Cholinergique

Cholinergique Définition

Cholinergique est un terme utilisé pour désigner la molécule acétylcholine. Il est généralement employé pour définir les neurones, les récepteurs ou les synapses qui utilisent l’acétylcholine. Par exemple, un neurone cholinergique est un neurone qui libère de l’acétylcholine, et un récepteur cholinergique est un récepteur auquel se lie l’acétylcholine. L’acétylcholine est une molécule de signalisation du système nerveux qui est utilisée par les cellules nerveuses pour transférer des informations. Elle est largement présente dans le système nerveux périphérique, qui est impliqué dans la contraction des muscles squelettiques et lisses et dans la dilatation des vaisseaux sanguins, entre autres fonctions. L’acétylcholine joue un rôle majeur au niveau de la jonction neuromusculaire, c’est-à-dire à la jonction entre les cellules nerveuses et les muscles. En outre, l’acétylcholine est également présente dans le système nerveux central, où elle joue un rôle dans les processus cognitifs tels que la mémoire, l’apprentissage et l’éveil.

Sans surprise, son rôle dans de nombreux processus des systèmes nerveux périphérique et central a fait du système cholinergique une cible dans le traitement des multiples. À leur tour, plusieurs médicaments cholinergiques ont été développés à des fins cliniques ainsi qu’à des fins cosmétiques. Par exemple, certains médicaments cholinergiques sont utilisés pour traiter les spasmes musculaires graves, d’autres pour ralentir la progression de la maladie d’Alzheimer et d’autres encore pour réduire les rides. Cependant, en plus des effets thérapeutiques et cosmétiques, les médicaments cholinergiques peuvent également induire une série d’effets secondaires, notamment la paralysie du système nerveux autonome.

Fonction de l’acétylcholine

L’acétylcholine est présente dans le système nerveux périphérique et dans le système nerveux central. Dans le système nerveux périphérique, l’acétylcholine est largement impliquée dans le mouvement musculaire et dans d’autres fonctions telles que la dilatation des vaisseaux sanguins. Dans le système nerveux central, elle est impliquée dans les fonctions cognitives.

L’acétylcholine agit en se liant aux récepteurs cholinergiques, dont les deux principaux types sont muscariniques et nicotiniques. Les récepteurs muscariniques de l’acétylcholine (mAChR) sont des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) qui modulent l’activité de la cellule en activant des mécanismes cellulaires impliquant des seconds messagers. Il existe cinq types identifiés, appelés M1 à M5. Les récepteurs muscariniques M1, M3 et M5 sont généralement excitateurs et sont de type Gq ; ils exercent donc leur fonction en activant la phospholipase C (PLC), qui à son tour active la cascade de transduction du signal IP3, permettant au calcium des réserves intracellulaires d’être libéré dans le cytosol. Les récepteurs M2 et M4 sont généralement inhibiteurs et sont de type Gi ou Go, c’est-à-dire qu’ils agissent en réduisant l’AMP cyclique (cAMP) dans la cellule. Les récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine (nAChR), l’autre type principal, sont des canaux ioniques à ligand qui, lorsqu’ils sont activés par l’acétylcholine, permettent directement aux ions d’entrer (par exemple le sodium) ou de sortir de la cellule (par exemple le potassium).

L’acétylcholine dans le système nerveux périphérique

L’acétylcholine est un acteur majeur de la jonction neuromusculaire. La jonction neuromusculaire est le site où une cellule nerveuse (un neurone) et un muscle squelettique (le type de muscle qui est volontairement contracté) sont connectés. Pour qu’un muscle se contracte, le cerveau envoie des signaux électrochimiques d’un neurone à l’autre, jusqu’à ce qu’un potentiel d’action (signal électrique) soit généré au niveau du motoneurone, qui est le neurone en contact avec la fibre musculaire. À la jonction neuromusculaire, le motoneurone libère de l’acétylcholine dans la fente synaptique, qui se lie ensuite aux récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine présents sur la cellule de la fibre musculaire. Les récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine permettent au sodium de pénétrer dans la cellule musculaire, après quoi une série de signaux intracellulaires conduisent à la contraction du muscle. Les anomalies de la transmission cholinergique périphérique ont été liées à des troubles moteurs tels que la myasthénie, un trouble caractérisé par la fatigue et la faiblesse musculaire.

