La dopamine: fonctions et mécanisme d'action
La dopamine est un neurotransmetteur produit par une grande variété d'animaux, y compris des êtres vertébrés et des invertébrés. C'est le neurotransmetteur le plus important du système nerveux central des mammifères et participe à la régulation de diverses fonctions telles que le comportement moteur, l'humeur ou l'affectivité.
Il est généré dans le système nerveux central, c'est-à-dire dans le cerveau des animaux, et fait partie des substances appelées catécholamines. Les catécholamines sont un groupe de neurotransmetteurs qui sont libérés dans le sang et comprennent trois substances principales: l'adrénaline, la noradrénaline et la dopamine.
Ces trois substances sont synthétisées à partir de l'acide aminé tyrosine et peuvent être produites dans les glandes surrénales (structures des reins) ou dans les terminaisons nerveuses des neurones.
La dopamine est générée dans plusieurs parties du cerveau, en particulier dans la substantia nigra, et joue le rôle de neurotransmission dans le système nerveux central en activant les cinq types de récepteurs dopaminergiques: D1, D2, D3, D4 et D5.
Dans chaque région cérébrale, la dopamine est chargée d’exercer différentes fonctions.
Les plus importants sont: les mouvements moteurs, la régulation de la sécrétion de prolactine, l'activation du système de plaisir, la participation à la régulation du sommeil et de l'humeur et l'activation des processus cognitifs.
Le système dopaminergique
Des milliers de neurones dopaminergiques sont présents dans le cerveau, c'est-à-dire des produits chimiques dopaminergiques.
Le fait que ce neurotransmetteur soit si abondant et distribué dans plusieurs régions neuronales a donné lieu à l’apparition de systèmes dopaminergiques.
Ces systèmes donnent des noms aux différentes connexions de la dopamine dans différentes zones du cerveau, ainsi qu’aux activités et fonctions exercées par chacune d’elles.
De cette manière, la dopamine et ses projections peuvent être regroupées en 3 systèmes principaux.
1- Systèmes ultra-courts
Il forme deux groupes de neurones dopaminergiques majeurs: ceux du bulbe olfactif et ceux des couches plexiformes de la rétine.
Les fonctions de ces deux premiers groupes dopaminergiques sont principalement responsables des fonctions perceptuelles, visuelles et olfactives.
2- Système de longueur intermédiaire
Ils comprennent les cellules dopaminergiques qui commencent dans l'hypothalamus (une région interne du cerveau) et se terminent dans le noyau intermédiaire de la glande pituitaire (une glande endocrine qui sécrète des hormones responsables de la régulation de l'homéostasie).
Ce deuxième groupe de dopamine est principalement caractérisé par la régulation des mécanismes moteurs et des processus internes du corps tels que la température, le sommeil et l'équilibre.
3- systèmes longs
Ce dernier groupe comprend les neurones de la zone de l'étiquette ventrale (une région du cerveau située dans le mésencéphale), qui envoient des projections dans trois régions neuronales principales: le néostriat (les noyaux caudé et putamen), le cortex limbique et d'autres structures limbiques.
Ces cellules dopaminergiques sont responsables de processus mentaux supérieurs tels que la cognition, la mémoire, la récompense ou l'humeur.
Comme nous le voyons, la dopamine est une substance que l’on trouve dans pratiquement toutes les régions du cerveau et qui exerce une infinité d’activités et de fonctions mentales.
Pour cette raison, le bon fonctionnement de la dopamine est d’une importance vitale pour le bien-être des personnes et de nombreuses altérations ont été associées à cette substance.
Cependant, avant d’examiner en détail les actions et les implications de cette substance, nous en apprendrons un peu plus sur son fonctionnement et sur ses propres caractéristiques.
Synthèse de la dopamine
La dopamine est une substance endogène du cerveau et, en tant que telle, est produite naturellement par le corps.
La synthèse de ce neurotransmetteur a lieu dans les terminaisons nerveuses dopaminergiques où ils se trouvent en concentration élevée d’enzymes responsables.
Ces enzymes qui favorisent la production de sérotonine sont la tyrosine hydroxylase (TH) et la décarboxylase d’acides aminés aromatiques (L-DOPA).
