Structure des neurones

Les neurones sont les éléments centraux du système nerveux, forts de 100 milliards à la naissance. Comme toutes les cellules, les neurones sont constitués de plusieurs parties différentes, chacune remplissant une fonction spécialisée (figure 1). La surface externe d’un neurone est constituée d’une membrane semi-perméable. Cette membrane permet aux petites molécules et aux molécules sans charge électrique de la traverser, tout en arrêtant les molécules plus grosses ou très chargées.

Figure 1. Cette illustration montre un neurone prototypique, en cours de myélinisation.

Le noyau du neurone est situé dans le soma, ou corps cellulaire. Le soma possède des extensions ramifiées appelées dendrites. Le neurone est un petit processeur d’informations, et les dendrites servent de sites d’entrée où les signaux sont reçus d’autres neurones. Ces signaux sont transmis électriquement à travers le soma et le long d’une extension majeure du soma appelée axone, qui se termine par de multiples boutons terminaux. Les boutons terminaux contiennent des vésicules synaptiques qui abritent les neurotransmetteurs, les messagers chimiques du système nerveux.

La longueur des axones varie d’une fraction de pouce à plusieurs pieds. Dans certains axones, les cellules gliales forment une substance grasse appelée gaine de myéline, qui recouvre l’axone et agit comme un isolant, augmentant la vitesse à laquelle le signal se déplace. La gaine de myéline est cruciale pour le fonctionnement normal des neurones du système nerveux : la perte de l’isolation qu’elle fournit peut être préjudiciable au fonctionnement normal. Pour comprendre comment cela fonctionne, prenons un exemple. La sclérose en plaques (SEP), une maladie auto-immune, implique une perte à grande échelle de la gaine de myéline sur les axones dans tout le système nerveux. L’interférence qui en résulte dans le signal électrique empêche la transmission rapide des informations par les neurones et peut entraîner un certain nombre de symptômes, tels que des étourdissements, de la fatigue, une perte de contrôle moteur et des dysfonctionnements sexuels. Bien que certains traitements puissent contribuer à modifier l’évolution de la maladie et à gérer certains symptômes, il n’existe actuellement aucun remède connu pour la sclérose en plaques.

Chez les personnes en bonne santé, le signal neuronal se déplace rapidement le long de l’axone jusqu’aux boutons terminaux, où les vésicules synaptiques libèrent des neurotransmetteurs dans la synapse (figure 2). La synapse est un très petit espace entre deux neurones et constitue un site important où se produit la communication entre les neurones. Une fois que les neurotransmetteurs sont libérés dans la synapse, ils traversent ce petit espace et se lient aux récepteurs correspondants sur la dendrite d’un neurone adjacent. Les récepteurs, des protéines à la surface des cellules où se fixent les neurotransmetteurs, varient en forme, différentes formes  » correspondant  » à différents neurotransmetteurs.

Comment un neurotransmetteur  » sait  » à quel récepteur se lier ? Le neurotransmetteur et le récepteur ont ce que l’on appelle une relation de type serrure et clé – les neurotransmetteurs spécifiques s’adaptent à des récepteurs spécifiques comme une clé s’adapte à une serrure. Le neurotransmetteur se lie à tout récepteur qui lui convient.

Figure 2. (a) La synapse est l’espace entre le bouton terminal d’un neurone et la dendrite d’un autre neurone. (b) Dans cette image pseudo-colorée provenant d’un microscope électronique à balayage, un bouton terminal (vert) a été ouvert pour révéler les vésicules synaptiques (orange et bleu) à l’intérieur. Chaque vésicule contient environ 10 000 molécules de neurotransmetteur. (crédit b : modification du travail de Tina Carvalho, NIH-NIGMS ; données de barre d’échelle de Matt Russell)