La synapse est une zone de contact entre deux neurones. C’est par cette zone que l’influx nerveux est transmis entre les neurones.

Comment l’influx nerveux est transmis entre neurones…qui ne se touchent pas ?

Nous avons vu (voir l’article sur le fonctionnement du neurone) que le neurone émet des signaux électriques qui assurent ainsi l’activité fonctionnelle du cerveau : on parle d’influx nerveux.

L’influx nerveux du neurone est transmis à un autre neurone par l’intermédiaire d’une synapse (du grec synapsis signifiant connexion).

La synapse établit donc une zone de contact entre deux neurones.

De quoi est constituée la synapse ?

Considérons 2 neurones : un neurone A, en amont de la synapse (qualifié de présynaptique) et un neurone B, en aval (qualifié de postsynaptique).

La synapse apparaît (voir schéma ci-dessous) constituée de 3 éléments:

1. La partie terminale du neurone A qui peut être un axone ou une dendrite
2. Une fente synaptique
3. La membrane du neurone B qui peut être la membrane du corps cellulaire, d’un axone ou d’une dendrite

Y a-t-il différents types de synapses ?

• Selon leur morphologie
• Selon le type de contacts entre les neurones, les synapses peuvent être :
  • axosomatiques (contact entre un axone du neurone A et la membrane du corps cellulaire du neurone B),
  • axo-axoniques (entre deux axones),
  • axodendritiques (entre un axone et une dendrite),
  • dendrodendritiques (entre deux dendrites).

Sur la photo ci-dessous une flèche blanche montre une synapse axo-dendritique : contact entre une dendrite (en vert) et un axone (en rouge). L’agrandissement de la photo (l’encadré à gauche) nous permet de distinguer la forme protubérante (flèche bleue) de la terminaison de la dendrite à l’endroit où elle prend contact avec l’axone. (photo reproduite avec l’aimable permission du Docteur Anna Simoni de l’University College de Londres)

Sur la photo ci-dessous (reproduite avec l’aimable permission du Docteur Tanya S. Ferguson, Département de neurosciences, Université de Floride, Etats-Unis) nous voyons des contacts entre des dendrites de deux neurones : ceux sont des synapses dendrodritiques.

Synapse axo-dendritique

Exemples de synapses dendro-dendritiques (flèches roses) formées par le contact entre une dendrite du neurone de gauche et celle du neurone de droite. Notez la très grande taille des dendrites appelées dendrites apicales (flèches bleues), comparée aux autres dendrites (flèches jaunes). Corps cellulaires des neurones (C).

Combien y-a-t-il de synapses dans le cerveau ?

Un neurone a entre 1000 et 10 000 synapses environ. Puisque le nombre de neurones est estimé à 100 milliards, le nombre de synapses chez un sujet sain serait grosso modo de 10¹⁴ à 10¹⁵.

Un neurone (en rouge) recevant une multitude de terminaisons synaptiques (en vert).

Quelle est la taille d’une synapse ?

La taille de la synapse est d’environ un micromètre (un micromètre = un millième de millième de mètre). Par comparaison, le diamètre d’un corps cellulaire d’un neurone se situe entre 5 et 25 micromètres. La taille d’une fente synaptique est d’environ 25 nanomètres, soit 25 millièmes de micromètre (c’est pour cette raison qu’elle est invisible sur les photos).

Que ce passe au niveau de la partie présynaptique, c’est-à-dire en amont de la synapse ?

Lorsque l’influx nerveux arrive sur la terminaison synaptique (pour rappel cette terminaison est celle d’un axone ou d’une dendrite), il déclenche l’ouverture de canaux calcium qui se trouvent sur la membrane de la terminaison.

Ces canaux laissent entrer le calcium à l’intérieur de la terminaison, provoquant l’éclatement de petites vésicules (la concentration de calcium à l’extérieur du neurone est de 100 à 1000 fois supérieure à celle du milieu intracellulaire).

Que sont les vésicules ?

Ce sont des organes sphériques, regroupés en grappes, renfermant en grande quantité des molécules chimiques appelées neurotransmetteurs : d’où le terme de synapses chimiques.

Les synapses chimiques représentent 99% du total des synapses dans le cerveau.

D’où viennent ces vésicules ?

Ces vésicules et leurs contenus sont fabriquées dans le neurone, et se dirigent vers la terminaison de la synapse en suivant une route définie par des ‘balises’ appelées microtubules. Ces microtubules servent donc de guide et ont un rôle très important dans le fonctionnement du neurone. Leurs défaillance est en grande partie responsable de la mort des neurones dans la maladie d’Alzheimer.

Le diamètre d’une vésicule est d’environ 50 nanomètres (un nanomètre égale un millième de micromètre).

Chaque vésicule présent dans une synapse contient entre 1000 et 5000 molécules de neurotransmetteurs libérés par exocytose.

Qu’est-ce que l’exocytose ?

Les vésicules, stimulées par l’entrée de calcium dans la cellule, s’approchent de la membrane de la terminaison de la synapse pour fusionner avec elle. Cette fusion s’accompagne de l’éclatement des vésicules et la libération de leurs contenus (c’est-à-dire des neurotransmetteurs) vers l’extérieur, dans la fente synaptique. On parle de mécanisme d’exocytose (du grec ‘exô’ signifiant ‘au-dehors’ et ‘cyto’ signifiant ‘cellule’).