Neurotoxine

Le poisson-globe est connu pour transporter des quantités létales de tétrodotoxine.

La tétrodotoxine (TTX) est un poison produit par des organismes appartenant à l’ordre des tétraodontiformes, qui comprend le poisson-globe, le poisson lunetier et le poisson porc-épic. Chez le poisson-globe, la TTX se trouve dans le foie, les gonades, les intestins et la peau. Le TTX peut être mortel s’il est consommé et est devenu une forme courante d’empoisonnement dans de nombreux pays. Les symptômes courants de la consommation de TTX comprennent la paresthésie (souvent limitée à la bouche et aux membres), la faiblesse musculaire, les nausées et les vomissements, et se manifestent souvent dans les 30 minutes suivant l’ingestion. Le principal mécanisme par lequel le TTX est toxique est l’inhibition de la fonction des canaux sodiques, ce qui réduit la capacité fonctionnelle de communication des neurones. Cette inhibition affecte en grande partie un sous-ensemble sensible de canaux sodiques connu sous le nom de TTX-sensible (TTX-s), qui se trouve également être largement responsable du courant sodique qui conduit la phase de dépolarisation des potentiels d’action des neurones.

Réponse de signalisation inhibée résultant de l’exposition des neurones à la tétrodotoxine.

La résistance au TTX (TTX-r) est une autre forme de canal sodique qui présente une sensibilité limitée au TTX, et que l’on trouve en grande partie dans les axones de petit diamètre, comme ceux des neurones de la nociception. Lorsqu’une quantité importante de TTX est ingérée, elle se lie aux canaux sodiques des neurones et réduit la perméabilité de leur membrane au sodium. Il en résulte une augmentation du seuil effectif des signaux excitateurs nécessaires pour induire un potentiel d’action dans un neurone postsynaptique. L’effet de cette augmentation du seuil de signalisation est une réduction de l’excitabilité des neurones postsynaptiques et une perte subséquente des fonctions motrices et sensorielles qui peut entraîner une paralysie et la mort. Bien que la ventilation assistée puisse augmenter les chances de survie après une exposition au TTX, il n’existe actuellement aucune antitoxine. L’utilisation de la Néostigmine, un inhibiteur de l’acétylcholinestérase, ou de l’Atropine, un antagoniste de l’acétylcholine muscarinique (qui va inhiber l’activité parasympathique), peut cependant augmenter suffisamment l’activité nerveuse sympathique pour améliorer les chances de survie après une exposition au TTX.

Canal potassiqueEdit

TétraéthylammoniumEdit

Le tétraéthylammonium (TEA) est un composé qui, comme un certain nombre de neurotoxines, a d’abord été identifié par ses effets néfastes sur le système nerveux et a montré sa capacité à inhiber la fonction des nerfs moteurs et donc la contraction de la musculature d’une manière similaire à celle du curare. En outre, l’administration chronique de TEA induit une atrophie musculaire. Il a été déterminé par la suite que la TEA fonctionne in-vivo principalement par sa capacité à inhiber à la fois les canaux potassiques responsables du redresseur retardé observé dans un potentiel d’action et une certaine population de canaux potassiques dépendant du calcium. C’est cette capacité à inhiber le flux de potassium dans les neurones qui a fait de la TEA l’un des outils les plus importants des neurosciences. On a émis l’hypothèse que la capacité de la TEA à inhiber les canaux potassiques provenait de sa structure similaire à celle des ions potassium. Ce qui rend la TEA très utile pour les neuroscientifiques, c’est sa capacité spécifique à éliminer l’activité des canaux potassiques, ce qui permet d’étudier les contributions à la réponse des neurones d’autres canaux ioniques tels que les canaux sodiques dépendant du voltage. En plus de ses nombreuses utilisations dans la recherche en neurosciences, la TEA s’est avérée fonctionner comme un traitement efficace de la maladie de Parkinson grâce à sa capacité à limiter la progression de la maladie.

