Dopamine

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Dopamine
Dopamine
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Molécule de dopamine
Général
Nom IUPAC 4-(2-aminoéthyl)benzène-1,2-diol
Synonymes oxytyramine
hydroxytyramine
intopine
3,4-dihydroxyphényléthylamine
No CAS 51-61-6
No EINECS 200-110-0
Code ATC C01CA04
DrugBank DB00988
PubChem 681
ChEBI 18243
SMILES
InChI
Apparence poudre blanche à odeur distinctive
Propriétés chimiques
Formule brute C8H11NO2  [Isom√®res]
Masse molaire[1] 153,1784 ¬Ī 0,008 g¬∑mol-1
C 62,73 %, H 7,24 %, N 9,14 %, O 20,89 %,
Précautions
Directive 67/548/EEC
Irritant
Xi
Phrases R : 36/37/38,
Phrases S : 26, 36/37,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La dopamine est un neurotransmetteur appartenant aux cat√©cholamines et donc issue de l'acide amin√© tyrosine. Dans le syst√®me nerveux central, elle agit comme neurotransmetteur en activant les r√©cepteurs dopaminergiques postsynaptiques. La dopamine est principalement produite dans la substance noire et dans l'aire tegmentale ventrale[2], situ√©es dans le m√©senc√©phale (partie sup√©rieure du tronc c√©r√©bral). Bien que la dopamine, avec la noradr√©naline et la s√©rotonine, soient tr√®s minoritaires dans le cerveau, puisqu'ensemble, elles concernent moins de 1 % des neurones[3], elles jouent un r√īle modulateur final des sorties motrices et psychiques essentiel.

La dopamine est également une neurohormone produite par l'hypothalamus. Sa principale fonction en tant qu'hormone est d'inhiber la libération de prolactine par le lobe antérieur de l'hypophyse.

La dopamine est le précurseur de l'adrénaline et de la noradrénaline.

Sommaire

Historique

Sa fonction de neurotransmetteur a été découverte en 1958 par Arvid Carlsson et Nils-Åke Hillarp au Laboratoire de pharmacologie du Conseil national cardiologique de Suède. Elle a été nommée dopamine car il s'agit d'une monoamine dont le précurseur direct est le 3,4-dihydroxyphénylalanine (L-DOPA). Arvid Carlsson a reçu en 2000 le prix Nobel de physiologie ou médecine pour avoir démontré que la dopamine n'est pas seulement un précurseur de la norépinéphrine (noradrénaline) et de l'épinéphrine (adrénaline), mais également un neurotransmetteur.

La dopamine avait été synthétisée pour la première fois en 1910 par George Barger et James Ewens au Wellcome Laboratories à Londres, en Angleterre.

Métabolisme de la dopamine

Métabolisme de la dopamine
Synapse dopaminergique (d'après Landry[4])

La dopamine est synth√©tis√©e dans les neurones √† partir de la tyrosine d'origine circulante. La r√©action est assur√©e par deux enzymes : la tyrosine hydroxylase (TH), une enzyme limitante contr√īlant la production de L-DOPA, puis par la DOPA-d√©carboxylase (DDC)[4] assurant la d√©carboxylation de cette derni√®re pour donner la dopamine.

Après avoir été produite dans le cytoplasme des terminaisons présynaptiques, la dopamine est chargée dans des vésicules synaptiques par un transporteur VMAT-2. À l'arrivée d'un potentiel d'action, les vésicules libèrent leur contenu dans la fente synaptique par exocytose.

La dopamine lib√©r√©e dans la fente est en partie capt√©e par des r√©cepteurs se trouvant sur la cellule postsynaptique et transmet ainsi le signal neuronal par transduction. Environ 80 % de la dopamine lib√©r√©e est recapt√©e par les neurones dopaminergiques pr√©synaptiques par des transporteurs s√©lectifs DAT (dopamine active transporter). Sauf au niveau du cortex pr√©frontal, o√Ļ l'expression des DAT est tr√®s faible et o√Ļ la dopamine est recapt√©e par les neurones noradr√©nergiques via le transporteur NET[5].

