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La démonstration de la neurotransmission

Neurotransmission at the synapseLe système nerveux permet la communication entre les organes du corps ; chaque entité distincte peut donc fonctionner avec d'autres entités dans le cadre d'un système complet. Il permet à l'organisme de recevoir des informations concernant son environnement et il est essentiel à la vie animale. En effet, il traite les informations et les envoie entre les différentes parties de l'organisme.

La théorie de la neurotransmission
Les expériences de Loewi
Les neurotransmetteurs chimiques
Références

La théorie de la neurotransmission

Très tôt, les physiologistes ont été convaincus que les nerfs agissaient directement sur les muscles ou les glandes pour modifier leur activité. Mais en 1904, Elliott observa que certaines substances chimiques dans le sang (les hormones) avaient des effets sur les tissus qui étaient extrêmement similaires à ceux de la stimulation de nerfs particuliersANCHOR. Il constata que les effets d'une hormone, l'adrénaline, étaient identiques à ceux de la stimulation du système nerveux sympathique. Il suggéra que l'influx des nerfs sympathiques libérait un neurotransmetteur, l'adrénaline, depuis leurs terminaisons nerveuses et que c'était cette adrénaline qui affectait les organes du corps.

Lorsque dix ans plus tard, Henry Dale découvrit l'acétylcholineANCHOR, il réalisa que son action sur les organes du corps était similaire à celle de la stimulation du système nerveux parasympathique. Lors de la publication de ses travaux en 1914, il expliqua que l'acétylcholine pouvait être présente dans l'organisme et ce que signifiait la présence de cette substanceANCHOR.

La neurotransmission était une idée intéressante. Néanmoins, aucune preuve ne permettait d'affirmer ce fonctionnement des nerfs jusqu'en 1921, année de la publication des premières séries de travaux d'Otto Loewi, décrivant ses expériences sur des amphibiensANCHOR. Ces travaux démontraient sans l'ombre d'un doute que les influx nerveux affectaient le cœur par une transmission chimique.

Les expériences de Loewi

Loewi connecta le cœur d'une grenouille, avec les nerfs le stimulant toujours reliés au cœur, à un récipient de verre rempli d'une solution de Ringer, solution qui remplissait les chambres cardiaques à mesure qu'il battait. En stimulant électriquement les fibres nerveuses, il observa que la fréquence et la puissance des battements cardiaques dépendaient de la stimulation des fibres nerveuses individuelles sympathiques et parasympathiques.

Il transféra ensuite le fluide ayant été pompé hors du cœur dans un autre cœur, préparé de la même façon. Le fluide lui-même était en mesure de modifier l'activité du cœur, comme si ce fluide avait récupéré les propriétés de stimulation des fibres nerveuses. Cette expérience simple démontrera que les fibres nerveuses avaient libéré des substances dans le fluide, substances qui avaient un effet sur l'organe.

Les neurotransmetteurs chimiques

Loewi avait démontré que la neurotransmission avait lieu dans le système nerveux autonome, mais le neurotransmetteur demeurait inconnu. À la lecture des travaux de Loewi, Dale espéra que le neurotransmetteur était l'acétylcholine. Mais, la quantité de transmetteur libéré était si faible qu'il était extrêmement difficile à détecter et à analyser.

Les nerfs sympathiques et parasympathiques semblaient libérer de substances différentes. Grâce à une analyse sur un modèle, Loewi constata que la substance du système sympathique possédait des propriétés chimiques identiques à celles de l'adrénaline. La substance du système parasympathique se dégradait facilement dans le sang et fut difficile à caractériser. Il découvrit que cette dégradation pouvait être empêchée par l'ajout, dans le sang, de physostigmine, un extrait de fève de Calabar. On sait désormais que cette substance est un inhibiteur de la cholinestérase (une molécule qui empêche une enzyme de dégrader l'acétylcholine). En 1929, Dale parvint à extraire l'acétylcholine de tissus de mammifèresANCHOR et, après plusieurs années de recherche, Loewi conclut que la substance du système parasympathique était l'acétylcholine.

Tout au long des années 1930, Dale et ses collègues démontrèrent que la neurotransmission s'effectuait dans l'ensemble du système nerveux. Bons nombres de ces études ont été réalisées sur des chats. Il développa une nouvelle classification des fibres nerveuses et redéfinit la compréhension de l'impact des nerfs sur l'organisme. Dale et Loewi reçurent le prix Nobel en 1936.


Références

  1. Elliott, T.R. (1904) J Physiol. 31:20
  2. Dale, H.H. (1914) J. Pharmacol., 6 147
  3. Dale, H.H. (1914) J. Pharmacol., 6 147
  4. Loewi, O (1921) Pflügers Arch. Ges. Physiol., 189 239
  5. Dale H.H. and Dudley, H.W. (1929) J. Physiol., 68 97

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