Canal de chlorureEdit

ChlorotoxineEdit

La chlorotoxine (Cltx) est le composé actif présent dans le venin de scorpion, et est principalement toxique en raison de sa capacité à inhiber la conductance des canaux de chlorure. L’ingestion de volumes létaux de Cltx entraîne une paralysie due à cette perturbation des canaux ioniques. Comme la toxine botulique, il a été démontré que la Cltx possède une valeur thérapeutique significative. Des données ont montré que la Cltx peut inhiber la capacité des gliomes à infiltrer les tissus nerveux sains du cerveau, réduisant ainsi de manière significative les dommages invasifs potentiels causés par les tumeurs.

Canal calciqueEdit

ConotoxineEdit

Les conotoxines représentent une catégorie de poisons produits par l’escargot conique marin, et sont capables d’inhiber l’activité d’un certain nombre de canaux ioniques tels que les canaux calciques, sodiques ou potassiques. Dans de nombreux cas, les toxines libérées par les différents types d’escargots coniques comprennent une gamme de différents types de conotoxines, qui peuvent être spécifiques à différents canaux ioniques, créant ainsi un venin capable d’interrompre largement la fonction nerveuse. L’une des formes uniques de conotoxines, la ω-conotoxine (ω-CgTx), est hautement spécifique des canaux Ca et a montré son utilité pour les isoler d’un système. Comme le flux de calcium est nécessaire à la bonne excitabilité d’une cellule, toute inhibition significative pourrait empêcher une grande partie de la fonctionnalité. De manière significative, ω-CgTx est capable de se lier à long terme et d’inhiber les canaux calciques voltage-dépendants situés dans les membranes des neurones mais pas celles des cellules musculaires.

Libération des vésicules synaptiquesEdit

Toxine botuliqueEdit

Mécanisme de la neurotoxicité de la toxine botulique

La toxine botulique (BTX) est un groupe de neurotoxines constitué de huit composés distincts, appelés BTX-A,B,C,D,E,F,G,H, qui sont produits par la bactérie Clostridium botulinum et entraînent une paralysie musculaire. L’une des caractéristiques uniques du BTX est son utilisation thérapeutique relativement courante dans le traitement de la dystonie et des troubles spastiques, ainsi que dans l’induction de l’atrophie musculaire, bien qu’il s’agisse de la substance la plus toxique connue. Le BTX fonctionne de manière périphérique pour inhiber la libération d’acétylcholine (ACh) à la jonction neuromusculaire par la dégradation des protéines SNARE nécessaires à la fusion vésicule-membrane de l’ACh. La toxine étant très active sur le plan biologique, une dose estimée à 1μg/kg de poids corporel est suffisante pour induire un volume courant insuffisant et la mort par asphyxie qui en résulte. En raison de sa haute toxicité, les antitoxines BTX ont été un domaine de recherche actif. Il a été démontré que la capsaïcine (composé actif responsable de la chaleur dans les piments) peut se lier au récepteur TRPV1 exprimé sur les neurones cholinergiques et inhiber les effets toxiques du BTX.

Toxine tétaniqueModification

La neurotoxine tétanique (TeNT) est un composé qui réduit fonctionnellement les transmissions inhibitrices dans le système nerveux, entraînant une tétanie musculaire. La TeNT est similaire à la BTX, et est en fait très proche de sa structure et de son origine ; toutes deux appartiennent à la même catégorie de neurotoxines clostridiennes. Comme le BTX, le TeNT inhibe la communication inter-neuronale par le biais de la libération de neurotransmetteurs vésiculaires (NT). Une différence notable entre les deux composés est que si le BTX inhibe les contractions musculaires, le TeNT les induit. Bien que les deux toxines inhibent la libération de vésicules aux synapses des neurones, la raison de cette différence est que le BTX fonctionne principalement dans le système nerveux périphérique (SNP) alors que le TeNT est largement actif dans le système nerveux central (SNC). Cela résulte de la migration de la TeNT à travers les neurones moteurs vers les neurones inhibiteurs de la moelle épinière après y être entrée par endocytose. Il en résulte une perte de fonction dans les neurones inhibiteurs du SNC, ce qui entraîne des contractions musculaires systémiques. De manière similaire au pronostic d’une dose létale de BTX, le TeNT entraîne une paralysie et une suffocation ultérieure.