La dégradation de la dopamine s'opère soit dans la fente synaptique par une ectoenzyme, la catécholamine-O-méthyltransférase (COMT) soit à l'intérieur du neurone par des enzymes mitochondriales, les monoamine-oxydases A et B (MAO). La première voie produit de l'acide homovanillique (HVA) et la seconde, de l'acide dihydroxyphénylacétique (DOPAC). La mesure du taux de ces deux métabolites dans le liquide céphalorachidien sert à indiquer l'activité des neurones dopaminergiques centraux.

Les récepteurs dopaminergiques

On connait actuellement 5 types de r√©cepteurs de la dopamine, cod√©s par 5 g√®nes diff√©rents. Ce sont tous des r√©cepteurs coupl√©s aux prot√©ines G (RCPG), form√©s par des prot√©ines comportant 7 h√©lices transmembranaires. Ils sont class√©s en deux familles suivant la nature de la prot√©ine G √† la quelle ils sont coupl√©s :

  • la famille des r√©cepteurs de type D1, comprenant les sous-types D1 et D5, coupl√©s √† la prot√©ine Gs qui augmente l'ad√©nylate cyclase
  • la famille des r√©cepteurs de type D2, comprenant les sous-types D2, D3, D4, coupl√©s √† la prot√©ine Gi qui diminue l'ad√©nylate cyclase

Contrairement aux récepteurs ionotropes, qui sont rapides, les récepteurs couplés aux protéines G réagissent lentement et le plus souvent ne produisent pas de courant postsynaptiques mesurables (du moins in vitro). Ils sont là pour moduler l'activité des neurones postsynaptiques et modifiant leur mode de traitement de l'information[6].


Localisation des récepteurs dopaminergiques (d'après Landry et Gies[4] 2009)
Famille de type D1 Famille de type D2
D1 D5 D2 D3 D4
Protéine G Gs Gs Gi Gi Gi
Localisation centrale striatum, noyau accumbens, tubercules olfactifs, cortex hippocampe, hypothalamus striatum, substance noire, noyau accumbens, tubercules olfactifs, cortex tubercules olfactifs, noyau accumbens amygdale, cortex, hippocampe
Localisation périphérique artères, rein, tractus digestif artères, rein, tractus digestif terminaisons synaptiques, système nerveux entérique, area postrema, hypophyse rein, area postrema rein, coeur


Lorsque les récepteurs de sous-types D1 et D5 de la première famille sont activés par la liaison d'un agoniste, ils induisent la formation d'AMP cyclique par activation de l'adénylate cyclase par l'intermédiaire de la protéine Gs. La cascade de réactions qui s'en suit aboutit à une dépolarisation et donc à une augmentation de la fréquence d'émission des potentiels d'action.

Ces récepteurs ont une localisation somato-dendritique dans le système nerveux central. Ils sont fortement exprimés par le striatum, le noyau accumbens, les tubercules olfactifs, le cortex cérébral, l'hypothalamus, le thalamus, et la pars reticulata de la substance noire. Le récepteur D5 dont l'affinité pour la dopamine est 10 fois supérieure à celle du récepteur D1 se trouve essentiellement dans l'hippocampe et l'hypothalamus.

Au niveau p√©riph√©rique, l'activation des r√©cepteurs de la famille D1, pr√©sents dans les cellules musculaires lisses vasculaires, entra√ģnent une vasodilatation.

Les récepteurs dopaminergiques de type D2 comportent les sous-types D2, D3, D4 et leurs isoformes. Ils réagissent différemment à la liaison de la dopamine, puisque la protéine Gi à laquelle ils sont couplés induit une diminution du taux d'AMP cyclique et donc de l'activité PKA. Cette voie de signalisation aboutit à une hyperpolarisation au niveau postsynaptique et à une diminution de la libération de neuromédiateur (par inhibition de l'exocytose) au niveau présynaptique.

Au niveau central, ces récepteurs sont principalement localisés dans le striatum, la pars compacta de la substance noire, le noyau accumbens, les tubercules olfactifs et le cortex cérébral.