L’acétylcholine est également un neurotransmetteur largement utilisé dans le système nerveux autonome – une partie du système nerveux périphérique impliquée dans le contrôle des fonctions corporelles inconscientes et involontaires. Plus précisément, l’acétylcholine est libérée par des neurones du système nerveux central qui se projettent vers les neurones du système nerveux autonome, ces derniers détectant l’acétylcholine par l’intermédiaire des récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine. Ces neurones se projettent à leur tour vers des parties du corps qui n’appartiennent pas au système nerveux, comme le tractus gastro-intestinal. Dans certains cas, l’acétylcholine est également libérée à cette jonction entre le système nerveux périphérique et d’autres parties du corps.

L’acétylcholine dans le système nerveux central

Dans le système nerveux central, l’activité cholinergique est liée à l’éveil, la conscience, l’apprentissage, la mémoire, l’attention et la récompense, entre autres. Il n’est pas surprenant qu’une transmission cholinergique anormale ait été associée à la maladie d’Alzheimer, une affection neurodégénérative caractérisée par des pertes de mémoire.

Médicaments cholinergiques

L’implication de l’acétylcholine dans les maladies du système nerveux a naturellement fait du système cholinergique une cible à des fins thérapeutiques. Des médicaments qui activent (agonistes) ou inactivent (antagonistes) les récepteurs de l’acétylcholine, ainsi que des médicaments qui modulent l’activité cholinergique en facilitant ou en empêchant la production, la libération ou la dégradation de l’acétylcholine, ont été développés dans le but de traiter plusieurs affections neuropsychiatriques.

Agonistes

L’acétylcholine a une vie très courte : elle ne tient pas longtemps dans le sang car elle est dégradée très rapidement. Par conséquent, l’acétylcholine elle-même n’est pas utilisée comme médicament, mais on emploie plutôt des composés similaires qui activent les récepteurs de l’acétylcholine. Ces composés similaires qui se lient aux récepteurs de l’acétylcholine et les activent sont connus sous le nom d’agonistes de l’acétylcholine.

Un exemple d’agoniste est la pilocarpine, qui active les récepteurs muscariniques et est généralement appliquée dans la pupille de l’œil pour traiter une maladie neurodégénérative qui provoque la cécité appelée glaucome. Un autre exemple d’agoniste est la nicotine, présente dans le tabac.

Antagonistes

De nombreux médicaments cholinergiques sont des antagonistes des récepteurs de l’acétylcholine, qui bloquent les récepteurs de l’acétylcholine. Certains antagonistes sont l’atropine, la scopolamine, l’hexaméthonium et le triméthaphane. L’atropine et la scopolamine inactivent les récepteurs muscariniques et sont utilisées pour supprimer les sécrétions corporelles (par exemple, les larmes ou le mucus) et pour détendre les muscles lisses (par exemple, les muscles du tractus gastro-intestinal) pendant l’anesthésie, et pour traiter le mal des transports. L’hexaméthonium et le triméthaphane bloquent les récepteurs nicotiniques et sont utilisés pour réduire l’hypertension artérielle. D’autres agents qui bloquent les récepteurs nicotiniques sont utilisés en raison de leurs effets au niveau de la jonction neuromusculaire ; ces agents empêchent les muscles squelettiques de se contracter et sont souvent employés pendant la chirurgie pour empêcher les patients de faire des mouvements involontaires.

Autres médicaments

En plus des agonistes et des antagonistes cholinergiques, d’autres médicaments peuvent moduler l’activité de l’acétylcholine en augmentant ou en diminuant sa production, sa libération ou sa dégradation. Par exemple, l’inactivation de l’acétylcholine transférase, une enzyme qui dégrade l’acétylcholine, est employée pour augmenter les niveaux d’acétylcholine et traiter la myasthénie grave, une maladie neuromusculaire. Des médicaments similaires, comme la néostigmine et la pyridostigmine, ne traversent pas la barrière hémato-encéphalique et sont par conséquent employés pour exercer leur effet au niveau de la jonction neuromusculaire et contracter les muscles squelettiques.