Barrière hémato-encéphaliqueEdit

AluminiumEdit

Le comportement neurotoxique de l’aluminium est connu pour se produire à l’entrée dans le système circulatoire, où il peut migrer vers le cerveau et inhiber certaines des fonctions cruciales de la barrière hémato-encéphalique (BHE). Une perte de fonction de la BHE peut entraîner des dommages importants aux neurones du SNC, car la barrière qui protège le cerveau des autres toxines présentes dans le sang ne sera plus capable d’agir de la sorte. Bien que le métal soit connu pour être neurotoxique, les effets sont généralement limités aux patients incapables d’éliminer les ions en excès dans le sang, comme ceux souffrant d’insuffisance rénale. Les patients souffrant de toxicité à l’aluminium peuvent présenter des symptômes tels que des difficultés d’apprentissage et une coordination motrice réduite. En outre, on sait que les niveaux d’aluminium systémiques augmentent avec l’âge et qu’il existe une corrélation avec la maladie d’Alzheimer, ce qui implique que l’aluminium est un composé neurotoxique responsable de la maladie. Malgré sa toxicité connue, l’aluminium est encore largement utilisé dans l’emballage et la préparation des aliments, alors que d’autres métaux toxiques comme le plomb ont été presque entièrement éliminés de l’utilisation dans ces industries.

MercureEdit

Le mercure est capable d’induire des dommages au SNC en migrant dans le cerveau en traversant la BHE. Le mercure existe sous un certain nombre de composés différents, bien que le méthylmercure (MeHg+), le diméthylmercure et le diéthylmercure soient les seules formes significativement neurotoxiques. Le diéthylmercure et le diméthylmercure sont considérés comme les neurotoxines les plus puissantes jamais découvertes. Le MeHg+ est généralement acquis par la consommation de fruits de mer, car il a tendance à se concentrer dans les organismes situés en haut de la chaîne alimentaire. On sait que l’ion mercurique inhibe le transport des acides aminés (AA) et du glutamate (Glu), ce qui peut entraîner des effets excitotoxiques.

Agonistes et antagonistes des récepteursEdit

Anatoxine-.aEdit

Facteur de mort très rapide
Université de Nottingham

Investigations sur l’anatoxine-a, également connue sous le nom de « facteur de mort très rapide », ont commencé en 1961 à la suite de la mort de vaches ayant bu dans un lac contenant une prolifération d’algues en Saskatchewan, au Canada. C’est une cyanotoxine produite par au moins quatre genres différents de cyanobactéries, et a été signalée en Amérique du Nord, en Europe, en Afrique, en Asie et en Nouvelle-Zélande.

Les effets toxiques de l’anatoxine-a progressent très rapidement car elle agit directement sur les cellules nerveuses (neurones). Les symptômes progressifs de l’exposition à l’anatoxine-a sont une perte de coordination, des secousses musculaires, des convulsions et une mort rapide par paralysie respiratoire. Les tissus nerveux qui communiquent avec les muscles contiennent un récepteur appelé récepteur nicotinique de l’acétylcholine. La stimulation de ces récepteurs provoque une contraction musculaire. La molécule d’anatoxine-a est façonnée de manière à s’adapter à ce récepteur et, de cette façon, elle imite le neurotransmetteur naturel normalement utilisé par le récepteur, l’acétylcholine. Une fois qu’elle a déclenché une contraction, l’anatoxine-a ne permet pas aux neurones de revenir à leur état de repos, car elle n’est pas dégradée par la cholinestérase qui remplit normalement cette fonction. En conséquence, les cellules musculaires se contractent de façon permanente, la communication entre le cerveau et les muscles est perturbée et la respiration s’arrête.

Lors de sa découverte, la toxine était appelée facteur de mort très rapide (VFDF) car lorsqu’elle était injectée dans la cavité corporelle de souris, elle induisait des tremblements, une paralysie et la mort en quelques minutes. En 1977, la structure du VFDF a été déterminée comme étant un alcaloïde aminé secondaire et bicyclique, et il a été rebaptisé anatoxine-a. Structurellement, il est similaire à la cocaïne. L’intérêt pour l’anatoxine-a se poursuit en raison des dangers qu’elle présente pour les eaux de loisirs et les eaux potables, et parce qu’il s’agit d’une molécule particulièrement utile pour étudier les récepteurs de l’acétylcholine dans le système nerveux. La mortalité de la toxine signifie qu’elle a un potentiel militaire élevé en tant qu’arme toxique.

BungarotoxineEdit

La bungarotoxine est un composé ayant une interaction connue avec les récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine (nAChRs), qui constituent une famille de canaux ioniques dont l’activité est déclenchée par la liaison d’un neurotransmetteur. La bungarotoxine est produite sous un certain nombre de formes différentes, bien que l’une des formes couramment utilisées soit la forme alpha à longue chaîne, l’α-bungarotoxine, qui est isolée du serpent krait bandé. Bien qu’extrêmement toxique en cas d’ingestion, l’α-bungarotoxine s’est révélée très utile en neurosciences, car elle est particulièrement apte à isoler les nAChR en raison de sa grande affinité avec les récepteurs. Comme il existe plusieurs formes de bungarotoxine, il existe différentes formes de nAChRs auxquelles elles se lient, et l’α-bungarotoxine est particulièrement spécifique de l’α7-nAChR. Ce α7-nAChR a pour fonction de permettre l’afflux d’ions calcium dans les cellules, et donc, lorsqu’il est bloqué par la bungarotoxine ingérée, il produit des effets néfastes, car la signalisation de l’ACh est inhibée. De même, l’utilisation de l’α-bungarotoxine peut être très utile en neuroscience s’il est souhaitable de bloquer le flux de calcium afin d’isoler les effets d’autres canaux. En outre, différentes formes de bungarotoxine peuvent être utiles pour étudier les nAChRs inhibés et le flux d’ions calcium qui en résulte dans différents systèmes de l’organisme. Par exemple, l’α-bungarotoxine est spécifique des nAChRs présents dans la musculature et l’κ-bungarotoxine est spécifique des nAChRs présents dans les neurones.

CaramboxinEdit

La caramboxine (CBX) est une toxine présente dans le fruit de l’étoile (Averrhoa carambola). Les personnes souffrant de certains types de maladies rénales sont susceptibles de subir des effets neurologiques indésirables, notamment une intoxication, des convulsions et même la mort, après avoir mangé de la carambole ou bu du jus de ce fruit. La caramboxine est une nouvelle toxine d’acide aminé non peptidique qui stimule les récepteurs du glutamate dans les neurones. La caramboxine est un agoniste des récepteurs ionotropes glutamatergiques NMDA et AMPA avec de puissantes propriétés excitatrices, convulsives et neurodégénératives.

CurareEdit

Le terme « curare » est ambigu car il a été utilisé pour décrire un certain nombre de poisons qui, au moment de la dénomination, étaient compris différemment des conceptions actuelles. Dans le passé, la caractérisation désignait les poisons utilisés par les tribus sud-américaines sur les flèches ou les fléchettes, bien qu’elle ait mûri pour spécifier une catégorisation spécifique de poisons qui agissent sur la jonction neuromusculaire pour inhiber la signalisation et ainsi induire une relaxation musculaire. La catégorie des neurotoxines comprend un certain nombre de poisons distincts, bien que tous aient été purifiés à l’origine à partir de plantes originaires d’Amérique du Sud. L’effet auquel le poison de curare injecté est généralement associé est la paralysie musculaire et la mort qui en résulte. Le curare a notamment pour fonction d’inhiber les récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine au niveau de la jonction neuromusculaire. Normalement, ces récepteurs permettent aux ions sodium de pénétrer dans les cellules musculaires pour déclencher un potentiel d’action qui conduit à la contraction musculaire. En bloquant les récepteurs, la neurotoxine est capable de réduire considérablement la signalisation de la jonction neuromusculaire, un effet qui a entraîné son utilisation par les anesthésistes pour produire une relaxation musculaire.

Interférence avec le cytosqueletteModifier

ArsenicModifier

L’arsenic est une neurotoxine que l’on trouve couramment concentrée dans les zones exposées aux ruissellements agricoles, aux sites miniers et aux fonderies (Martinez-Finley 2011). L’un des effets de l’ingestion d’arsenic pendant le développement du système nerveux est l’inhibition de la croissance des neurites qui peut se produire à la fois dans le SNP et le SNC. Cette inhibition de la croissance des neurites peut souvent entraîner des défauts dans la migration des neurones et des modifications morphologiques importantes des neurones au cours du développement,) conduisant souvent à des anomalies du tube neural chez les nouveau-nés. L’arsénite, un métabolite de l’arsenic, se forme après l’ingestion d’arsenic et a montré une toxicité importante pour les neurones dans les 24 heures environ suivant l’exposition. Le mécanisme de cette cytotoxicité fonctionne par le biais d’augmentations induites par l’arsénite des niveaux d’ions calcium intracellulaires dans les neurones, qui peuvent ensuite réduire le potentiel transmembranaire mitochondrial, ce qui active les caspases et déclenche la mort cellulaire. Une autre fonction connue de l’arsénite est sa nature destructrice à l’égard du cytosquelette par l’inhibition du transport des neurofilaments. Ce phénomène est particulièrement destructeur car les neurofilaments sont utilisés dans la structure et le soutien de base des cellules. L’administration de lithium s’est toutefois révélée prometteuse pour restaurer une partie de la motilité perdue des neurofilaments. De plus, comme pour d’autres traitements contre les neurotoxines, l’administration de certains antioxydants s’est révélée prometteuse pour réduire la neurotoxicité de l’arsenic ingéré.

Edition de l’ammoniac

Un astrocyte, une cellule notable pour le maintien de la barrière hémato-encéphalique

La toxicité de l’ammoniac est souvent observée par deux voies d’administration, soit par la consommation ou par des affections endogènes comme l’insuffisance hépatique. Un cas notable dans lequel la toxicité de l’ammoniac est fréquente est en réponse à une cirrhose du foie qui entraîne une encéphalopathie hépatique, et peut entraîner un œdème cérébral (Haussinger 2006). Cet œdème cérébral peut être le résultat d’un remodelage des cellules nerveuses. En raison de l’augmentation des concentrations, il a été démontré que l’activité de l’ammoniac in-vivo induit un gonflement des astrocytes dans le cerveau par une production accrue de GMPc (Guanosine Monophosphate Cyclique) dans les cellules, ce qui entraîne des modifications du cytosquelette médiées par la Protéine Kinase G (PKG). L’effet résultant de cette toxicité peut être une réduction du métabolisme énergétique et de la fonction cérébrale. Il est important de noter que les effets toxiques de l’ammoniac sur le remodelage des astrocytes peuvent être réduits par l’administration de L-carnitine. Ce remodelage des astrocytes semble être médié par la transition de perméabilité mitochondriale induite par l’ammoniac. Cette transition mitochondriale est un résultat direct de l’activité de la glutamine, un composé qui se forme à partir de l’ammoniac in-vivo. L’administration d’antioxydants ou d’un inhibiteur de la glutaminase peut réduire cette transition mitochondriale, et potentiellement aussi le remodelage des astrocytes.

Cytotoxicité médiée par le calciumModification

Les tuyaux en plomb et les soudures sont des sources courantes d’ingestion de plomb.

Edition du plomb

Le plomb est une neurotoxine puissante dont la toxicité est reconnue depuis au moins des milliers d’années. Bien que les effets neurotoxiques du plomb se retrouvent aussi bien chez les adultes que chez les jeunes enfants, le cerveau en développement est particulièrement sensible aux dommages induits par le plomb, effets qui peuvent inclure l’apoptose et l’excitotoxicité. Un mécanisme sous-jacent par lequel le plomb peut causer des dommages est sa capacité à être transporté par des pompes à calcium ATPase à travers la BHE, permettant un contact direct avec les cellules fragiles du système nerveux central. La neurotoxicité résulte de la capacité du plomb à agir de manière similaire aux ions calcium. En effet, le plomb concentré entraîne une absorption cellulaire de calcium qui perturbe l’homéostasie cellulaire et induit l’apoptose. C’est cette augmentation du calcium intracellulaire qui active la protéine kinase C (PKC), qui se manifeste par des déficits d’apprentissage chez les enfants à la suite d’une exposition précoce au plomb. En plus d’induire l’apoptose, le plomb inhibe la signalisation des interneurones par la perturbation de la libération des neurotransmetteurs médiée par le calcium.

Nortoxines à effets multiplesEdit

Edit

Bébé de sexe masculin présentant le syndrome d’alcoolisme fœtal (SAF).