De cette manière, le fonctionnement de ces deux enzymes du cerveau constitue le principal facteur prédictif de la production de dopamine.
L'enzyme L-DOPA nécessite la présence de l'enzyme TH pour se développer et être ajoutée à cette dernière pour produire de la dopamine.
De plus, la présence de fer est également requise pour le bon développement du neurotransmetteur.
Ainsi, pour que la dopamine soit générée et distribuée normalement dans différentes régions du cerveau, la participation de différentes substances, enzymes et peptides de l'organisme est nécessaire.
Comment fonctionne la dopamine?
La génération de dopamine que nous avons expliquée ci-dessus n'explique pas le fonctionnement de cette substance, mais simplement son apparence.
De cette manière, après la génération de dopamine, des neurones dopaminergiques commencent à apparaître dans le cerveau, mais ceux-ci doivent commencer à fonctionner pour mener à bien leurs activités.
Comme toutes les substances chimiques, pour fonctionner, la dopamine doit communiquer les unes avec les autres, c’est-à-dire qu’elle doit être transportée d’un neurone à un autre.
Autrement, la substance resterait toujours silencieuse et ne réaliserait aucune activité cérébrale ni la stimulation neuronale nécessaire.
Pour que la dopamine soit transportée d'un neurone à un autre, la présence de récepteurs spécifiques, les récepteurs dopaminergiques, est nécessaire.
Les récepteurs sont définis comme des molécules ou des réseaux de molécules capables de reconnaître sélectivement un ligand et d'être activés par le ligat lui-même.
De cette façon, les récepteurs dopaminergiques sont capables de distinguer la dopamine des autres types de neurotransmetteurs et d'y répondre uniquement.
Lorsque la dopamine est libérée par un neurone, elle reste dans l’espace intersynaptique (espace entre les neurones) jusqu’à ce qu’un récepteur dopaminergique la détecte et l’introduise dans un autre neurone.
Types de récepteurs de la dopamine
Il existe différents types de récepteurs dopaminergiques, chacun d’entre eux présentant certaines caractéristiques et fonctionnant.
Plus précisément, on distingue 5 types principaux: les récepteurs D1, les récepteurs D5, les récepteurs D2, les récepteurs D3 et les récepteurs D4.
Les récepteurs D1 sont les plus abondants dans le système nerveux central et se trouvent principalement dans le tubercule olfactif, dans le néostriat, dans le noyau accumbens, dans l'amygdale, dans le noyau sous-thalamique et dans la substantia nigra.
Ils présentent une affinité relativement faible pour la dopamine et l’activation de ces récepteurs entraîne l’activation de protéines et la stimulation de diverses enzymes.
Les récepteurs D5 sont beaucoup plus rares que les récepteurs D1 et ont des performances très similaires.
Les récepteurs D2 sont présents principalement dans l'hippocampe, dans le noyau accumbens et dans le néostriat, et sont couplés aux protéines G.
Enfin, les récepteurs D3 et D4 se trouvent principalement dans le cortex cérébral et seraient impliqués dans des processus cognitifs tels que la mémoire ou l'attention.
Fonctions de la dopamine
Comme nous l’avons remarqué, la dopamine est l’un des produits chimiques les plus importants du cerveau et remplit par conséquent de multiples fonctions.
Le fait qu'il soit largement distribué dans les régions du cerveau signifie que ce neurotransmetteur ne se limite pas à une seule activité ou à des fonctions présentant des caractéristiques similaires.
En effet, la dopamine participe à de multiples processus cérébraux et permet la réalisation d'activités très diverses et très différentes.
Les fonctions principales remplies par la dopamine sont:
Le mouvement du moteur
Les neurones dopaminergiques situés dans les régions les plus profondes du cerveau, c'est-à-dire dans les noyaux gris centraux, permettent la production des mouvements moteurs des personnes.
Dans cette activité, les récepteurs D5 semblent être particulièrement impliqués et la dopamine est un élément clé pour obtenir des performances motrices optimales.
Le fait que cette fonction de la dopamine soit plus évidente est la maladie de Parkinson, une pathologie dans laquelle l'absence de dopamine dans les ganglions de la base nuit à l'abondance de la capacité de mouvement de l'individu.
