Neurotransmetteurs et substances psychoactives 5 : Dopamine
La dopamine [1] est un neurotransmetteur [2] présent dans le cerveau et dans le système nerveux du tube digestif. Elle est synthétisée à partir d’un acide aminé, la tyrosine. Un acide aminé est une molécule entrant dans la composition des protéines. La tyrosine est majoritairement produite dans le tube digestif mais on la trouve aussi dans les aliments, notamment dans certains fruits (banane, abricot…), légumes (poivron, poireaux, épinard..) et légumineuses (lentille, haricot sec, fève…).
Après synthèse, la dopamine [1] est stockée dans des vésicules pré-synaptiques.
Une fois libérée, elle se fixe sur les récepteurs post-synaptiques.
La majorité de cette dopamine [1] est ensuite capturée par un transporteur situé dans la membrane pré-synaptique et qui la réintègre dans les vésicules.
Dans le cerveau, la dopamine [1] emprunte plusieurs voies dont 3 sont particulièrement importantes :
- La voie méso-limbique qui part de l’aire tegmentale ventrale et innerve plusieurs structures du système de récompense dont le noyau accumbens.
- La voie méso-corticale qui part également de l’aire tegmentale ventrale mais aboutit au cortex préfrontal.
- La troisième est la voie nigro-striée qui va de la substance noire au striatum.
Les neurones à dopamine [1] jouent un rôle majeur dans les processus de motivation, de mémorisation et de récompense mais aussi dans le contrôle moteur.
Les pathologies en rapport avec des troubles de fonctionnement des voies dopaminergiques sont nombreuses. La plus connue est la maladie de Parkinson, caractérisée par des difficultés de mouvements, une rigidité musculaire et des tremblements de repos, conséquence d’une dégénérescence des neurones de la voie nigro-striée. Les principales autres maladies psychiatriques et neurologiques faisant intervenir des perturbations des voies dopaminergiques sont la schizophrénie, le déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité et le syndrome de Gilles de la Tourette, caractérisé par des tics involontaires.
Il existe 5 types de récepteurs à la dopamine [1] regroupés en deux classes différentes, les D1 et les D2. Néanmoins, tous partagent la même structure : une longue chaîne d’acides aminés traversant 7 fois la membrane du neurone [3].
Les récepteurs D1 sont localisés exclusivement en post-synaptique alors que les D2 peuvent être localisés en post-synaptique et en pré-synaptique.
Dans ce dernier cas, ils ont un rôle de régulation en diminuant la libération de dopamine [1] lorsque sa concentration dans la fente synaptique est trop élevée.
Les récepteurs de la dopamine [1] sont couplés à une protéine, dite protéine G.
La stimulation des récepteurs D1 par la dopamine [1] entraîne, via la protéine G, la formation d’un second messager. Celui-ci active une enzyme qui modifie les propriétés de plusieurs protéines du neurone [3]. Ainsi la dopamine [1] exerce de multiples effets sur les neurones cibles comme la facilitation de fonctions synaptiques ou l’expression de certains gènes.
A l’inverse, un des effets des récepteurs D2 est de diminuer la production du second messager.
Globalement, la stimulation des récepteurs D1 exerce un effet facilitateur de l’activité des neurones cibles, alors que la stimulation des récepteurs D2 a un effet inhibiteur. Comme les récepteurs D1 et D2 sont le plus souvent situés sur des neurones différents, la dopamine [1] exerce une activité modulatrice très fine en ajustant l’équilibre de l’activité de ces différentes populations de neurones du striatum.
Alcool
L’alcool et les autres drogues comme le cannabis, la nicotine et l’héroïne entraînent la libération de dopamine [1] en agissant indirectement sur les neurones à dopamine [1]. Ces drogues qui ont des mécanismes d’action différents, augmentent l’activité des neurones dopaminergiques, notamment pour certaines d’entre elles en diminuant le frein inhibiteur (lié aux neurones gabaergiques) qui s’exercent normalement sur eux.
Cocaïne
Seules la cocaïne et l’amphétamine ont un effet direct sur le système de libération de la dopamine [1] dans la fente synaptique. Toutes deux agissent sur le transporteur chargé de capturer la dopamine [1] pour la réintroduire à l’intérieur du neurone [3] pré-synaptique. La cocaïne le bloque, ce qui entraîne une augmentation massive de la dopamine [1] dans la fente synaptique puisque ce transporteur recycle environ 80% de la dopamine [1] libérée.
Amphétamine
L’amphétamine, elle, inverse le fonctionnement du transporteur qui permet la capture de la dopamine [1]. La dopamine [1] du neurone [3] pré-synaptique est alors massivement libérée dans la fente synaptique.
Les conséquences de la cocaïne et de l’amphétamine sont les mêmes : elles amplifient la stimulation des récepteurs post-synaptiques par la dopamine [1].
La connaissance de la régulation de l’activité des neurones dopaminergiques a fait de grands progrès. Notamment leur activité augmente lors d’une récompense non prévue (par exemple un aliment sucré, ou chez l’humain un gain monétaire inattendu…). On peut dire qu’ils sont activés par les « bonnes surprises ». Plus techniquement on dit qu’ils codent les erreurs de prédiction de récompense. Ainsi la dopamine [1], qui a notamment des effets sur certains mécanismes d’apprentissage, favorise la répétition des conduites qui amènent à sa libération. Les drogues addictives partagent toutes la propriété d’augmenter chimiquement la concentration de dopamine [1]. On pense que cela joue un rôle essentiel au début de l’addiction. En quelque sorte le cerveau interprète ce signal comme une « bonne surprise » et tend à répéter la conduite qui l’a entraînée, donc la prise de drogue. Dans le cas des récompenses naturelles, lorsqu'on mange par exemple, il existe des mécanismes de régulation qui font que les apprentissages qui en découlent restent bien contrôlés. Entre autres, leurs effets sur l’activation des neurones dopaminergiques s’estompent avec la répétition.
Dans le cas des drogues en revanche, aucun mécanisme de contrôle ne vient atténuer leurs effets chimiques sur la dopamine [1]. Les « apprentissages » qui en découlent deviennent excessifs et contribuent à l’évolution vers l’addiction ou la dépendance.
Un dossier pour comprendre la transmission des informations dans le cerveau et l'impact des drogues sur ce mécanisme. Dans ce 5e chapitre, nous nous intéressons aux récepteurs de la dopamine [1] !
