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

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Par Joel Filipe via Unsplash

Introduction : Dans la dernière partie de cette trilogie, la sérotonine sera abordée en fonction de son interaction avec plusieurs types de comportements chez l’homme, la truite, le cochon et le rat. On y parlera, entre autres, de de spiritualité, d’agressivité, de comportements prosociaux, de fatigue et de douleur.

Récepteur sérotoninergique 5-HT1A  et la spiritualité : Transcendance, vient du latin transcendens qui veut dire franchir, surpasser. Le désir de transcendance qui se manifeste, entre autres, par l’acceptation d’expériences spirituelles (versus le rationalisme matériel dans la sous-échelle du test) corrèle avec une faible densité des récepteurs sérotoninergiques 5-HT1A. Les auteurs de l’étude spéculent que la variabilité chez les gens dans le zèle spirituel s’expliquerait en partie par une différence de densité des autorécepteurs 5-HT1A là où une faible densité dans les noyaux du raphé dorsaux, l’hippocampe et le néocortex (couche externe des hémisphères) corrèle avec un grand zèle spirituel (Borg, Andree, Soderstrom & Farde, 2003). Une faible densité de récepteurs ne signifie pas automatiquement qu’il y a une faible activité corticale sérotoninergique, en fait la question est toujours ouverte à savoir si la faible densité des récepteurs sérotoninergiques résulte en une plus grande ou plus faible activation de la sérotonine.

Tryptophane et agressivité chez la truite, le chien et le cochon : L’élément limitant dans la synthèse de la sérotonine est le tryptophane hydroxylase. Chez la truite arc-en-ciel, l’ajout à l’alimentation de suppléments de tryptophane durant sept jours diminue la fréquence et l’intensité au point de supprimer les comportements agressifs chez ces poissons. L’effet observé serait médié par une augmentation de l’activité cérébrale sérotoninergique (Winberg, Øverli & Lepage, 2001). Le chien et le cochon ont en commun le fait que le tryptophane diminue la fréquence et l’intensité de leurs comportements agressifs. La baisse de l’agressivité est liée à l’augmentation de la production de sérotonine (DeNapoli, Dodman, Shuster, Rand & Gross, 2000; Poletto, Meisel, Richert, Cheng & Marchant-Forde, 2010).

Agressivité chez le singe vervet : Chez le singe vervet le tryptophane réduit la fréquence et l’intensité des comportements agressifs en général. Cependant, si le vervet est isolé, le tryptophane n’a pas d’effet par rapport aux comportements agressifs. Fait étonnant, la sérotonine augmente les cas d’agressions et la vigilance (Raleigh & McGuire, 1991). Ceci pourrait s’expliquer par le fait que les mâles dominants ont des niveaux plus élevés de sérotonine (Raleigh, McGuire, Brammer, Pollack & Yuwiler, 1991). Et donc, les mâles dont le niveau de sérotonine augmente essaient de monter dans la hiérarchie en adoptant un comportement agressif. De plus, l’activation du mécanisme sérotoninergique est une étape critique pour atteindre un haut statut de dominant. Les changements comportementaux sont similaires, que le processus soit naturel ou induit expérimentalement. Par ailleurs, lorsqu’on augmente la sérotonine chez un vervet soumis, il pourra acquérir un rang social plus élevé, mais il ne pourra pas devenir dominant si l’organisation sociale comprend déjà un mâle alpha, sauf exception, dans le cas d’une organisation sociale instable (Raleigh et al., 1991).

Agressivité chez les humains : Chez les adolescents délinquants âgés de 14 à 17 ans ayant des troubles de comportements, on retrouve trois fois plus de sérotonine dans les plaquettes pauvres du plasma sanguin comparativement à des sujets contrôles. De plus, il existe une corrélation significative entre le niveau de sérotonine dans les plaquettes pauvres du plasma sanguin et la sévérité des agressions envers autrui, de r=0,59 (p=0,016) (Golubchik, Mozes, Vered & Weizman, 2009). Cela indique que la sérotonine joue un rôle d’importance dans la gestion de l’agressivité.

