Rôle de la glycine excitatrice dans le contrôle de l'adaptation émotionnelle à l'environnement
Publié par Isabelle le 05/11/2019 à 14:00
Source: CNRS INSB
Les chercheurs montrent le rôle physiologique d'un récepteur synaptique excitateur activé uniquement par la glycine, neurotransmetteur connu jusqu'à présent pour son rôle inhibiteur. Son élimination de l'habénula médiale, une petite région cérébrale régulant l'anxiété (L'anxiété est pour la psychiatrie phénoménologique biologique et comportementale, un état d'alerte, de tension psychologique et somatique, en rapport avec un sentiment...) et la peur, empêche le développement d'aversion pour des conditions environnementales nocives. Ces travaux, contribuant à mieux cerner les mécanismes de l'adaptation à l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux...), sont publiés dans la revue Science.


Figure: La glycine est excitatrice dans l'habénula médiale (MHb). La glycine augmente la fréquence des potentiels d'action neuronaux spontanés dans les tranches d'une souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de compagnie ou de...) contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) (trace noire), mais non d'une souris déficitaire pour la sous-unité GluN3A des récepteurs NMDA (trace rouge). Des récepteurs sensibles à la glycine et formés de la sous-unité GluN3A produisent donc l'effet excitateur du neurotransmetteur (Les neurotransmetteurs, ou neuromédiateurs, sont des composés chimiques libérées par les neurones (et parfois par les cellules gliales) agissant sur d'autres...) dans la MHb.
© Marco Diana

Les cellules du système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, de l'encéphale, de la moelle épinière, etc. Il coordonne les mouvements musculaires,...) central, les neurones, communiquent à travers des jonctions spécialisées appelées synapses. Aux synapses, les molécules de neurotransmetteur libérées par les neurones présynaptiques génèrent un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés...) électrique lorsqu'elles se lient à des complexes protéiques membranaires postsynaptiques, les récepteurs, typiquement formés de plusieurs sous-unités. Dans le 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...), il existe plusieurs neurotransmetteurs, chacun reconnu par des récepteurs spécifiques. Les neurotransmetteurs excitateurs comme le glutamate et l'acétylcholine produisent une augmentation de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) des cellules postsynaptiques. Au contraire, les neurotransmetteurs inhibiteurs comme la glycine et l'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) γ-aminobutyrique (ou GABA) réduisent l'efficacité de la propagation des signaux électriques.

Une loi non écrite de la neurobiologie, valable dans la plupart des structures cérébrales, prévoit que l'effet des neurotransmetteurs inhibiteurs et excitateurs soit non échangeable, mais, en exception à cette "loi", la glycine constitue un cas très particulier.

La glycine est le neurotransmetteur inhibiteur le plus important dans le cerveau postérieur et dans la moelle épinière (La moelle épinière, ou moelle spinale, désigne la partie du système nerveux central prolongeant en dessous la medulla oblongata, ou bulbe...). Néanmoins, elle joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche et à...) également un rôle majeur dans l'activation (Activation peut faire référence à :) d'un des principaux groupes de récepteurs synaptiques excitateurs, les récepteurs au glutamate de type NMDA (acide N-méthyl-D-aspartique). Dans ce cas la glycine agit en synergie avec le glutamate. Ces récepteurs au glutamate sont formés de deux groupes distincts de sous-unités, les sous-unités GluN1, qui lient la glycine, et les sous-unités GluN2, qui lient le glutamate. La liaison entre la glycine et les sous-unités GluN1 est une condition nécessaire, mais non suffisante, à l'activation de ces récepteurs. Ceux-ci sont ubiquitaires dans le cerveau et leurs rôles physiologiques et leur importance dans plusieurs pathologies cérébrales ont été largement décrites.

Depuis environ deux décennies il est connu que la glycine se lie aussi avec deux sous-unités NMDA non conventionnelles et très peu caractérisées, GluN3A et GluN3B. La sous-unité GluN3B est exprimée principalement dans les motoneurones de la moelle épinière. L'expression de GluN3A est au contraire ubiquitaire mais il est généralement considéré que cette sous-unité n'est exprimée que transitoirement pendant les stades préliminaires du développement.

D'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) physiologique, GluN3A et GluN3B génèrent deux types de récepteurs NMDA. D'une part des récepteurs trihétéromériques, (GluN1/GluN2/GluN3A ou GluN1/GluN2/GluN3B) qui lient le glutamate et la glycine et stabilisent la plasticité synaptique dans le cerveau juvénile. D'autre part, des récepteurs dihétéromériques (GluN1/GluN3A ou GluN1/GluN3B) qui ont la particularité d'être exclusivement activés par la glycine mais qui, jusqu'à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...), n'avaient été détectée que dans des cellules en culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :), ce qui avait conduit à les considérer comme des artéfacts des systèmes d'expression.

Dans cette étude, les chercheurs ont montré chez des souris adultes que les récepteurs GluN1/GluN3A sont exprimés et fonctionnels dans l'habénula médiale, une région du cerveau antérieur qui est impliquée dans la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) des états anxieux et de peur, ainsi que dans l'expression des symptômes physiologiques associés au sevrage de la dépendance aux drogues. Ils ont également montré que la glycine qui active ces récepteurs n'aurait pas une origine synaptique mais proviendrait des cellules gliales qui constituent le deuxième grand groupe de cellules du cerveau. Différents tests comportementaux ont permis de mettre en évidence l'importance fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en argument. Aujourd'hui, le terme a...) de ces récepteurs. Ainsi des souris déficitaires pour la sous-unité GluN3A dans l'habénula médiale montrent non seulement une légère augmentation d'anxiété, mais sont surtout incapables d'associer des états émotionnels négatifs avec des conditions environnementales nocives. La pleine fonctionnalité des récepteurs GluN1/GluN3A dans l'habénula médiale semble donc être essentielle pour que les souris puissent modifier leur état intérieur dans un contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu traditionnellement...) d'évènements potentiellement dangereux. Ces résultats ouvrent donc la voie à une meilleure connaissance des mécanismes cérébraux gouvernant les capacités d'adaptation à l'environnement.

Pour en savoir plus:
Control of aversion by glycine-gated GluN1/GluN3A NMDA receptors in the adult medial habenula.
Otsu Y, Darcq E, Pietrajtis K, Mátyás F, Schwartz E, Bessaih T, Abi Gerges S, Rousseau CV, Grand T, Dieudonné S, Paoletti P, Acsády L, Agulhon C, Kieffer BL, Diana MA.
Science. 2019 Oct 11;366(6462):250-254. DOI: 10.1126/science.aax1522.

Contact chercheu:
Marco Diana - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français...) à IBPS-Neuroscience Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les...) Seine - (CNRS/ Sorbonne (La Sorbonne est un complexe monumental du Quartier latin de Paris. Elle tire son nom du théologien du XIIIe siècle Robert de Sorbon, le...) Université/Inserm)
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