Mémoire, attention et apprentissage
La dopamine est également distribuée dans les régions neuronales qui permettent l’apprentissage et la mémoire, telles que l’hippocampe et le cortex cérébral.
Lorsqu'une quantité suffisante de dopamine n'est pas sécrétée dans ces zones, des problèmes de mémoire, une incapacité à maintenir l'attention et des difficultés d'apprentissage peuvent survenir.
Les sentiments de récompense
C'est probablement la fonction principale de cette substance puisque la dopamine sécrétée dans le système limbique permet de ressentir des sensations de plaisir et de récompense.
Ainsi, lorsque nous réalisons une activité qui nous plaît, notre cerveau libère automatiquement de la dopamine, ce qui permet d'expérimenter la sensation de plaisir.
L'inhibition de la production de prolactine
La dopamine est responsable de l'inhibition de la sécrétion de prolactine, une hormone peptidique qui stimule la production de lait dans les glandes mammaires et la synthèse de progestérone dans le corps jaune.
Cette fonction est principalement réalisée dans le noyau arqué de l'hypothalamus et dans l'hypophyse antérieure.
La régulation du sommeil
Le fonctionnement de la dopamine dans la glande pinéale permet de dicter le rythme circadien chez l'homme puisqu'il permet de libérer de la mélatonine et de produire la sensation de sommeil lorsqu'il faut du temps sans sommeil.
En outre, la dopamine joue un rôle important dans le traitement de la douleur (de faibles niveaux de dopamine sont associés à des symptômes douloureux) et est impliquée dans des actes de nausée auto-réflexifs.
La modulation de l'humour
Enfin, la dopamine joue un rôle important dans la régulation de l'humeur, de sorte que de faibles niveaux de cette substance sont associés à des sautes d'humeur et à la dépression.
Pathologies liées à la dopamine
La dopamine est une substance qui exerce de multiples activités cérébrales. Son dysfonctionnement peut donc entraîner de nombreuses maladies. Les plus importants sont.
Maladie de Parkinson
C'est la pathologie qui a une relation plus directe avec le fonctionnement de la dopamine dans les régions du cerveau.
En fait, cette maladie est principalement due à une perte dégénérative de neurotransmetteurs dopaminergiques dans les noyaux gris centraux.
La diminution de la dopamine entraîne les symptômes moteurs typiques de la maladie, mais elle peut également provoquer d'autres manifestations liées au fonctionnement du neurotransmetteur, telles que des problèmes de mémoire, d'attention ou de dépression.
Le traitement pharmacologique principal de la maladie de Parkinson repose sur l'utilisation d'un précurseur de la dopamine (L-DOPA), qui permet d'augmenter légèrement les quantités de dopamine dans le cerveau et d'atténuer les symptômes.
La schizophrénie
L'hypothèse principale de l'étiologie de la schizophrénie est basée sur la théorie dopaminergique, selon laquelle cette maladie est due à une suractivité du neurotransmetteur de la dopamine.
Cette hypothèse est étayée par l'efficacité des antipsychotiques pour cette maladie (qui inhibe les récepteurs D2) et par la capacité des médicaments qui augmentent l'activité dopaminergique, tels que la cocaïne ou les amphétamines, à générer une psychose.
L'épilepsie
Sur la base de diverses observations cliniques, il a été postulé que l'épilepsie pourrait être un syndrome d'hypoactivité dopaminergique, de sorte qu'un déficit de production de dopamine dans les zones mésolimbiques pourrait conduire à cette maladie.
Ces données n’ont pas été totalement neutralisées, mais sont confortées par l’efficacité de médicaments efficaces dans le traitement de l’épilepsie (anticonvulsivants), qui augmentent l’activité des récepteurs D2.
La dépendance
Dans le même mécanisme de la dopamine qui permet l'expérimentation du plaisir, de la gratification et de la motivation, les bases de la dépendance sont également maintenues.
Les drogues qui libèrent plus de dopamine, comme le tabac, la cocaïne, les amphétamines et la morphine, sont celles qui ont un plus grand pouvoir de dépendance en raison de l'augmentation dopaminergique qu'elles produisent dans les régions cérébrales de plaisir et de récompense.