Une méta-analyse de l’université McGill a étudié le rôle de la sérotonine, dans le cas d’une déplétion provoquée expérimentalement de tryptophane, dans l’humeur et les interactions sociales. La déplétion de tryptophane entraîne en une humeur plus faible, une augmentation de l’irritabilité et une augmentation de la fréquence des réponses agressives. Le tryptophane augmente la fréquence des comportements dominants (comme le contact visuel) durant les interactions sociales. Les chercheurs concluent que des niveaux plus élevés de sérotonine peuvent aider à promouvoir des interactions sociales plus constructives en diminuant les agressions et en augmentant la dominance (Young & Leyton, 2002). La distinction entre dominance et agression ajoute un niveau de complexité à l’étude de la sérotonine.

Comportements prosociaux : Des sujets à qui on a donné un inhibiteur de la recapture de la sérotonine, le citalopram, ont démontré un contact visuel soutenu lorsqu’ils parlaient (synonyme de domination). Les participants ont envoyé plus de messages coopérants durant une interaction dyadique. Cela signifie que les inhibiteurs de la recapture de la sérotonine augmentent la fréquence des comportements d’affiliation et peuvent modifier le statut social (Wai & Bond, 2002).

Cannabis chez le rat : Le tétrahydrocannabinol (THC) est un des ingrédients actifs principaux du cannabis. L’administration de marijuana à des rats augmente significativement de 66% la sérotonine dans leur cerveau après 30 minutes. Le processus ne passe pas par l’inhibition de la dégradation par la monoamine oxydase. Aussi, la synthèse de sérotonine est réduite de 50% par le THC (Sofia, Dixit, Dixit & Barry, 1971).

Mémoire et apprentissage : Une méta-analyse arrive à la conclusion que l’administration de récepteurs sérotoninergiques agonistes 5-HT2A/2C ou 5-HT4 ou de récepteurs antagonistes 5-HT3 ou 5-HT1B préviendrait les problèmes de mémoire et faciliterait l’apprentissage dans des situations demandant un haut niveau cognitif chez les souris (Buhot, Martin & Segu, 2000).

Activités physiques et fatigue : Certains moyens naturels, tels que le sport, existent pour faire varier les taux de sérotonine. Des souris qui ont suivi un entraînement de natation pendant 45 jours ont vu leur niveau de sérotonine augmenter significativement dans leur cerveau (p=0,02) (Yunkun, 1999). Des rats ont vu leur concentration en sérotonine augmenter dans leur cerveau, après une heure d’entraînement à 60-65% de leur VO2 maximal, et ce niveau était encore plus haut après trois heures d’entraînement. Donc, le taux de sérotonine est plus élevé lors de la fatigue musculaire (Bailey, Davis & Ahlborn, 1993; Davis, Alderson & Welsh, 2000). Chez l’homme, le vélo diminue les concentrations de sérotonine dans le sang comparativement au groupe contrôle qui fait des étirements. Ainsi, une légère baisse de dépression chez ceux qui faisaient de la bicyclette a été observée (Wipfli, Landers, Nagoshi & Ringenbach, 2011). Par ailleurs, chez les personnes atteintes de fatigue chronique, la densité des récepteurs sérotoninergiques est significativement réduite dans la partie rostrale du cortex cingulaire, en comparaison à des sujets contrôles (Yamamoto, et al., 2004).

Douleur chez l’humain : On conduit des expériences avec des animaux, car on les prend comme modèle dans la recherche douloureuse. La sérotonine est impliquée dans la perception de la douleur. Elle est présente dans les neurones sérotoninergiques du système nerveux central et périphérique. La sérotonine est libérée des plaquettes sanguines et des mastocytes, des cellules qui font partie des globules blancs produits par la moelle osseuse, après des dommages aux tissus. Cela exerce un effet douloureux ou analgésique, dépendamment du site d’action et du type de récepteur (Sommer, 2004; Marks, Shah, Patkar, Masand, Park & Pae, 2009).

Par Élodie Lavoie

 

Références

Bailey, S. P., Davis, J. M., & Ahlborn, E. N. (1993). Neuroendocrine and substrate responses to altered brain 5-HT activity during prolonged exercise to fatigue. Journal of Applied Physiology, 74(6), 3006-3012.

