En psychologie, les neurotransmetteurs sont des messagers chimiques qui facilitent la communication entre les neurones du cerveau et du système nerveux. Ils influencent diverses fonctions psychologiques, notamment l’humeur, l’émotion, la réponse au stress et la cognition.
Les neurotransmetteurs courants comme la sérotonine et la dopamine sont souvent impliqués dans des troubles mentaux tels que la dépression et l’anxiété. Leur libération, leur fixation et leur recapture sont essentielles pour la signalisation neuronale et l’activité cérébrale.
Points clés
- Les neurotransmetteurs sont des messagers chimiques qui facilitent la communication entre les cellules nerveuses, ou neurones. Ces messagers traversent un minuscule espace appelé synapse, permettant aux signaux de passer d’un neurone à l’autre.
- Contrairement au contact direct, les neurotransmetteurs franchissent cet espace synaptique pour relayer les signaux en provenance ou à destination du système nerveux central (SNC). Libérés par les vésicules synaptiques, les neurotransmetteurs jouent un rôle essentiel dans la modulation et l’équilibre des signaux neuronaux, assurant ainsi le fonctionnement du cerveau.
- Ils régulent les réponses autonomes telles que la respiration et le rythme cardiaque, ainsi que les fonctions psychologiques telles que l’apprentissage, l’humeur, la peur, le plaisir et la joie.
- Certains neurotransmetteurs, comme la sérotonine, ont un effet inhibiteur, rendant les neurones moins enclins à s’activer, ce qui favorise le calme et le sommeil.
Les neurotransmetteurs fonctionnent
Pour que les neurones envoient des messages par l’intermédiaire des neurotransmetteurs, ils doivent communiquer entre eux, ce qu’ils font par l’intermédiaire des synapses.
Lorsque les signaux voyagent à travers un neurone et atteignent l’extrémité de ce neurone, ils ne peuvent pas simplement voyager jusqu’au suivant. Au lieu de cela, le neurone doit déclencher la libération de neurotransmetteurs, qui transportent ensuite les signaux à travers les synapses dans le but d’atteindre le neurone suivant.
Lors de la transmission synaptique, le potentiel d’action (une impulsion électrique) déclenche la libération de neurotransmetteurs (un message chimique) par les vésicules synaptiques du neurone pré-synaptique.
Ces neurotransmetteurs se diffusent à travers la fente synaptique (l’espace entre les neurones pré et post-synaptiques) et se lient à des sites récepteurs spécialisés sur le neurone post-synaptique.
Le neurone qui libère les neurotransmetteurs est appelé le neurone présynaptique. Le neurone qui reçoit les neurotransmetteurs est appelé neurone postsynaptique.
L’extrémité de chaque neurone possède des terminaisons présynaptiques et des vésicules, qui sont des sacs contenant les neurotransmetteurs.
Lorsqu’un influx nerveux (ou potentiel d’action) déclenche la libération de neurotransmetteurs, ces substances chimiques sont ensuite libérées dans la synapse, puis absorbées par les récepteurs du neurone suivant. Ce processus est connu sous le nom de neurotransmission.
Par exemple
Des paquets de molécules de sérotonine sont libérés de l’extrémité de la cellule présynaptique (l’axone) dans l’espace situé entre les deux cellules nerveuses (la synapse).
Ces molécules peuvent alors être captées par les récepteurs de la cellule nerveuse postsynaptique (la dendrite) et transmettre ainsi leur message chimique.
Les molécules en excès sont reprises par la cellule présynaptique et retraitées.
Après la neurotransmission
Les neurotransmetteurs libérés par le neurone présynaptique peuvent exciter ou inhiber le neurone postsynaptique, lui demandant soit de libérer des neurotransmetteurs, soit de ralentir la libération, soit d’arrêter complètement la signalisation.
Après la neurotransmission, le signal est interrompu, ce qui permet aux neurones de revenir à un état de repos.
Lorsque les neurotransmetteurs sont libérés dans la synapse, tous ne peuvent pas se fixer sur les récepteurs du neurone postsynaptique. Par conséquent, les neurotransmetteurs sont soit dégradés par des enzymes, soit diffusés, soit réabsorbés.
La réabsorption est un processus par lequel les neurotransmetteurs sont réabsorbés dans le neurone présynaptique d’où ils provenaient.
