Neuropsychologie

La sérotonine et ses effets multiples sur le comportement : Partie II

Ce texte abordera les comportements sui generis (propres à une espèce) de trois types d’organismes tels que le rat, la sauterelle et l’humain…

Période réfractaire après l’éjaculation chez le rat : Le système sérotoninergique central exerce un contrôle qui inhibe normalement certaines parties du comportement reproducteur chez le rat mâle. Une rupture du circuit sérotoninergique dans le cerveau d’un rat le rend précoce et réduit la période réfractaire suivant l’éjaculation (McIntosh & Barfield, 1984).

Résignation acquise chez le rat : Des rats soumis à des électrochocs de façon répétée tendent à développer un sentiment d’impuissance ou de résignation acquise, qui se manifeste par une diminution de la sérotonine dans le cortex frontal (Petty & Sherman, 1983). La résignation acquise est utilisée dans les modèles de dépression chez les rats (Maier, 1984) et s’expliquerait, entre autres, par une baisse de la sérotonine.

La sérotonine en interaction avec l’impulsivité : Le système sérotoninergique a des affinités avec d’autres types de neurotransmetteurs. D’ailleurs, ce système ne fonctionne pas uniformément et chaque récepteur produit des effets différents. Ainsi, plusieurs évidences sont rassemblées pour démontrer que les récepteurs 5-HT2A et 5-HT2C ont des effets opposés sur le comportement. Dans une expérience conduite à Cambridge (Winstanley, Theobald, Dalley, Glennon & Robbins, 2004), les chercheurs ont conclu que le premier récepteur diminue les réponses précipitées alors que le deuxième en augmente l’impulsivité. Ainsi, lorsqu’on injecte dans les ventricules du cerveau des rats une substance faisant diminuer de 90% le niveau de sérotonine, on observe une augmentation du nombre de réponses précipitées ainsi qu’une diminution des omissions et du temps de latence. Une déplétion de sérotonine semble donc augmenter l’impulsivité chez les animaux testés (Winstanley, Theobald, Dalley, Glennon & Robbins, 2004).

Sauterelles solitaires versus grégaires : Dans un autre ordre d’idées, certains moments sont plus optimaux pour que se réalisent des apprentissages spécifiques dans l’existence d’un organisme. Chez la sauterelle du désert ou Schistocerca gregaria, on observe une période critique fascinante qui permet à l’organisme de transformer son anatomie, sa physiologie et son comportement une fois adulte. Il existe ainsi deux types de sauterelles issues du même ADN ! Le facteur commun serait la sérotonine. Regardons de plus près comment cela fonctionne.

La sérotonine permet la formation de deux types de sauterelles: celle de type solitaire et l’autre de type grégaire. La sauterelle de type solitaire évite ses congénères tandis que la sauterelle grégaire se déplace toujours en direction de ceux-ci pour une formation de groupe cohérente. La métamorphose du type solitaire au type grégaire requiert de la sérotonine, et ce neurotransmetteur est suffisant pour amorcer la métamorphose (Anstey, Rogers, Ott, Burrows & Simpson, 2009). Les signaux sociaux créent deux formes différentes de sauterelles. Dans une population de faible densité, le corps de la sauterelle solitaire deviendra plus gros alors que son cerveau rapetissera de 27% comparativement aux sauterelles grégaires. En observant l’anatomie de l’insecte, on remarque que la sauterelle solitaire a de plus gros axones dans les aires primaires visuelles et olfactives et les prolongations de fibres non myélinisées sont elles aussi plus grosses. Cela implique que la sauterelle solitaire traite mieux les signaux sensoriels de basses intensités, facilitant ainsi la détection de prédateurs éloignés. Quant à la sauterelle grégaire, elle a de plus gros centres d’intégration pour les systèmes olfactif, multisensoriel et moteur comparativement aux systèmes primaires sensoriels (Burrows, Rogers & Ott, 2011).

La différence de développement entre les deux types de sauterelles commence dans l’œuf. La mitose dans le cytoplasme de la sauterelle solitaire, toujours à l’intérieur de la coquille, se produit à un taux plus élevé que celle de type grégaire et son rythme circadien est aussi plus actif. Enfin adulte, la sauterelle solitaire aura plutôt dirigé son énergie sur la maintenance de son métabolisme vital alors que la sauterelle grégaire aura dépensé plus d’énergie à intégrer les informations de l’environnement (Chen, et al., 2010). La phase de transition de type solitaire au type grégaire prend trente minutes et nécessite plusieurs contacts sur le derrière des jambes arrière. Cela déclenche une cascade moléculaire de sérotonine en combinaison avec d’autres neurotransmetteurs qui permettent la vie de sauterelles en groupe.

Nicolaas Tinbergen décrit l’éthologie comme étant la science de l’étude de comportements innés dans le milieu naturel des organismes (Tinbergen, 1963). L’exemple de la sauterelle du désert est donc exemple frappant de régulation épigénétique (Ernst et al., 2015).