Les voies de projections dopaminergiques

Dans le syst√®me nerveux central, la dopamine joue un r√īle complexe et intervient dans diverses fonctions importantes, telles que le comportement, la cognition, les fonctions motrices, la motivation, les r√©compenses, le sommeil ou la m√©morisation. La dopamine est principalement synth√©tis√©e et lib√©r√©e par des populations de neurones tr√®s restreintes situ√©es dans la substance noire (SN) et dans l‚Äôaire tegmentale ventrale (VTA) qui ont pour cible majeure diverses structures c√©r√©brales appartenant au syst√®me des noyaux de la base. Les noyaux de la base sont des structures sous-corticales comprenant diff√©rents noyaux (striatum, globus pallidus, noyau sous-thalamique). Le striatum qui repr√©sente le premier relais du syst√®me et la cible principale des projections dopaminergiques se divise en deux composantes: ventrale et dorsale.

De nombreuses études[7]ont mis en évidence trois grandes voies de projection ascendantes du mésencéphale.

Voie nigrostriée dopaminergique, à la différence de la connexion cortico striée glutamatergique excitatrice (d'après Purves et al Neurosciences)

1. La voie nigro-striatale ou nigrostriée

SN pars compacta ‚Üí Striatum dorsal (N.C., putamen)

Les neurones dopaminergiques de la pars compacta de la substance noire projettent majoritairement dans la partie sup√©rieure du striatum, constitu√©e du noyau caud√© et du putamen. La voie nigrostri√©e repr√©sente 80 % des neurones dopaminergiques centraux[4]. Ce r√©seau constitue un syst√®me modulateur des aires corticales motrices et intervient dans le ph√©nom√®ne de contr√īle des fonctions motrices[8]. La maladie de Parkinson est une maladie dont la cause est la d√©g√©n√©rescence du groupe de neurones produisant la dopamine dans la substance noire. L'administration du pr√©curseur L-DOPA, qui contrairement √† la dopamine peut traverser la barri√®re h√©mato-enc√©phalique, ralentit la progression de la maladie, car le cerveau transforme cette substance en dopamine.

2. La voie méso-limbique (mésencéphale → système limbique)

ATV ‚Üí striatum ventral (N. Accumbens), septum, amygdale, hippocampe
Voie mésolimbique (en rouge) et voie mésocorticale (en mauve), sur une coupe sagittale médiane du cerveau humain

Les projections dopaminergiques qui trouvent leur origine dans l'aire tegmentale ventrale (ATV) du m√©senc√©phale ont pour cible la r√©gion ventrale du striatum, appel√©e √©galement noyau accumbens ou nucleus accumbens, la stria terminalis, les tubercules olfactifs, le septum, l'amygdale, l'hippocampe. Ce r√©seau neuronal, qui repr√©sente le syst√®me de r√©compense / renforcement participe au contr√īle des processus motivationnels et de r√©compense et est impliqu√© dans les ph√©nom√®nes de d√©pendances et d'addiction[9]. Par exemple, la coca√Įne provoque une augmentation de dopamine dans les fentes synaptiques au niveau du noyau accumbens en inversant le fonctionnement du syst√®me de recapture de la dopamine[10]. La nicotine provoque aussi une augmentation de la transmission dopaminergique. Toutes les substances psychoactives (coca√Įne, amph√©tamine, alcool, opiac√©s) provoquent une augmentation des taux extracellulaires de dopamine dans le noyau accumbens (Di Chiara et al[11] 1988). D'une mani√®re g√©n√©rale, son dysfonctionnement est li√© aux comportement d'addiction. La dopamine est aussi impliqu√©e dans la zone c√©r√©brale non incluse dans la barri√®re h√©matoenc√©phalique responsable du r√©flexe de vomissement, ce qui explique l'effet anti-√©m√©tique des neuroleptiques (antagonistes dopaminergiques).

3. La voie mésocorticale

ATV ‚Üí cortex frontal (gyrus cingulaire), temporal (gyrus entorhinal)

Cette voie est form√©e de neurones dopaminergiques de l'aire tegmentale ventrale (ATV) dont les axones projettent sur le cortex frontal et ventral, en particulier sur le gyrus cingulaire ant√©rieur, l'aire entorhinale et le cortex pr√©frontal. Elle joue un r√īle dans la concentration et des fonctions ex√©cutives comme la m√©moire de travail[12].

