La synapse est la zone de relation entre deux cellules nerveuses (mais aussi entre une cellule nerveuse et une cellule musculaire... ). Il n’y a pourtant entre les deux cellules aucun contact physique. Le message nerveux, jusqu’à lors codé sous forme de potentiels d’actions, ne peut traverser la synapse que grâce à un système chimique complexe.

Mécanisme

1. Dans la terminaison présynaptique du neurone, on retrouve les vésicules synaptiques, qui contiennent la substance chimique appelée neurotransmetteur ou neuromédiateur.

2. Le long de l'axone un l’influx nerveux, codé en potentiels d’actions, se propage vers la terminaison du neurone présynaptique.

3.L'influx nerveux provoque la fusion des vésicules avec la membrane présynaptique.

4. Les neurotransmetteurs sont alors libérés dans la fente synaptique : c’est l’exocytose.

5. Ceux-ci se fixent ensuite sur les récepteurs spécifiques situés sur la membrane postsynaptique de l'autre neurone.

6. Selon certaines circonstances (nature de la cellule postsynaptique, du message), naissent alors de nouveaux potentiels d’action qui se dirigent vers le péricaryon du deuxième neurone.

7. Les neuromédiateurs qui n’ont pas été captés par leurs récepteurs sont rapidement inactivés par des enzymes extracellulaires.

8. Ils peuvent aussi être récupérés dans le neurone présynaptique puis recyclés dans les vésicules (endocytose).

La conservation du message qui traverse la synapse dépend du nombre de vésicules fusionnant, nombre qui dépend de la fréquence initiale en potentiels d’action.
Par ailleurs, selon la nature du neurotransmetteur, excitateur ou inhibiteur, le message entraîne dans le premier cas une réaction positive, tandis que dans le deuxième, la transmission n’a pas lieu.

Les neurotransmetteurs sont synthétisés pour la plupart dans la terminaison nerveuse, mais aussi dans le corps cellulaire du neurone, à partir duquel ils sont acheminés dans des vésicules par les réseaux de microtubules jusqu'à la terminaison .

Ils sont synthétisés à partir de molécules appelées "précurseurs" à la suite d'une série de réaction chimiques catalysées par des enzymes spécifiques (les enzymes sont des molécules protéiques qui déclenchent, comme un catalyseur, une réaction chimique précise).

L'Acéthylcholine

C'est le premier neuromédiateur connu, il a été découvert dans les années 1920.
C'est le neuromédiateur qui intervient à la jonction neuromusculaire de tous les muscles volontaires ainsi qu'à de nombreuses synapses du système nerveux autonome. Dans le cerveau, l’acétylcholine participe à la transmission de signaux modulateurs (notamment dans la réduction du stress) et joue un rôle très important dans la mémorisation. Les troubles de la mémoire observés dans la maladie d'Alzheimer sont dus à la mort des neurones libérant l'acétylcholine.

La Noradrénaline

C'est l'un des deux grands neuromédiateurs catécholaminergiques et le second médiateur découvert dans les années 1930.
Au sein du système nerveux autonome (où il a été découvert), c' est le neuromédiateur des nerfs sympathiques qui commandent les réactions aux situations d'urgence : accéleration cardiaque, dilatation des bronches, augmentation de la pression artérielle.

La Dopamine

Autre neuromédiateur catécholaminergique, il a été découvert en 1958 en tant que médiateur essentiel des corps striés, une partie du cerveau qui intervient dans le contrôle de la motricité. La destruction des neurones à dopamine des corps striés est responsable des symptomes de la maladie de Parkinson, comme la rigidité et le tremblement. C'est le blocage de l'activité de la dopamine dans d'autres régions cérébrales qui explique l'action thérapeutique des drogues antischizophréniques.

La Sérotonine

C'est le médiateur d'un petit groupe de neurones dont les corps cellulaires sont situés dans les noyaux du raphé du tronc cérébral. Des modifications de l'activité des neurones sérotoninergiques sont liées aux actions des drogues psychédéliques.

Les Enképhalines

Ils comportent deux peptides de cinq acides aminés chacun. Les enképhalines sont des neuromédiateurs identifiés comme les substances agissant normalement sur les récepteurs des opiacés. Les enképhalines reproduisent donc les effets des opiacés. Les neurones à enképhaline sont localisés dans des aires cérébrales qui contrôlent des fonctions sur lesquelles agissent les opiacés.

Le GABA (Acide Gamma-amino-butyrique)

C'est l'un des acides aminés qui jouent dans le cerveau le rôle de neuromédiateur. Il n'a pas de fonction connue autre que celle de neuromédiateur et on ne le trouve pratiquement que dans le cerveau. Le GABA ralentit la décharge des neurones et c'est donc un neuromédiateur inhibiteur. Il est présent dans 25 à 40 pour cent des synapses cérébrales et c'est donc peut-être, quantitativement, le médiateur prédominant du cerveau.