Borg, J., Andree, B., Soderstrom, H., & Farde, L. (2003). The serotonin system and spiritual experiences. American Journal of Psychiatry, 160(11), 1965-1969.

Buhot, M. C., Martin, S., & Segu, L. (2000). Role of serotonin in memory impairment. Annals of Medicine, 32(3), 210-221.

Davis, J. M., Alderson, N. L., & Welsh, R. S. (2000). Serotonin and central nervous system fatigue: Nutritional considerations. The American Journal of Clinical Nutrition, 72(2), 573s-578s.

DeNapoli, J. S., Dodman, N. H., Shuster, L., Rand, W. M., & Gross, K. L. (2000). Effect of dietary protein content and tryptophan supplementation on dominance aggression, territorial aggression, and hyperactivity in dogs. Journal of the American Veterinary Medical Association, 217(4), 504-508.

Golubchik, P., Mozes, T., Vered, Y., & Weizman, A. (2009). Platelet poor plasma serotonin level in delinquent adolescents diagnosed with conduct disorder. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry, 33(7), 1223-1225.

Lemonde, S., Turecki, G., Bakish, D., Du, L., Hrdina, P. D., Bown, C. D., … & Ou, X. M. (2003). Impaired repression at a 5-hydroxytryptamine 1A receptor gene polymorphism associated with major depression and suicide. The Journal of Neuroscience, 23(25), 8788-8799.

Marks, D. M., Shah, M. J., Patkar, A. A., Masand, P. S., Park, G. Y., & Pae, C. U. (2009). Serotonin-norepinephrine reuptake inhibitors for pain control: premise and promise. Current neuropharmacology, 7(4), 331-336.

Poletto, R., Meisel, R. L., Richert, B. T., Cheng, H. W., & Marchant-Forde, J. N. (2010). Aggression in replacement grower and finisher gilts fed a short-term high-tryptophan diet and the effect of long-term human–animal interaction. Applied Animal Behaviour Science, 122(2), 98-110.

Raleigh, M. J., & McGuire, M. T. (1991). Bidirectional relationships between tryptophan and social behavior in vervet monkeys. Kynurenine and Serotonin Pathways, 289-298. Springer New York.

Raleigh, M. J., McGuire, M. T., Brammer, G. L., Pollack, D. B., & Yuwiler, A. (1991). Serotonergic mechanisms promote dominance acquisition in adult male vervet monkeys. Brain Research, 559(2), 181-190.

Sofia, R. D., Dixit, B. N., Dixit, N., & Barry, H. (1971). The effect of Δ 1-tetrahydrocannabinol on serotonin metabolism in the rat brain. Life Sciences, 10(8), 425-436.

Sommer, C. (2004). Serotonin in pain and analgesia. Molecular Neurobiology, 30(2), 117-125.

Wai, S. T., & Bond, A. J. (2002). Serotonergic intervention affects both social dominance and affiliative behaviour. Psychopharmacology, 161(3), 324-330.

Winberg, S., Øverli, Ø., & Lepage, O. (2001). Suppression of aggression in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) by dietary L-tryptophan. Journal of Experimental Biology, 204(22), 3867-3876.

Wipfli, B., Landers, D., Nagoshi, C., & Ringenbach, S. (2011). An examination of serotonin and psychological variables in the relationship between exercise and mental health. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 21(3), 474-481.

Yamamoto, S., Ouchi, Y., Onoe, H., Yoshikawa, E., Tsukada, H., Takahashi, H., … & Watanabe, Y. (2004). Reduction of serotonin transporters of patients with chronic fatigue syndrome. Neuroreport, 15(17), 2571-2574.

Young, S. N. (2007). How to increase serotonin in the human brain without drugs. Journal of Psychiatry & Neuroscience, 32(6), 394.

Young, S. N., & Leyton, M. (2002). The role of serotonin in human mood and social interaction: Insight from altered tryptophan levels. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 71(4), 857-865.

Yunkun, Z. (1999). Effect of swimming training on neurotransmitter amino acids and serotonin in the mice brain. Chinese Journal of Sports Medicine, 4, 012.

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