Dans le syst√®me nerveux p√©riph√©rique, elle joue le r√īle d'analeptique circulatoire (stimulant des fonctions assurant la circulation sanguine).

La dopamine joue aussi un r√īle de neuro-hormone au niveau de l'axe hypothalamo-hypophysaire.
La voie tub√©ro-infundibulaire a son origine dans l'hypothalamus et projette sur l'√©minence m√©diane o√Ļ la dopamine est rel√Ęch√©e dans la veine porte ant√©hypophysaire. Elle inhibe la lib√©ration de prolactine par l'hypophyse ant√©rieure.

La pratique régulière d'un sport permet d'augmenter la sécrétion naturelle de dopamine[13].

Le ph√©nom√®ne de frisson ressenti lors de l'√©coute de musique est √©galement d√Ľ √† la s√©cr√©tion de dopamine[14].

Elle est aussi impliqu√©e dans le trouble de d√©ficit de l'attention/hyperactivit√© (TDAH), dont la cause est un probl√®me de recapture de la dopamine par les synapses.[r√©f. n√©cessaire]

Agonistes et antagonistes

La dopamine ne passant pas la barrière hémato-encéphalique, n'exerce que des effets périphériques lorsqu'elle est administrée par voie générale.

L'apomorphine, un d√©riv√© alcalo√Įdique de la morphine, sans action narcotique, est un puissant agoniste (activateur) des r√©cepteurs dopaminergiques de type D1 et D2, qui a l'avantage de passer la barri√®re h√©mato-enc√©phalique. Elle est indiqu√©e :
- dans le traitement de la maladie de Parkinson, par voie sous-cutan√©e. Aponikon¬ģ par perfusion sous-cutan√©e continue exerce une action antiparkinsonnienne en activant les r√©cepteurs de type D2 striataux
- dans le traitement des dysfonctions érectiles, par voie sublinguale
- dans le traitement de certaines intoxications, comme √©m√©tique, par voie sous-cutan√©e (Aponikon¬ģ).


Agonistes et antagonistes des récepteurs dopaminergiques (d'après Dunlop et al[5])
Famille de type D1 Famille de type D2
D1 D5 D2 D3 D4
Agoniste apomorphine, SKF38893,fénoldopan apomorphine, chloro-PB apomorphine, bromocriptine, pergolide, ropinirole, rotigotine apomorphine, cabergoline, pergolide, pramipexole apomorphine, PD 168077, quinpirole
Antagoniste SCH 23390 SCH 23390 chlorpromazine, sulpiride chlorpromazine clozapine


L'antagoniste SCH 23390 a permis de distinguer expérimentalement l'activation des récepteurs de type D1 de ceux de type D2. Le chlorpromazine à l'inverse, est plus affine pour les récepteurs de type D2.

La chlorpromazine (Largactil¬ģ) fut le premier m√©dicament anti-psychotique, √©tudi√© et utilis√© avec succ√®s en 1951 par Henri Laborit.

Utilisation médicale

En perfusion continue, c'est un tonique qui accélère le rythme cardiaque. Elle permet de maintenir la pression artérielle et le débit cardiaque chez les patients dans certains cas états de choc.

√Ä dose mod√©r√©e, elle entra√ģne une vasoconstriction veineuse aidant au maintien de la pression art√©rielle. Elle entra√ģne √©galement une vasodilatation des art√®res r√©nales permettant de conserver une diur√®se.

À plus forte dose, les effets sur la contraction cardiaque sont contrebalancés par la survenue d'une tachycardie, voire de troubles du rythme cardiaque. Un dérivé, la dobutamine, présentant de manière atténuée ces effets secondaires, est alors préférentiellement utilisé.

√Ä dose contr√īl√©e, l'apport d'un agoniste de la dopamine am√©liore plusieurs maladies dont la maladie de Parkinson et le syndrome des jambes sans repos.