Néanmoins, les anticholinergiques – des médicaments qui réduisent ou bloquent les effets de l’acétylcholine – sont plus largement utilisés pour traiter de nombreuses affections. Parmi celles-ci, citons les mouvements involontaires, les troubles gastro-intestinaux, l’incontinence et la maladie de Parkinson. Un autre composé qui bloque la libération d’acétylcholine est la toxine botulique – un agent produit par un type de bactérie – qui paralyse le muscle squelettique de sorte que l’organisme n’est plus capable de bouger et qui peut même causer la mort. Appliquée localement, la toxine botulique détend les muscles et est donc utilisée pour traiter les spasmes musculaires graves. Le même composé est utilisé pour réduire les rides en relaxant les muscles et la peau ; on le connaît sous le nom commercial de Botox.

Effets cholinergiques

Les effets de l’activation des récepteurs cholinergiques comprennent la contraction musculaire, la décélération du rythme cardiaque, la constriction de l’iris (myosis) et du cristallin, la sécrétion de mucus et la broncho-constriction. A l’inverse, les effets de l’inactivation des récepteurs cholinergiques comprennent la relaxation musculaire, l’accélération de la fréquence cardiaque, la dilatation de la pupille (mydriase) et l’aplatissement du cristallin (cyclopegia), la sécheresse des voies aériennes supérieures (du système respiratoire), l’inhibition de la production de larmes, la rétention d’urine, la sécheresse de la bouche, le ralentissement de l’activité mucociliaire dans les voies respiratoires, la constipation et la relaxation musculaire (muscles squelettiques et muscles lisses).

Effets secondaires des médicaments cholinergiques

Les médicaments cholinergiques peuvent aider à traiter certains troubles et à améliorer les symptômes, mais ils ont aussi des effets secondaires négatifs. La plupart des médicaments cholinergiques sont des anticholinergiques, c’est-à-dire qu’ils réduisent ou bloquent les effets de l’acétylcholine. Par exemple, les antagonistes de l’acétylcholine que sont l’hexaméthonium et le triméthaphan, utilisés pour traiter l’hypertension artérielle, peuvent provoquer une paralysie du système nerveux autonome, produisant des effets tels qu’une vision trouble et une incapacité à uriner. Les anticholinergiques en général peuvent provoquer une élévation de la température corporelle parce qu’ils réduisent la transpiration ; ils peuvent également provoquer de la somnolence, des hallucinations, de la confusion, une sécheresse de la bouche, de la constipation, des difficultés à uriner et des déficits de mémoire. Chez les personnes âgées, ils peuvent provoquer une confusion, une perte de mémoire et un déclin cognitif. Le mélange d’anticholinergiques avec de l’alcool a des effets secondaires similaires à ceux d’une surdose d’anticholinergiques, à savoir des étourdissements, de la fièvre, de la confusion, une accélération du rythme cardiaque, des difficultés respiratoires, des hallucinations, une perte de conscience et même la mort. La prudence est donc de mise lors de la prise de médicaments cholinergiques.

Quiz

1. Où l’acétylcholine joue-t-elle un rôle majeur ?
A. Au niveau de la jonction neuromusculaire.
B. Au niveau du tractus corticospinal.
C. Dans tout le système nerveux périphérique.
D. Dans tout le système nerveux central.
E. Toutes ces réponses.

2. Quels sont certains effets de l’inactivation des récepteurs cholinergiques ?
A. Décélération de la fréquence cardiaque et relaxation musculaire.
B. Accélération de la fréquence cardiaque et spasmes musculaires.
C. Dilatation des pupilles et spasmes musculaires.
D. Rétention d’urine, sécheresse des voies respiratoires supérieures et relaxation musculaire.

3. Quels sont les troubles traités par les antagonistes de l’acétylcholine ou les médicaments anticholinergiques ?
A. Les troubles gastro-intestinaux, le trouble bipolaire et le mal des transports.
B. Les troubles gastro-intestinaux, la maladie de Parkinson et l’hypertension artérielle.
C. Glaucome, maladie d’Alzheimer, maladie de Parkinson et hypotension artérielle.
D. Glaucome, maladie d’Alzheimer et hypertension artérielle.