14 mai 2016

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Les facteurs hypnogènes

L’état d’éveil est maintenu par la présence de molécules chimiques agissant simultanément et formant tout un réseau d’éveil. Le soir, ce réseau s’éteint, et le sommeil vient.
On parle de facteur (ou molécule) hypnogène lorsqu’une substance favorisant le sommeil s’accumule dans l’organisme lors de l’éveil. Cependant, son effet survient uniquement lorsque la concentration en cette substance dépasse un certain seuil, et son effet est nul lorsque la concentration se trouve sous ce seuil. L’un des principaux facteurs hypnogènes est l’adénosine, que nous allons détailler ici.
    On sait que la présence de facteurs hypnogènes et l’inhibition du réseau d’éveil favorisent le sommeil, cependant il n’existe aucune preuve montrant que l’inactivation de ces mécanismes provoque une insomnie.

  • Les facteurs hypnogènes

          Un exemple, l’adénosine

    L'adénosine(1) contenue dans le milieu extracellulaire des cellules est un hypnogène important. Elle se fixe sur des récepteurs de neurones et à une action somnifère. On remarque une augmentation de la concentration d'adénosine au cours de la journée, et une baisse de celle-ci lors du sommeil. Cette augmentation serait due à une dégradation de l'ATP(2) (adénosine triphosphate) extracellulaire, qui est un neurotransmetteur, ou bien par transport de l'adénosine intracellulaire à l'extérieur de la cellule. Cependant, la raison de cette variation de la concentration en adénosine est encore inconnue. Tout ce mécanisme à lieu principalement dans le télencéphal basal, puis dans le cortex.


Fonctionnement de l’adénosine :

Lorsque les molécules d’adénosine se fixent sur les récepteurs de neurones associés à l’éveil, l’action de l’enzyme adénylate cyclase(3) se retrouve inhibée. Cette enzyme permet la synthèse d’AMP cyclique à partir d’ATP. L’AMP cyclique (ou AMPc) formé stimule l’activation de protéines kinases, qui vont permettre l’entrée de calcium dans le neurone par le rajout de groupements phosphates sur d’autres protéines. Une augmentation de la concentration en calcium entraîne une stimulation de l’action du neurone, dont le rôle est de rester éveillé. Comme cette action est inhibée, on observe le contraire : la fixation d’adénosine sur des neurones associés à l’éveil (comme ceux du télencéphal basal) permet une inhibition de la transmission du message nerveux, et donc induit le sommeil.

On sait qu’il existe des zones du cerveau contenant des neurones dont la stimulation favorise le sommeil. On a observé que l’injection de faible quantité d’adénosine dans ces régions favorisait aussi le sommeil, ce qui est un résultat paradoxal par rapport à ce qui est expliqué précédemment. En effet, l’injection d’adénosine devrait plutôt inhiber l’action des neurones, et donc maintenir éveillé. On a ainsi mis en évidence l’existence de nombreux sous-types de récepteurs, ayant pour certains des effets contraires. En effet, le récepteur A1 a un effet inhibiteur, mais le A2A a un effet excitateur quand il se lie à l’adénosine. C’est pourquoi l’adénosine favorise le sommeil dans des régions associées à l’éveil, mais également dans celles associées au sommeil.

Image : le cerveau à tous les niveaux


  • Le réseau de l’éveil

Il existe de nombreuses molécules impliquées dans le maintien de l’état d’éveil. Elles sont libérées principalement au cours de la journée. Ce sont ces mêmes molécules qui entraînent le réveil.
Parmi ces molécules, on peut citer l’acétylcholine, le glutamate, la noradrénaline, l’histamine, la dopamine ou la sérotonine. Toutes ces molécules entraînent l’activité du cortex cérébral, et lorsque leur production ou leur libération diminue, l’activité du cerveau diminue. Le réseau d’éveil est donc “éteint”, et le sommeil démarre. Elles seront à nouveau synthétisées et/ou libérées le lendemain matin, afin de permettre le réveil du sujet.

Lexique 
(1) Adénosine : acide aminé (élément de base constituant les protéines) dont la phosphorylation (ajout d’un phosphore) permet un contrôle du métabolisme énergétique du corps.

(2) ATP : adénosine triphosphate, c’est-à-dire un acide aminé (élément de base constituant les protéines) adénosine auquel on a ajouté 3 phosphates. Elle fournit, par hydrolyse (enlèvement d’un groupement phosphate) l’énergie nécessaire aux réactions chimiques du métabolisme des cellules. On note : ATP → ADP + P (ADP : adénosine diphosphate, P : phosphate). L'ATP est aussi un neurotransmetteur, c'est-à-dire qu'il permet la transmission d'un message nerveux au niveau d'une synapse.

(3) Adénylate cyclase : enzyme de la membrane plasmique des cellules synthétisant de l’AMP (adénosine monophosphate) cyclique à partir d’ATP (adénosine triphosphate).


Sources

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