À la fin de cette leçon, tu sauras :
- Définir PPSE et PPSI
- Comprendre leur origine ionique
- Distinguer un PPSE/PPSI d’un PA
- Mobiliser ces signaux dans une analyse de circuit
1. Du neuromédiateur au signal postsynaptique
Quand un neuromédiateur se fixe sur son récepteur postsynaptique, il déclenche des modifications de la membrane qui modifient brièvement le potentiel membranaire. Ce sont les potentiels postsynaptiques, de deux types selon l’effet :
PPSE (Potentiel PostSynaptique Excitateur) :
- Dépolarisation locale et transitoire du potentiel membranaire
- Rapproche le potentiel du seuil → favorise un PA
- Provoqué par les neuromédiateurs excitateurs (glutamate principalement)
- Amplitude : quelques mV (vs 100 mV pour un PA)
- Durée : quelques ms à quelques dizaines de ms
PPSI (Potentiel PostSynaptique Inhibiteur) :
- Hyperpolarisation locale et transitoire
- Éloigne le potentiel du seuil → empêche un PA
- Provoqué par les neuromédiateurs inhibiteurs (GABA, glycine)
- Amplitude : quelques mV (négatifs par rapport au repos)
- Durée : quelques ms à quelques dizaines de ms
2. L’origine ionique des PPSE et PPSI
Les neuromédiateurs déclenchent l’ouverture de canaux ioniques spécifiques sur la membrane postsynaptique :
- PPSE : ouverture de canaux laissant entrer du Na+ (et un peu de K+). Entrée nette de charges positives → dépolarisation
- PPSI : ouverture de canaux laissant entrer du Cl– (ou sortir du K+). Entrée nette de charges négatives → hyperpolarisation
Les canaux ioniques activés par un neuromédiateur sont appelés récepteurs-canaux ou canaux ioniques activés par ligand. À distinguer des canaux voltage-dépendants qui ouvrent en fonction du potentiel membranaire (et qui sont impliqués dans le PA).
3. PPSE/PPSI ne sont pas des PA
Différences fondamentales :
| Critère | PPSE / PPSI | Potentiel d’action (PA) |
|---|---|---|
| Amplitude | Quelques mV, variable | ~100 mV, stéréotypée |
| Loi du tout ou rien | Non (gradable) | Oui |
| Propagation | Locale, s’atténue avec la distance | Propagation sans atténuation |
| Localisation | Dendrites et corps cellulaire (membrane postsynaptique) | Axone |
| Mécanisme | Canaux activés par ligand | Canaux voltage-dépendants |
Un PPSE ou un PPSI seul ne suffit généralement pas à déclencher un PA. C’est leur somme qui compte (voir leçons 4.2 et 4.3).
4. Mesurer un PPSE en pratique
En insérant une microélectrode dans le corps cellulaire d’un neurone et en stimulant une synapse excitatrice :
- On observe une déflexion vers le moins négatif : par exemple, le potentiel passe de –70 mV à –65 mV transitoirement
- Cette déflexion (~5 mV) est un PPSE
- Si on stimule plus fort la synapse : PPSE plus grand (par recrutement de plus de fibres présynaptiques ou de plus de vésicules)
- Si la stimulation est très forte : on peut atteindre le seuil → un PA est déclenché
5. Mesurer un PPSI
De même, en stimulant une synapse inhibitrice :
- Le potentiel devient plus négatif transitoirement (par exemple –70 → –75 mV)
- C’est un PPSI
- Plus la stimulation inhibitrice est forte, plus le PPSI est grand
- Si on stimule simultanément une synapse excitatrice et une synapse inhibitrice : les deux effets s’opposent (cf. sommation algébrique, leçon 4.2)
6. Diversité des durées
Tous les PPSE et PPSI n’ont pas la même durée :
- Rapides (~1-10 ms) : par exemple via les récepteurs ionotropes au glutamate (excitateur rapide) ou au GABA-A (inhibiteur rapide)
- Lents (~100 ms à secondes) : via les récepteurs métabotropes couplés à des protéines G (dopamine, sérotonine, ACh muscarinique, certains glutamate et GABA-B)
Les effets rapides sont utiles pour les réflexes et la communication précise. Les effets lents permettent la modulation, l’humeur, l’éveil sur des durées plus longues.
7. Une analogie : la balance de Roberval
Imagine une balance avec deux plateaux. Sur le plateau « excitateur » on ajoute des poids (PPSE). Sur le plateau « inhibiteur » on ajoute des poids (PPSI). Le neurone observe la différence. Si le plateau excitateur l’emporte suffisamment (seuil de –55 mV atteint), un PA est déclenché. Sinon, rien.
Le neurone est donc une balance algébrique qui pèse en temps réel toutes ses entrées. Cette image est la base de l’intégration neuronale.
8. Application : le motoneurone
Reprenons le motoneurone vu en cours 3A.1. Il reçoit des centaines, voire des milliers de synapses sur ses dendrites et son corps cellulaire :
- Synapses excitatrices du neurone sensitif (réflexe myotatique)
- Synapses excitatrices descendantes (commandes volontaires du cerveau)
- Synapses inhibitrices d’interneurones (inhibition réciproque)
- Synapses modulatrices (sérotonine, noradrénaline)
- Etc.
À chaque instant, le motoneurone fait la somme de tous ces PPSE et PPSI. Si la somme dépasse le seuil au niveau du cône d’émergence de l’axone : un PA part vers le muscle. C’est l’intégration.
9. Indice / cause / exemple — PPSE/PPSI
- Indice : enregistrement d’une dépolarisation transitoire de quelques mV au corps cellulaire d’un neurone, en réponse à une stimulation présynaptique
- Cause : ouverture de canaux ioniques (Na+ et K+ pour PPSE, Cl- pour PPSI) suite à la fixation d’un neuromédiateur
- Exemple : PPSE au motoneurone du quadriceps lors d’un réflexe myotatique
Ce qu’il faut retenir
- PPSE = dépolarisation locale et transitoire (~5 mV), provoquée par neuromédiateur excitateur (glutamate)
- PPSI = hyperpolarisation locale et transitoire, provoquée par neuromédiateur inhibiteur (GABA, glycine)
- Origine ionique : canaux activés par ligand (≠ canaux voltage-dépendants du PA)
- PPSE/PPSI ne sont pas des PA : ils sont gradables, locaux, s’atténuent avec la distance
- Différentes durées : rapides (ionotropes, ms) et lents (métabotropes, secondes)
- Analogie : le neurone est une balance algébrique qui pèse toutes ses entrées et décide si le seuil est atteint pour déclencher un PA
- Un motoneurone reçoit des milliers de PPSE et PPSI simultanément : la somme détermine s’il déclenche un PA