La sérotonine et les comportements affectifs : L’expérience des émotions teinte nos pensées en produisant des réactions chimiques qui influencent nos affects et notre cognition. Du côté de l’amour, l’idéalisation et l’obsession de l’être aimé dans les débuts d’une relation amoureuse peuvent s’expliquer par un changement dans le système sérotoninergique. Une étude sur les effets de l’amour romantique comparait des sujets qui avaient eu ou non des rapports sexuels avec leur partenaire. La densité des récepteurs sérotoninergiques dans les plaquettes sanguines de ceux n’ayant pas eu de rapport sexuel était plus faible que chez les sujets contrôles. En fait, elle était même plutôt similaire à celle observée chez des personnes atteintes du trouble obsessionnel compulsif (Marazziti, et al., 1999). Cet aspect est à la base de la préoccupation obsessive si caractéristique des premières étapes de l’amour qui, dans certains cas, peut persister toute une vie.

Il semble donc que la sérotonine pourrait être impliquée dans le trouble obsessionnel compulsif (TOC). Le gène du transporteur de sérotonine est appelé HTT et la version 5-HTTLPR de ce gène a trois allèles fonctionnels : long G (LG), long A (LA) et petit (S). Le génotype comportant deux allèles LA exerce un effet modéré sur le risque de développer un TOC (Hu et al., 2006). Ainsi, recevoir un allèle LA de chaque parent augmente la probabilité de développer un trouble obsessionnel compulsif.

Dépression et sérotonine, regard sur le gène 5-HTTLPR : La sérotonine et la dépression semblent aussi être liées. Une augmentation de la sensibilité des récepteurs de sérotonine est corrélée avec une augmentation de l’état dépressif (Peirson & Heuchert, 2000). Une méta-analyse de 54 études (Karg et al., 2011) a porté sur la variante du gène de transport de la sérotonine 5-HTTLPR, le stress et la dépression. Ce gène modère la relation entre le stress et la dépression. L’allèle S du gène 5-HTTLPR est associée avec une augmentation du risque de développer une dépression sous stress.

Une étude avec un échantillon représentatif des États-Unis de 2 574 participants (De Neve, 2011) a regardé le sentiment de bonheur auto rapporté par une mesure de satisfaction de la vie en lien avec le gène 5-HTTLPR. Cependant, cette recherche ne distingue pas les allèles longs LA et LG, elle fait seulement la différence entre les allèles long (LA et LG) et petit (S). Les résultats indiquent que la fréquence des individus qui ont le génotype avec deux allèles S est plus élevée dans la catégorie du plus faible niveau de satisfaction par rapport à la vie. Ceci est consistant avec le fait que les porteurs de l’allèle S du gène 5-HTTLPR ont une plus grande sensibilité au stress, ce qui accroit les chances de dépression (Karg et al., 2011).

 

Références:

Anstey, M. L., Rogers, S. M., Ott, S. R., Burrows, M., & Simpson, S. J. (2009). Serotonin mediates behavioral gregarization underlying swarm formation in desert locusts. Science, 323(5914), 627-630.

Burrows, M., Rogers, S. M., Ott, S. R. (2011). Epigenetic remodeling of brain, body and behaviour during phase change in locusts. Neural Systems & Circuits, 1, 1-9.

Chen, S., Yang, P., Jiang, F., Wei, Y., Ma, Z., & Kang, L. (2010). De novo analysis of transcriptome dynamics in the migratory locust during the development of phase traits. PloS One, 5(12), e15633.

De Neve, J. E. (2011). Functional polymorphism (5-HTTLPR) in the serotonin transporter gene is associated with subjective well-being: Evidence from a US nationally representative sample. Journal of Human Genetics, 56(6), 456-459.

Di Matteo, V., De Blasi, A., Di Giulio, C., & Esposito, E. (2001). Role of 5-HT 2C receptors in the control of central dopamine function. Trends in Pharmacological Sciences, 22(5), 229-232.

Drago, A., De Ronchi, D., & Serretti, A. (2008). 5-HT1A gene variants and psychiatric disorders: A review of current literature and selection of SNPs for future studies. International Journal of Neuropsychopharmacology, 11(5), 701-721.

Ernst, U. R., Van Hiel, M. B., Depuydt, G., Boerjan, B., De Loof, A., & Schoofs, L. (2015). Epigenetics and locust life phase transitions. Journal of Experimental Biology, 218(1), 88-99.

Ferraro, J. S., & Steger, R. W. (1990). Diurnal variations in brain serotonin are driven by the photic cycle and are not circadian in nature. Brain Research, 512(1), 121-124.

Hu, X. Z., Lipsky, R. H., Zhu, G., Akhtar, L. A., Taubman, J., Greenberg, B. D., … & Murphy, D. L. (2006). Serotonin transporter promoter gain-of-function genotypes are linked to obsessive-compulsive disorder. The American Journal of Human Genetics, 78(5), 815-826.

Karg, K., Burmeister, M., Shedden, K., & Sen, S. (2011). The serotonin transporter promoter variant (5-HTTLPR), stress, and depression meta-analysis revisited: Evidence of genetic moderation. Archives of General Psychiatry, 68(5), 444-454.

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Winstanley, C. A., Theobald, D. E., Dalley, J. W., Glennon, J. C., & Robbins, T. W. (2004). 5-HT2A and 5-HT2C receptor antagonists have opposing effects on a measure of impulsivity: Interactions with global 5-HT depletion. Psychopharmacology, 176(3-4), 376-385.

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Par Élodie Lavoie

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