A l’issue de ce processus, ils sont soit restaurés dans les vésicules synaptiques jusqu’à ce qu’ils soient à nouveau nécessaires, soit dégradés par des enzymes.
Classification
Un neurotransmetteur peut influencer les neurones de trois manières : il peut les exciter, les inhiber ou les moduler.
- Neurotransmetteurs excitateurs – ces types de neurotransmetteurs ont un effet excitateur/stimulant sur les neurones. Si un neurotransmetteur est excitateur, il augmente la probabilité que le neurone déclenche un potentiel d’action. L’épinéphrine et la norépinéphrine sont des exemples de ces types de neurotransmetteurs.
- Neurotransmetteurs inhibiteurs – contrairement aux neurotransmetteurs excitateurs, les neurotransmetteurs inhibiteurs ont l’effet inverse, c’est-à-dire qu’ils inhibent/entravent les neurones. Si un neurotransmetteur est inhibiteur, la probabilité que le neurone déclenche un potentiel d’action est réduite. Les exemples de ces types de neurotransmetteurs sont le GABA et les endorphines.
- Neurotransmetteurs modulateurs – ils sont souvent appelés neuromodulateurs. Si un neurotransmetteur est un neuromodulateur, cela signifie qu’il peut affecter un grand nombre de neurones en même temps et qu’il est capable d’influencer les effets d’autres neurotransmetteurs.
Le caractère excitateur ou inhibiteur d’un neurotransmetteur dépend du récepteur auquel il se lie sur le neurone postsynaptique.
Certains neurotransmetteurs peuvent être à la fois excitateurs et inhibiteurs, en fonction du contexte. Certains peuvent activer plusieurs récepteurs, car il n’existe pas un seul récepteur pour chaque type de neurotransmetteur.
Types
Il existe plus de 50 types connus de neurotransmetteurs. Certaines des principales classifications sont décrites ci-dessous dans quelques catégories : monoamines, acides aminés, peptides, purines et acétylcholine.
Monoamines
Le groupe des neurotransmetteurs monoamines est particulièrement important pour les psychologues car il est impliqué dans un certain nombre de comportements tels que la prise de décision, la réponse émotionnelle, le bonheur, la dépression et la réponse à la récompense.
Les types de monoamines sont la sérotonine, l’épinéphrine, la norépinéphrine et la dopamine.
Sérotonine
La sérotonine joue un rôle de neurotransmetteur et d’hormone. Elle joue un rôle important dans le contrôle de l’humeur et peut affecter le niveau de bonheur d’un individu.
La sérotonine joue également un rôle important dans la régulation de l’anxiété, de l’appétit, du contrôle de la douleur et des cycles de sommeil. La sérotonine se trouve dans le système nerveux entérique, dans le tractus gastro-intestinal (l’intestin), mais elle est également produite dans le système nerveux central, dans une zone du tronc cérébral appelée noyaux du raphé.
La sérotonine appartient à la classe des neurotransmetteurs inhibiteurs, car elle ne stimule pas le cerveau.
Au contraire, elle équilibre les effets excessifs des neurotransmetteurs excitateurs. Un déficit en sérotonine peut être lié à la dépression, la tristesse, la fatigue, les pensées suicidaires et l’anxiété. Elle joue donc un rôle dans la cause sous-jacente de nombreux problèmes de santé mentale.
Le syndrome sérotoninergique est un état dans lequel il y a trop de sérotonine dans le cerveau. Il peut être causé par une réaction à des médicaments, entraînant des symptômes d’agitation, d’hallucinations et de confusion, et peut être fatal.
Epinephrine
Ce neurotransmetteur et cette hormone sont également connus sous le nom d’adrénaline. Il s’agit d’une hormone de stress qui est libérée dans la circulation sanguine par les glandes surrénales. Il s’agit d’un neurotransmetteur excitateur qui stimule le système nerveux central.
S’il y a trop d’adrénaline dans la circulation sanguine, cela peut entraîner de l’hypertension, de l’anxiété, de l’insomnie et un risque accru d’accident vasculaire cérébral. En revanche, un manque d’adrénaline peut entraîner une baisse de l’excitation et une incapacité à réagir de manière appropriée dans les situations stressantes, ce qui diminue la réponse au stress.
Noradrénaline
Ce neurotransmetteur, également produit par les glandes surrénales, est une substance chimique naturelle, également connue sous le nom de noradrénaline. Il s’agit d’un neurotransmetteur excitateur qui stimule le cerveau et le corps, également produit dans le tronc cérébral et l’hypothalamus.
Ce neurotransmetteur aide à activer le corps et le cerveau pour qu’ils agissent en période de stress ou dans des situations dangereuses.
Il est particulièrement présent lors de la réaction de lutte ou de fuite, contribuant ainsi à la vigilance. La noradrénaline est à son maximum pendant les périodes de stress et à son minimum pendant les cycles de sommeil.
Si les niveaux de noradrénaline sont trop élevés, cela peut entraîner une hypertension artérielle, une transpiration excessive et de l’anxiété. Un faible taux de noradrénaline peut se traduire par une baisse d’énergie, un manque de concentration et un sentiment de dépression.
Dopamine
La dopamine est produite dans des zones du cerveau appelées substantia nigra, aire tegmentale ventrale et hypothalamus, se projetant vers le cortex frontal et le noyau accubens (responsable de la récompense et du plaisir) entre autres.
La dopamine est à la fois un neurotransmetteur excitateur et inhibiteur, ainsi qu’un neuromodulateur, impliqué dans la récompense, la motivation et les dépendances. Un surplus de dopamine peut entraîner des comportements compétitifs, de l’agressivité, un mauvais contrôle des impulsions, des jeux d’argent et une dépendance.
A ce titre, les drogues addictives peuvent augmenter les niveaux de dopamine, encourageant l’individu à continuer à consommer ces drogues pour obtenir la récompense du plaisir. On pense que la dopamine peut également jouer un rôle dans la coordination des mouvements du corps et une carence peut être observée chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson, ce qui se traduit par des tremblements et des troubles moteurs.
Acides aminés
Acide gamma-aminobutyrique (GABA)
Le GABA est un neurotransmetteur naturel connu comme étant le principal messager inhibiteur de l’organisme. Le GABA est présent dans de nombreuses régions du cerveau : hippocampe, thalamus, ganglions de la base, hypothalamus et tronc cérébral.
Ses principales fonctions sont la régulation de l’anxiété, de la vision et du contrôle de la motricité. Les personnes qui n’ont pas assez de GABA peuvent avoir un mauvais contrôle de leurs impulsions, ce qui peut entraîner des crises d’épilepsie dans le cerveau.
Le manque de GABA peut également entraîner des problèmes de santé mentale tels que le trouble bipolaire et la manie. En revanche, un excès de GABA peut entraîner une hypersomnie (sommeil excessif) et un manque d’énergie.
Glutamate
Un autre acide aminé est le glutamate, qui soutient les fonctions cognitives telles que la formation de la mémoire et l’apprentissage. Le glutamate est un neurotransmetteur excitateur dont les récepteurs se trouvent dans le système nerveux central, dans les neurones et la glie. S’il y a un excès de glutamate, il peut en résulter une excitotoxicité, c’est-à-dire que les neurones sont tués en raison d’une suractivation des récepteurs du glutamate.
Si ces neurones sont détruits, cela peut entraîner des maladies telles que la maladie d’Alzheimer, les accidents vasculaires cérébraux et l’épilepsie.
S’il n’y a pas assez de glutamate, cela peut entraîner des psychoses, des insomnies, des problèmes de concentration, un épuisement mental, voire la mort.
Peptides
Endorphines
Il s’agit d’un type de neurotransmetteur inhibiteur qui agit en diminuant la transmission des signaux de douleur au cerveau et en favorisant les sentiments d’euphorie. En termes de structure, les endorphines sont similaires aux opioïdes et agissent de la même manière.
Les endorphines sont principalement produites dans l’hypothalamus et l’hypophyse en réponse à la douleur, mais elles peuvent également être libérées lors d’une activité physique (ce qui contribue à l’euphorie du coureur).
Il n’y a pas beaucoup de symptômes connus d’un excès d’endorphines, mais cela pourrait entraîner une dépendance à l’égard de l’exercice. Un déficit en endorphines peut entraîner des sentiments de dépression, des maux de tête, de l’anxiété, des sautes d’humeur et une maladie appelée fibromyalgie (douleur chronique).
Purines
Adénosine
L’adénosine est un neurotransmetteur de type neuromodulateur qui fonctionne en supprimant l’excitation et en améliorant les cycles de sommeil. L’adénosine se trouve généralement dans les régions présynaptiques de l’hippocampe et agit comme un dépresseur du système nerveux central.
Des niveaux constamment élevés de ce neurotransmetteur peuvent provoquer une hypersensibilité au toucher et à la chaleur.
Si l’adénosine est insuffisante, cela peut provoquer de l’anxiété et des troubles du sommeil. La caféine est ce que l’on appelle un bloqueur d’adénosine, qui bloque les récepteurs de l’adénosine. C’est pourquoi la caféine peut entraîner des troubles du sommeil et il n’est pas recommandé d’en consommer trop tard dans la journée.
Adénosine triphosphate (ATP)
Un autre type de purine que l’on trouve dans le système nerveux central et dans le système nerveux périphérique. L’ATP joue un rôle dans le contrôle autonome, la transduction sensorielle et la communication avec les cellules gliales.
Il transporte essentiellement l’énergie entre les cellules en étant libéré par les neurones activés et transmis à d’autres neurones actifs dans le cerveau. L’ATP est excitatrice dans plusieurs régions du cerveau, comme l’hippocampe et le cortex somatosensoriel.
Acétylcholine
L’acétylcholine est le seul neurotransmetteur connu de ce type que l’on trouve à la fois dans le système nerveux central et dans le système nerveux parasympathique. La fonction principale de ce type de neurotransmetteur est axée sur les mouvements musculaires, la mémoire et l’apprentissage, associés aux neurones moteurs.
Un excès d’acétylcholine est lié à une salivation accrue, à un affaiblissement des muscles, à une vision floue et à la paralysie.
Trop peu d’acétylcholine est liée à des troubles de l’apprentissage et de la mémoire, ainsi qu’à des liens avec la démence et la maladie d’Alzheimer, selon des recherches (Haam & Yakel, 2017 ; Tabet, 2006).
Troubles associés aux neurotransmetteurs
Les symptômes associés aux troubles mentaux tels que les troubles de l’humeur, les troubles anxieux et la schizophrénie seraient en partie le résultat d’un déséquilibre des niveaux de neurotransmetteurs dans le cerveau.
Dans le cas des troubles anxieux, cela peut refléter une activité réduite du GABA dans le cerveau et un déséquilibre de ses récepteurs. Il a également été démontré qu’il existe un lien avec un déséquilibre des réponses de la sérotonine et de la norépinéphrine.
De même, il existe également des preuves qu’il peut y avoir des liens avec une excitabilité accrue du glutamate chez les personnes souffrant d’anxiété.
Dans la dépression, il existe des preuves d’anomalies dans la transmission noradrénergique, dopaminergique et sérotoninergique. Dans l’ensemble, il a été démontré que la sérotonine joue un rôle dans les troubles de l’humeur ainsi que dans les troubles obsessionnels compulsifs (TOC).
Enfin, il a été démontré que les niveaux de dopamine sont associés aux dépendances et à la schizophrénie. La sensibilité des récepteurs de la dopamine ou un excès de dopamine seraient associés à la schizophrénie (Martin, Ressler, Binder, & Nemeroff, 2009).
Les effets des médicaments
Différents types de médicaments peuvent affecter la transmission chimique et modifier les effets des neurotransmetteurs. Il peut s’agir de médicaments utilisés pour soulager les symptômes de certains troubles mentaux, tels que les ISRS, les benzodiazépines et les antipsychotiques.
La neurotransmission peut également être affectée par des drogues illicites telles que la cocaïne, la marijuana et l’héroïne.
Médicaments
- Les inhibiteurs sélectifs du recaptage de la sérotonine (ISRS) sont un type d’antidépresseur utilisé pour soulager les symptômes d’affections telles que la dépression, l’anxiété, le syndrome de stress post-traumatique, le trouble panique, le trouble obsessionnel-compulsif et les phobies.Les ISRS agissent en bloquant le recaptage du neurotransmetteur sérotonine dans le neurone qui l’a libéré. Cela signifie qu’il y aura une accumulation de sérotonine dans la fente synaptique, ce qui rendra plus probable que la sérotonine atteigne les récepteurs des neurones suivants.
