L'incroyable rapidité de la transmission synaptique captée en photos

Publié par Adrien le 27/10/2020 à 09:00
Source: ASP
Il y a des choses que l'on croit bien connaître parce qu'on en parle depuis des années ou même des décennies mais dont une simple étude vous fait prendre la réelle mesure. C'est ce qui se passe à propos de la transmission synaptique en lisant l'article Synaptic vesicles transiently dock to refill release sites publié dans la revue Nature Neuroscience en septembre dernier.


Les auteurs principaux de l'étude, Grant F. Kusick et Shigeki Watanabe de la Johns Hopkins University School of Medicine aux États-Unis, ont utilisé une technique d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait...) cellulaire appelée “zap-and-freeze” pour analyser la transmission chimique entre deux neurones. Ce qui les intéressait particulièrement était de comprendre comment les vésicules synaptiques qui fusionnent avec la membrane du bouton synaptique (Les boutons synaptiques sont les extrémités de l'arborisation terminale d'un neurone.) (le bout de l'axone) pour relâcher les neurotransmetteurs dans la fente synaptique se reforment pour que le neurone (Un neurone, ou cellule nerveuse, est une cellule excitable constituant l'unité fonctionnelle de base du système nerveux. Le terme de « neurone » fut introduit dans le...) soit prêt pour l'influx nerveux suivant. Plusieurs dizaines, voire quelques centaines d'influx nerveux par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une mesure...) peuvent en effet arriver au bout d'un axone (Un axone ou fibre nerveuse est le prolongement long, mince et cylindrique d'un neurone qui conduit les impulsions électriques en dehors du corps cellulaire. Les axones sont effectivement les principales...) et cela implique la reformation extrêmement rapide d'une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de...) suffisante de vésicules synaptiques contenant les neurotransmetteurs.

Or on n'avait jamais pu observer visuellement cette dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) ultra-rapide de l'excrétion et de la reconstruction du pool des vésicules synaptiques en attente d'être excrétées. Et c'est ce qui a été réalisé avec cette technique du “zap-and-freeze” qui permet de stimuler des neurones in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme...) puis de les congeler un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) précis de millisecondes après la stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs cellules réceptrices de l'organisme. La cellule traduit la stimulation par un potentiel d'action, qui est transmis par les nerfs vers les...), ce qui permet ensuite de regarder ce "snapshot" au microscope électronique (Un microscope électronique est un type de microscope qui utilise un faisceau de particules d'électrons pour illuminer un échantillon et en créer une image très agrandie. Les microscopes...), seul outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions...) capable de voir aussi petit que des vésicules synaptiques de neurone.

La rapidité du phénomène dévoilée par les images de l'étude est bien sûr étonnante. Mais c'est le détail des différentes phases de ces phénomènes ultra-rapides, révélés par ces photos, qui a enrichi vraiment notre connaissance de la transmission synaptique. Il semble ainsi qu'à tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) moment, il n'y a que quelques vésicules qui sont près de la membrane du bouton terminal de l'axone, prêtes à fusionner à l'arrivée d'un influx nerveux. Immédiatement après l'arrivée d'un influx nerveux, le nombre de vésicules diminue de 40%. De sorte qu'après 2-3 potentiels d'action ce stock de vésicules prêtes à être excrétées serait pratiquement épuisé.

Mais les photos ont montré qu'aussi peu que 14 millisecondes suivant l'arrivée d'un potentiel d'action, de nouvelles vésicules sont recrutées dans la région "en attente de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes...)" (le "docked pool", en anglais). Mais cette mobilisation semble transitoire puisque ces vésicules vont être soit écartée de la région de libération soit vont fusionner à leur tour avec la membrane dans un délai (Un délai est d'après le Wiktionnaire, « un temps accordé pour faire une chose, ou à l’expiration duquel on sera tenu de...) de 100 millisecondes tout au plus (donc un dixième de seconde). Ces résultats montrent à quel point (Graphie) la transmission synaptique est rapide et flexible.

Et cette fusion et reformation de vésicules synaptiques se produit, comme mentionné, des dizaines voire des centaines de fois par seconde pour des milliers et des milliers de neurones qui se connectent à des milliers d'autres parmi les 86 milliards de votre cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la motricité volontaire, et...)...
Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.138 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique