer les signaux qui passent du neurone présynaptique au neurone postsynaptique
Type de mécanisme dépend du type de neurone :
-Fibre grimpantes du cervelet : Très sensibles
-Fibres parallèles du cervelet : Faut une grande stimulation
-Collatérales de Shaffer de l’hippocampe : Grand range, peut être activés à basses ou hautes stimulation
Expliquez ce qu’est la plasticité synaptique à long terme
- Changement persistant de l’efficacité de la transmission synaptique entre deux ou plusieurs neurones. Modification de la connectivité du réseau neuronale
Postulat de Hebb :
Quand l’activité du neurone A contribue de manière répétée à la génération des PAs dans le neurone B la connectivité fonctionnelle entre A et B est renforcée
Quand la décharge du neurone B précède celle du neurone A la connexion entre A et B est affaiblie.
“Fire together – Wire together”
“Fire apart – Wire apart”
Comment induire et mesurer la LTP?
Une électrode de stimulation delivre un faible courant électrique sur les axones de Schaffer
L’élecrode d’enregistrement extacellulaire detecte une population de synapses dépolarisantes dans la région CA1 et génère une onde. La pente de l’onde représente le niveau de dépolarisation synaptique se situant autour de l’électrode d’enregistrement .
- Générer la stimulation (artifact)
- Test du stimulus
- Volée (fiber volley) (axone dépolarisés)
- fEPSP (% of baseline) (slope à decay -> Réponse) Dans une région, pas juste dans 1 neurone
Slope plus lié à la réponse que l’amplitude, ce qui montre vraiment la dépolarisation du neurone
Qu’est ce qui joue un rôle critique dans l’induction de la plasticité à long-terme?
Les récepteurs au glutamate
Les principaux contributeurs à la Plasticite a long-terme (PLT):
Récepteurs AMPA
Récepteurs NMDA
Pourquoi les récepteurs NMDA sont importants dans la LTP?
L’antagoniste du récepteur NMDA D-2-Amino-5-phosphonovalerate (D-APV) empêche l’induction de la LTP dans la région CA1 de l’hippocampe
Donc, NMDA important pour l’induction, mais pas pour maintenir l’expression
Quelle est la différence entre dépression à long terme et potentialisation à long terme?
La fréquence de stimulation, qui joue sur le niveau de calcium :
Une LTD peut être induite par une stimulation répétée à faible fréquence (1 Hz)
Une LTP peut être induite par une stimulation répétée à haute fréquence (50 Hz)
La forme de plasticité (LTP/LTD) dépend de la concentration de Ca2+ produit par la stimulation
Pourquoi les récepteurs AMPA sont importants dans la LTP?
6-cyano-7-nitroquinoxaline-2,3-dione (CNQX), un antagoniste compétitif des récepteurs AMPA, bloque l’induction et l’expression de la LTP
Les récepteurs AMPA sont importants dans l’induction et l’expression de la LTP.