- Les benzodiazépines agissent en réduisant l’excitabilité des signaux nerveux dans le cerveau, principalement pour les personnes qui souffrent d’insomnie, d’anxiété, de trouble panique et de certains types d’épilepsie. Ces médicaments augmentent la réponse du cerveau au GABA, ce qui a un effet relaxant et calmant sur les individus. Les benzodiazépines ne sont généralement prescrites que pour quelques semaines, car elles peuvent avoir des effets secondaires indésirables, tels que l’augmentation de l’anxiété ou l’altération de l’humeur et du comportement.
- Les antipsychotiques sont généralement utilisés pour traiter les symptômes positifs associés à la psychose (délires, hallucinations et paranoïa), principalement chez les personnes ayant reçu un diagnostic de schizophrénie. Comme les personnes atteintes de schizophrénie ont généralement une activité dopaminergique trop importante, les antipsychotiques agissent en antagonisant les récepteurs de la dopamine. Les antipsychotiques peuvent également être utilisés pour les personnes atteintes de démence, de troubles bipolaires et de troubles dépressifs majeurs.
Drogues illicites
Selon leur type, les drogues illicites peuvent ralentir ou accélérer le système nerveux central et les fonctions autonomes. La marijuana contient du tétrahydrocannabinol (THC), une substance chimique psychoactive qui interagit avec les récepteurs cannabinoïdes et s’y lie. L’héroïne se lie aux récepteurs opioïdes et déclenche la libération de niveaux extrêmement élevés de dopamine. Plus l’héroïne est consommée, plus il est probable qu’une tolérance se développe, ce qui signifie que le cerveau ne fonctionnera plus comme avant de commencer à prendre la drogue.
Cela peut entraîner une baisse des niveaux de dopamine lorsque la drogue est arrêtée, ce qui peut en fin de compte créer une dépendance pour que le consommateur puisse ressentir à nouveau le « high » de la dopamine.
La cocaïne est une drogue stimulante car elle accélère le système nerveux central, augmentant le rythme cardiaque, la pression artérielle, la vivacité et l’énergie. La cocaïne donne essentiellement au cerveau une poussée de dopamine avec des effets rapides. Les effets de la cocaïne ne durent généralement pas très longtemps et peuvent rendre une personne irritable ou déprimée par la suite, ce qui la pousse à en redemander.
La cocaïne peut créer une forte dépendance en raison de la manière dont elle affecte les niveaux de dopamine et le système de récompense du cerveau.
L’ecstasy est une drogue psychoactive qui agit comme un stimulant et un hallucinogène. L’ecstasy agit en se liant aux récepteurs de la sérotonine et en les stimulant, ainsi qu’en influençant la norépinéphrine et la dopamine.
L’ecstasy peut provoquer des sensations de plaisir et de chaleur, diminuant globalement l’anxiété sur le moment. Cependant, la consommation régulière et les effets secondaires peuvent accroître l’anxiété, l’irritabilité, les troubles du sommeil et les sentiments dépressifs.
Références
Boto, T., & Tomchik, S. M. (2019). L’excitateur, l’inhibiteur et le modulateur : cartographie de la neurotransmission chimique dans le cerveau. Neuron, 101 (5), 763-765.
Martin, E. I., Ressler, K. J., Binder, E., & Nemeroff, C. B. (2009). La neurobiologie des troubles anxieux : imagerie cérébrale, génétique et psychoneuroendocrinologie. The Psychiatric Clinics of North America, 32 (3), 549-575. https://doi.org/10.1016/j.psc.2009.05.004.
Haam, J., & Yakel, J. L. (2017). Modulation cholinergique de la région hippocampique et fonction de la mémoire. Journal of Neurochemistry, 142, 111-121.
Tabet, N. (2006). Les inhibiteurs de l’acétylcholinestérase pour la maladie d’Alzheimer : des anti-inflammatoires dans l’habillement de l’acétylcholine ! Age et vieillissement, 35 (4), 336-338..
Watkins M. (2020, 3 février). Comment les drogues affectent le cerveau et le système nerveux central . American Addiction Centers. https://americanaddictioncenters.org/health-complications-addiction/central-nervous-system .
Informations complémentaires
Nicholls, J. G., Martin, A. R., Wallace, B. G., & Fuchs, P. A. (2001). Du neurone au cerveau (Vol. 271). Sunderland, MA : Sinauer Associates.
Pereda, A. E. (2014). Les synapses électriques et leurs interactions fonctionnelles avec les synapses chimiques. Nature Reviews Neuroscience, 15(4), 250-263.
