Signalisation noradrénergique et adrénergique

La signalisation noradrénergique et adrénergique constitue les principaux systèmes catécholaminergiques qui interviennent dans la réponse de « combat ou fuite » de l'organisme, l'éveil, l'attention et l'homéostasie cardiovasculaire. La norépinéphrine et l'épinéphrine sont synthétisées à partir de la L-tyrosine via la tyrosine hydroxylase (étape limitante), la dopamine β-hydroxylase (convertissant la dopamine en norépinéphrine) et la phényléthanolamine N-méthyltransférase (produisant l'épinéphrine dans la médullosurrénale) (Nagatsu, 1991 ; Axelrod, 1971). La norépinéphrine agit principalement comme un neurotransmetteur, tandis que l'épinéphrine agit essentiellement comme une hormone circulante (Goldstein, 2010).

Les neurones noradrénergiques centraux prennent leur origine dans le locus coeruleus (LC) et projettent de manière diffuse vers le cortex, l'hippocampe et la moelle épinière, régulant l'éveil, la vigilance et l'attention (Aston-Jones & Cohen, 2005). Le LC présente des modes de décharge tonique (éveil de base) et phasique (stimulus saillant). La signalisation est terminée par la recapture médiée par le NET (transporteur de la norépinéphrine) et par la dégradation enzymatique (Eisenhofer et al., 2004). La norépinéphrine et l'épinéphrine agissent par l'intermédiaire de neuf sous-types de RCPG : α1 (Gαq, vasoconstriction), α2 (Gαi/o, inhibition présynaptique, sédation) et β1-3 (Gαs, stimulation cardiaque, bronchodilatation, lipolyse) (Philipp & Hein, 2004 ; Bylund, 1992). Les autorécepteurs α2 assurent une rétrocontrôle négatif sur la libération de norépinéphrine.

Sur le plan fonctionnel, le système noradrénergique potentialise l'éveil, l'attention et la consolidation de la mémoire via une courbe dose-réponse en U inversé (Arnsten, 2011). En périphérie, il intervient dans la vasoconstriction sympathique, l'augmentation de la fréquence cardiaque et la mobilisation métabolique. Sur le plan pathologique, la dégénérescence du LC contribue au déclin cognitif observé dans les maladies d'Alzheimer et de Parkinson (Weinshenker, 2018). Une dérégulation du tonus noradrénergique est impliquée dans le trouble de stress post-traumatique (hyperéveil), la dépression (tonus réduit) et le trouble déficit de l'attention avec hyperactivité (TDAH), traités par des inhibiteurs du NET comme l'atomoxétine (Bymaster et al., 2002). Les β-bloquants (par exemple, le propranolol) sont utilisés dans le traitement de l'hypertension artérielle et de la migraine ; les antagonistes α1 (par exemple, la prazosine) traitent l'hypertension et l'hypertrophie bénigne de la prostate ; les agonistes α2 (par exemple, la clonidine) sont employés dans l'hypertension et le TDAH (Ram & Kaplan, 2011). En résumé, la signalisation noradrénergique/adrénergique, via ses divers récepteurs α et β, régule l'éveil, l'attention, la fonction autonome et la réponse au stress, avec une pertinence thérapeutique dans les troubles neurodégénératifs, psychiatriques et cardiovasculaires.

Références

Arnsten, A. F. T. (2011). Catecholamine influences on dorsolateral prefrontal cortical networks. Biological Psychiatry, 69(12), e89–e99.

Aston-Jones, G., & Cohen, J. D. (2005). An integrative theory of locus coeruleus-norepinephrine function: Adaptive gain and optimal performance. Annual Review of Neuroscience, 28, 403–450.

Axelrod, J. (1971). Noradrenaline: Fate and control of its biosynthesis. Science, 173(3997), 598–606.

Bylund, D. B. (1992). Subtypes of α1- and α2-adrenergic receptors. FASEB Journal, 6(3), 832–839.

Bymaster, F. P., Katner, J. S., Nelson, D. L., et al. (2002). Atomoxetine increases extracellular levels of norepinephrine and dopamine in prefrontal cortex of rat. Neuropsychopharmacology, 27(5), 699–711.

Eisenhofer, G., Kopin, I. J., & Goldstein, D. S. (2004). Catecholamine metabolism: A contemporary view. Pharmacological Reviews, 56(3), 331–349.

Goldstein, D. S. (2010). Adrenal responses to stress. Cellular and Molecular Neurobiology, 30(8), 1433–1440.

Nagatsu, T. (1991). Genes for human catecholamine-synthesizing enzymes. Neuroscience Research, 12(2), 315–345.

Philipp, M., & Hein, L. (2004). Adrenergic receptor knockout mice: Distinct functions of 9 receptor subtypes. Pharmacology & Therapeutics, 101(1), 65–74.

Ram, C. V. S., & Kaplan, N. M. (2011). Alpha-blockers in the treatment of hypertension. Journal of Clinical Hypertension, 13(7), 517–522.

Weinshenker, D. (2018). Long road to ruin: Noradrenergic dysfunction in neurodegenerative disease. Trends in Neurosciences, 41(4), 211–223.