Traitements

Pour traiter des maladies à déficit dopaminergique, on a recours à plusieurs types de traitements.

Les molécules agissant sur le phénomène de recapture de la dopamine

On classe dans ce groupe les tricycliques, qui inhibent les transporteurs d'amines de la membrane pré-synaptique. Les tricycliques ne sont pas spécifiques du transporteur de dopamine (DAT), ils inhibent aussi les transporteurs de la sérotonine, la noradrénaline, etc...

Les molécules agissant sur le phénomène de dégradation synaptique de la dopamine

On classe dans ce groupe les IMAO, inhibiteurs de la monoamine oxydase (MAO).

Notes et références

  1. ‚ÜĎ Masse molaire calcul√©e d‚Äôapr√®s Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. ‚ÜĎ Fallon J.H. and Moore R.Y. (1978), Catecholamine innervation of the basal forebrain. IV. Topography of the dopamine projection to the basal forebrain and neostriatum, J. Comp. Neurol., Volume 180, Issue 3, p. 545-80
  3. ‚ÜĎ Abrous, Nora et als, ¬ę Tabac : comprendre la d√©pendance pour agir
    chapr 5 : Effets de la nicotine sur la neurotransmission c√©r√©brale
     ¬Ľ, dans INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE, janv 2004 [texte int√©gral]
     
  4. ‚ÜĎ a, b, c et d Yves Landry, Jean-Pierre Gies, Pharmacologie Des cibles vers l'indication th√©rapeutique, Dunod, 2009 (2e √©dition) 
  5. ‚ÜĎ a et b Dunlop BW, Nemeroff CB., ¬ę The role of dopamine in the pathophysiology of depression. ¬Ľ, dans Arch Gen Psychiatry., vol. 64, no 3, 2007, p. 327-37 [texte int√©gral] 
  6. ‚ÜĎ Missale C, Nash SR, Robinson SW, Jaber M, Caron MG., ¬ę Dopamine receptors: from structure to function. ¬Ľ, dans Physiol Rev., vol. 78, no 1, 1998, p. 189-225 
  7. ‚ÜĎ Bertha Madras, C. Colvis, J.D. Pollock, JL Rutter, D. Shurtleff, M. von Zastrow, The cell biology of addiction, John Inglis, 2006 
  8. ‚ÜĎ Houk J.C. and Wise S.P. (1995), Distributed modular architectures linking basal ganglia, cerebellum, and cerebral cortex: their role in planning and controlling action, Cereb. Cortex. 5, 95-110.
  9. ‚ÜĎ Nestler E.J. (2001), Molecular basis of long-term plasticity underlying addiction, Nat. Rev. Neurosci. 2, 119-128.
  10. ‚ÜĎ http://www.lanutrition.fr/A-quoi-sert-la-dopamine-a-2003-152.html La Nutrition.fr : A quoi sert la dopamine ?
  11. ‚ÜĎ DICHIARA G, IMPERATO A., ¬ę Drugs abused by humans preferentially increase synaptic dopamine concentrations in the mesolimbic system of freely moving rats ¬Ľ, dans Proc Natl Acad Sci USA, vol. 85, 1988 
  12. ‚ÜĎ Charles B. Nemeroff, ¬ę The role of dopamine in pathophysiology of depression ¬Ľ, dans Arch Gen Psychiatry, vol. 64, 2007 
  13. ‚ÜĎ Sant√© Magazine : Vous √™tes fatigu√© ? Bougez !
  14. ‚ÜĎ Pourquoi frissonne-t-on parfois en √©coutant de la musique ? sur maxisciences.com. Consult√© le 11 janvier 2011
  15. ‚ÜĎ Drd4 gene polymorphisms are associated with personality variation in a passerine bird (Proc Biol Sci. 2007 July 22; 274(1619): 1685‚Äď1691)

Voir aussi



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  • Dopamine ‚ÄĒ ¬†¬†¬†Dopamine is a neurotransmitter belonging chemically to the class of catecholamines. ¬†¬†¬†The efficacy of many antipsychotic drugs is thought to reside in their success in blocking the receptors for dopamine in the brain, especially the D2… ‚Ķ   Historical dictionary of Psychiatry

