- Récepteur NMDA
-
Les récepteurs NMDA sont des récepteurs ionotropes activés physiologiquement par le glutamate. Ce sont les seuls récepteurs au glutamate à être spécifiquement activés par l'agoniste pharmacologique N-méthyl-D-aspartate (NMDA). Ils sont perméables aux cations monovalents (sodium, potassium) et au calcium. En raison de la perméabilité du sodium et du potassium, le potentiel de réversion des NMDAR est autour de 0mV. L'entrée de calcium dans le neurone via les NMDAR serait un mécanisme d'induction de la plasticité synaptique. Les récepteurs NMDA sont bloqués par l'ion magnésium qui occupe l'entrée du pore, libérable en cas d'inversion de potentiel électrochimique. La glycine est aussi nécessaire à l'activation des récepteurs NMDA.
Sommaire
Structure
Les récepteurs NMDA sont des tétramères, formés de deux sous-unités NR1 et de deux sous-unités NR2 (NR2A, NR2B, NR2C ou NR2D). Les sous-unités NR1 sont obligatoires, tandis que les sous-unités NR2 spécifient les propriétés électrophysiologiques des récepteurs NMDA, tel leur sensibilité au glutamate, leur perméabilité au calcium, l'inhibition du magnésium. Les sous-unités NR2 spécifient également leurs interactions avec les protéines intracellulaires. Les sites de liaison de la glycine sont localisés sur les sous-unités NR1, tandis que les sites de liaison du glutamate sont situés sur les sous-unités NR2.
Expression
Dans l'embryon, NR2D est exprimée en premier, puis NR2B et NR2C s'expriment. NR2A commence à s'exprime autour de la naissance. NR2D est principalement exprimée dans les zones germinales et les nouveaux neurones. NR2C s'exprime presque qu'exclusivement dans le cervelet. NR2A et NR2B se retrouvent dans toutes les aires du cerveau, particulièrement celles impliquées dans l'apprentissage et la mémoire. On les retrouve en abondance dans l'hippocampe et le cortex. Au cours du développement on observe à la synapse glutamatergique un remplacement des récepteurs comprenant la sous-unité NR2B par ceux contenant NR2A, le mécanisme passe probablement par une perte de localisation des sous-unités NR2B, suite au changement de composition des molécules d'échaffaudage présentes d'une part à la synapse et d'autre part dans les zones extrasynaptiques, le niveau d'expression de NR2B étant constant. Reelin peut affecter NR2B expression.
Rôle
Les récepteurs NMDA sont les récepteurs principalement post-synaptiques responsables de la phase lente des potentiels post-synaptiques excitateurs (PPSE). Les récepteurs NMDA sont considérés comme des détecteurs de coïncidence lors des phénomènes de sommation des potentiels post-synaptiques. En effet, les récepteurs NMDA doivent, pour s'ouvrir, être stimulés par l'arrivée du glutamate pré-synaptique, mais aussi par une dépolarisation post-synaptique (normalement causée par l'activation des récepteurs AMPA sensibles au glutamate et plus rapides que les NMDAR). La liaison du glutamate force un changement conformationnel du récepteur qui ouvre le pore, mais celui-ci ne peut se libérer de l'ion magnésium qui le bloque que s'il y a une dépolarisation qui le repousse. L'entrée de calcium est aussi responsable de l'induction de modifications de l'intensité de la force de transmission synaptique, nommément la plasticité synaptique. En particulier l'activation de la CAM kinase 2 par le calcium est requis pour la potentiation à long terme. La cascade enzymatique de second messager ERK/MAPK, responsable de l'activation de la synthèse de nouvelles protéines nécessaires à la fonction des synapses lors de l'induction de la potentiation à long terme, est elle aussi activée par les récepteurs NMDA.
Substances psychotropes
Finalement, certaines substances psychotropes agissent directement sur les récepteurs NMDA, en particulier la kétamine, un anesthésique qui altère la capacité des neurones à sommer [Quoi ?] correctement les signaux qu'ils reçoivent puisque les NMDAR, responsables de cette fonction, sont perturbés.
Plus dommageable encore, le phéncyclidine (PCP) active directement les récepteurs NMDA en les gardant ouverts de façon tonique. Là encore, les neurones ne sont plus capables d'intégrer normalement les signaux qu'ils reçoivent, ce qui provoque des hallucinations. L'ouverture continuelle des récepteurs NMDA occasionne une entrée de calcium beaucoup trop prononcée. Or, le calcium, bien que nécessaire à l'induction des phénomènes de mémoire (plasticité synaptique), est aussi responsable de l'auto-destruction (apoptose) des cellules.
Voir aussi
Récepteur NMDA Ions Na+, Ca2+ Agoniste Glutamate, NMDA, Kaïnate, Quisqualate Antagoniste acide 2-amino-5-phosphonopentanoïque (APV; spécifique NMDAR); Chlorokynurénate, Kétamine, phéncyclidine, Dinitroquinoxaline-2,3-dion (DNQX), MK801, methadone Localisation cellulaire et/ou tissulaire Néocortex, hippocampe, cervelet, moelle épinière, cellules sensorielles, rétine, cortex visuel, cortex somatosensoriel Fonction physiologique Transmission nerveuse dans les voies afférentes, modulation synaptique (LTP, LTD) Protéine-canal impliquée {{{canal}}} Gène {{{gène}}}
Wikimedia Foundation. 2010.
