Contrôle de la libération et de l'élimination de la dopamine par la recapture et les autorécepteurs : études par électrochimie in vivo dans le striatum

Control of release and elimination of dopamine by reuptake and autoreceptors : in vivo electrochemical studies in the striatum

• Auteur / Autrice : Marianne Benoit-Marand
• Direction : François Gonon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et médicales. Neurosciences et pharmacologie
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Bordeaux 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrochimie

Corps strié

Récepteurs présynaptiques

Récepteurs dopaminergiques

Sécrétion -- Régulation

Dopamine

Résumé

Nous avons étudié deux mécanismes contrôlant la dopamine extracellulaire : l'autorégulation et la recapture par son transporteur (DAT). L'efflux de dopamine évoqué par des stimulations électriques a été enregistré dans le striatum et le noyau accumbens par ampérométrie continue chez la souris anesthésiée. Nous avons montré in vivo que le DAT est le seul mécanisme d'élimination de la dopamine, et qu'il permet la reconstitution du stock de dopamine libérable. Les neurones dopaminergiques présentent une activité tonique à 4 Hz, et une activité phasique en bouffées à 15 Hz. Chez l'animal normal, seules les bouffées entraînent une accumulation de la dopamine extracellulaire. Chez les souris sans DAT, la dopamine s'accumule aussi lors de l'activité tonique. L'expression différentielle des activités tonique et phasique, en termes de dopamine extracellulaire, dépend donc du DAT. Nous avons montré que la recapture limite la distance de diffusion de la dopamine à 7(micron)m. La dopamine extracellulaire agit sur des autorécepteurs D2 présynaptiques qui inhibent sa propre libération. Nous avons précisé le décours temporel de cette inhibition (maximum à 0,2 s et durée de 0,6 s) et nous avons montré que l'activation des autorécepteurs nécessite l'accumulation de dopamine extracellulaire. Ces caractéristiques sont typiques des récepteurs couplés aux protéines G. L'autoinhibition limite le taux de dopamine extracellulaire durant une bouffée et la quantité de dopamine libérée par un potentiel d'action suivant une bouffée. Toutefoi_s, par rapport à la recapture, l'autorégulation ne joue qu'un rôle secondaire de régulateur fin. L'autorégulation est diminuée en absence du DAT, et non l'inverse. De plus, des altérations postsynaptiques de la transmission dopaminergique n'induisent pas d'adaptation présynaptique. Il semble donc que seule une atteinte directe de la recapture altère de façon majeure l'expression de la transmission dopaminergique en termes de dopamine extracellulaire.

We have studied two presynaptic mechanisms controlling extracellular dopamine : autoregulation and reuptake. The dopamine overflow evoked by electrical stimulation was recorded in the striatum and nucleus accumbens of anesthetized mice by amperometry. We confirmed in vivo that reuptake is the only mechanism for dopamine elimination and we showed the major role played by reuptake to replenish the releasable dopaminergic pool. Dopaminergic neurons exhibit a tonic discharge activity at 4 Hz and a phasic activity in bursts at 15 Hz. In normal animals, extracellular dopamine accumulates only during bursts. In mice lacking the transporter, dopamine also accumulates during tonic activity. This observation points out that reuptake plays a major role in the differential expression of tonic and phasic activities. From the measured values of dopamine half-life, we estimated that the diffusion distance of dopamine is limited to 7(micron)m by reuptake. The extracellular dopamine inhibits its own release by stimulating presynaptic D2 autoreceptors. We have described the time course of this autoinhibition (maximal effect 0. 2s and duration 0. 6s) and we have shown that the activation of presynaptic D2 autoreceptors requires accumulation of extracellular dopamine. These characteristics are typical of G-protein-coupled receptors. Autoregulation prevents excessive dopamine release during a burst and limits the amount of dopamine released by an action potential occurring after a burst. However, as compared to reuptake, autoregulation plays a minor role as a subtle regulator. The genetic deletion of the transporter induces a decrease of autoreceptor function, whereas the genetic deletion of autoreceptors has no effect on reuptake. Postsynaptic alterations of dopaminergic transmission are unable to induce presynaptic adaptations. Therefore, it appears that only a direct impairment of reuptake strongly alters the expression of dopaminergic transmission in terms of extracellular dopamine.