  • dopamine ‚ÄĒ [ d…Ēpamin ] n. f. ‚ÄĘ 1949; de dopa et amine ‚ô¶ Physiol. Amine pr√©curseur de la noradr√©naline, indispensable √† l activit√© normale du cerveau. ‚óŹ dopamine nom f√©minin Neurotransmetteur du groupe des cat√©cholamines, pr√©curseur de la noradr√©naline,… ‚Ķ   Encyclop√©die Universelle

  • dopamine ‚ÄĒ dopamine. –°–ľ. –ī–ĺ—Ą–į–ľ–ł–Ĺ. (–ė—Ā—ā–ĺ—á–Ĺ–ł–ļ: ¬ę–ź–Ĺ–≥–Ľ–ĺ —Ä—É—Ā—Ā–ļ–ł–Ļ —ā–ĺ–Ľ–ļ–ĺ–≤—č–Ļ —Ā–Ľ–ĺ–≤–į—Ä—Ć –≥–Ķ–Ĺ–Ķ—ā–ł—á–Ķ—Ā–ļ–ł—Ö —ā–Ķ—Ä–ľ–ł–Ĺ–ĺ–≤¬Ľ. –ź—Ä–Ķ—Ą—Ć–Ķ–≤ –í.–ź., –õ–ł—Ā–ĺ–≤–Ķ–Ĺ–ļ–ĺ –õ.–ź., –ú–ĺ—Ā–ļ–≤–į: –ė–∑–ī –≤–ĺ –í–Ě–ė–†–ě, 1995 –≥.) ‚Ķ   –ú–ĺ–Ľ–Ķ–ļ—É–Ľ—Ź—Ä–Ĺ–į—Ź –Ī–ł–ĺ–Ľ–ĺ–≥–ł—Ź –ł –≥–Ķ–Ĺ–Ķ—ā–ł–ļ–į. –Ę–ĺ–Ľ–ļ–ĺ–≤—č–Ļ —Ā–Ľ–ĺ–≤–į—Ä—Ć.

  • dopamine ‚ÄĒ 1959, from DOPA, the amino acid (from first letter of elements of dioxyphenylalanine), + AMINE (Cf. amine) ‚Ķ   Etymology dictionary

  • dopamine ‚ÄĒ ‚ėÜ dopamine [dŇć‚Ä≤p…ô mńďnőĄ, dŇć‚Ä≤…ômin ] n. [d(ihydr)o(xy)p(henyl) + AMINE] an amine, C8H11NO2, that is an intermediate biochemical product in the synthesis of norepinephrine, epinephrine, and melanin, and is a neurotransmitter ‚Ķ   English World dictionary

  • Dopamine ‚ÄĒ For other uses, see Dopamine (disambiguation). Dopamine ‚Ķ   Wikipedia

  • Dopamine ‚ÄĒ An important neurotransmitter (messenger) in the brain. Dopamine is classified as a catecholamine (a class of molecules that serve as neurotransmitters and hormones). It is a monoamine (a compound containing nitrogen formed from ammonia by… ‚Ķ   Medical dictionary

  • dopamine ‚ÄĒ n. a catecholamine derived from dopa that functions as a neurotransmitter, acting on specific dopamine receptors and also on adrenoceptors throughout the body, especially in the limbic system and extrapyramidal system of the brain as well as the… ‚Ķ   The new mediacal dictionary

  • dopamine ‚ÄĒ /doh peuh meen /, n. 1. Biochem. a catecholamine neurotransmitter in the central nervous system, retina, and sympathetic ganglia, acting within the brain to help regulate movement and emotion: its depletion may cause Parkinson s disease. Cf. dopa ‚Ķ   Universalium

  • dopamine ‚ÄĒ (n.f.) Substance de l organisme qui agit sur celui ci comme un v√©ritable booster, lui fournissant adr√©naline et nonadr√©naline en quantit√© suffisante pour maintenir un √©tat euphorique chez l individu. La dopamine est en g√©n√©ral s√©cr√©t√©e… ‚Ķ   Dictionnaire de Sexologie


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