Potentiel postsynaptique excitateur

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En neurosciences, un potentiel postsynaptique excitateur (EPSP) est une augmentation temporaire du potentiel de la membrane postsynaptique causée par le flux d’ions chargés positivement dans la cellule postsynaptique. Ils sont à l’opposé des potentiels postsynaptiques inhibiteurs (IPSP), qui résultent généralement du flux d’ions négatifs dans la cellule. Un potentiel postsynaptique est défini comme excitateur s’il facilite l’émission d’un potentiel d’action par le neurone. Les EPSP peuvent également résulter d’une diminution des charges positives sortantes, tandis que les IPSP sont parfois provoqués par une augmentation du flux de charges positives sortantes. Le flux d’ions qui provoque un EPSP est un courant postsynaptique excitateur (EPSC).

Les EPSP, comme les IPSP, sont gradués (c’est-à-dire qu’ils ont un effet additif). Lorsque plusieurs EPSP se produisent sur un seul patch de membrane postsynaptique, leur effet combiné est la somme des EPSP individuels. Des EPSP plus importants entraînent une plus grande dépolarisation de la membrane et augmentent ainsi la probabilité que la cellule postsynaptique atteigne le seuil de déclenchement d’un potentiel d’action.

Aperçu

Les EPSP dans les cellules vivantes sont provoqués chimiquement. Lorsqu’une cellule présynaptique active libère des neurotransmetteurs dans la synapse, certains d’entre eux se lient à des récepteurs sur la cellule postsynaptique. Nombre de ces récepteurs contiennent un canal ionique capable de faire entrer ou sortir des ions chargés positivement de la cellule (ces récepteurs sont appelés récepteurs ionotropes). Au niveau des synapses excitatrices, le canal ionique laisse généralement entrer le sodium dans la cellule, générant un courant postsynaptique excitateur. Ce courant dépolarisant provoque une augmentation du potentiel membranaire, l’EPSP.

Molécules excitatrices

Le neurotransmetteur le plus souvent associé aux EPSP est l’acide aminé glutamate, et constitue le principal neurotransmetteur excitateur du système nerveux central. Son omniprésence au niveau des synapses excitatrices lui a valu d’être appelé le neurotransmetteur excitateur. Dans la jonction neuromusculaire, les EPSP (appelés potentiels de plaque terminale, EPP) sont médiés par le neurotransmetteur acétylcholine. Cependant, classer les neurotransmetteurs comme tels est techniquement incorrect, car il existe plusieurs autres facteurs synaptiques qui contribuent à déterminer les effets excitateurs ou inhibiteurs d’un neurotransmetteur.

PSP spontanés

La libération des vésicules de neurotransmetteurs par la cellule présynaptique est probabiliste. En effet, même sans stimulation de la cellule présynaptique, des vésicules seront occasionnellement libérées dans la synapse, générant des EPSPs. Bernard Katz a été le premier à étudier ces EPSP spontanés (souvent appelés potentiels miniatures de plaque terminale) en 1951, révélant ainsi la nature quantique de la transmission synaptique. La taille quantique peut alors être définie comme la réponse synaptique à la libération d’un neurotransmetteur par une seule vésicule, tandis que le contenu quantique est le nombre de vésicules effectives libérées en réponse à une impulsion nerveuse.

Les EPSP de terrain

Les EPSP sont généralement enregistrés à l’aide d’électrodes intracellulaires. Le signal extracellulaire d’un seul neurone est extrêmement petit et donc quasiment impossible à enregistrer. Cependant, dans certaines zones du cerveau, comme l’hippocampe, les neurones sont disposés de telle sorte qu’ils reçoivent tous des entrées synaptiques dans la même zone. Comme ces neurones sont orientés de la même façon, les signaux extracellulaires provenant de l’excitation synaptique ne s’annulent pas, mais s’additionnent pour donner un signal qui peut facilement être enregistré avec une électrode de champ. Ce signal extracellulaire enregistré à partir d’une population de neurones est le potentiel de champ. Dans les études sur le LTP de l’hippocampe, on présente souvent des figures montrant le potentiel de champ EPSP (fEPSP) dans le stratum radiatum de CA1 en réponse à une stimulation de la collatérale de Schaffer. Il s’agit du signal perçu par une électrode extracellulaire placée dans la couche des dendrites apicales des neurones pyramidaux de CA1. Les collatérales de Schaffer font des synapses excitatrices sur ces dendrites, et donc lorsqu’elles sont activées, il y a un puits de courant dans le stratum radiatum : le EPSP de champ.

Notes

• ^ Fonctionnellement, les EPSP et les potentiels miniatures de plaque terminale (mEPP) sont identiques. Le nom de potentiel de plaque terminale est utilisé car les études de Katz ont été réalisées sur la jonction neuromusculaire, dont la composante fibre musculaire est communément appelée plaque terminale motrice.

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