En tant que neurotoxine, il a été démontré que l’éthanol induit des dommages au système nerveux et affecte l’organisme de diverses manières. Parmi les effets connus de l’exposition à l’éthanol, on trouve des conséquences à la fois transitoires et durables. Parmi les effets durables, citons la réduction à long terme de la neurogenèse dans l’hippocampe, l’atrophie généralisée du cerveau et l’inflammation induite dans le cerveau. Il a également été démontré que l’ingestion chronique d’éthanol induit une réorganisation des constituants de la membrane cellulaire, conduisant à une bicouche lipidique marquée par une augmentation des concentrations membranaires de cholestérol et de graisses saturées. Ce phénomène est important car le transport des neurotransmetteurs peut être altéré par l’inhibition du transport vésiculaire, ce qui entraîne une diminution de la fonction du réseau neuronal. Un exemple significatif de la réduction de la communication entre neurones est la capacité de l’éthanol à inhiber les récepteurs NMDA dans l’hippocampe, ce qui entraîne une réduction de la potentialisation à long terme (LTP) et de l’acquisition de la mémoire. Il a été démontré que le NMDA joue un rôle important dans la LTP et, par conséquent, dans la formation de la mémoire. Cependant, avec l’ingestion chronique d’éthanol, la susceptibilité de ces récepteurs NMDA à induire la LTP augmente dans les neurones dopaminergiques mésolimbiques d’une manière dépendante de l’inositol 1,4,5-triphosphate (IP3). Cette réorganisation peut entraîner une cytotoxicité neuronale à la fois par l’hyperactivation des neurones postsynaptiques et par la dépendance induite à la consommation continue d’éthanol. Il a, en outre, été démontré que l’éthanol réduit directement l’accumulation d’ions calcium intracellulaires par l’inhibition de l’activité des récepteurs NMDA, et réduit ainsi la capacité d’apparition de la LTP.

En plus des effets neurotoxiques de l’éthanol chez les organismes matures, l’ingestion chronique est capable d’induire de graves défauts de développement. Des preuves ont été apportées pour la première fois en 1973 d’un lien entre la consommation chronique d’éthanol par les mères et les défauts de leur progéniture. Ces travaux ont été à l’origine de la classification du syndrome d’alcoolisation fœtale, une maladie caractérisée par des aberrations morphogéniques communes telles que des défauts dans la formation cranio-faciale, le développement des membres et la formation cardiovasculaire. Il a été démontré que l’ampleur de la neurotoxicité de l’éthanol chez les fœtus conduisant au syndrome d’alcoolisme fœtal dépend des niveaux d’antioxydants dans le cerveau, tels que la vitamine E. Le cerveau du fœtus étant relativement fragile et sensible aux stress induits, de graves effets délétères de l’exposition à l’alcool peuvent être observés dans des zones importantes telles que l’hippocampe et le cervelet. La gravité de ces effets dépend directement de la quantité et de la fréquence de la consommation d’éthanol par la mère, ainsi que du stade de développement du fœtus. On sait que l’exposition à l’éthanol entraîne une réduction des niveaux d’antioxydants, un dysfonctionnement des mitochondries (Chu 2007), puis la mort des neurones, apparemment en raison de la production accrue d’espèces oxydantes réactives (EOR). Il s’agit d’un mécanisme plausible, car la présence dans le cerveau fœtal d’enzymes antioxydantes telles que la catalase et la peroxydase est réduite. À l’appui de ce mécanisme, l’administration de niveaux élevés de vitamine E alimentaire entraîne une réduction ou une élimination des effets neurotoxiques induits par l’éthanol chez les fœtus.

N-HexaneEdit

Le n-Hexane est une neurotoxine qui a été responsable de l’empoisonnement de plusieurs travailleurs dans des usines d’électronique chinoises ces dernières années.

Neurotoxines sélectives des récepteursEdit

MMPP+Edit

Le MPP+, métabolite toxique du MPTP, est une neurotoxine sélective qui interfère avec la phosphorylation oxydative dans les mitochondries en inhibant le complexe I, ce qui entraîne la déplétion de l’ATP et la mort cellulaire subséquente. Cela se produit presque exclusivement dans les neurones dopaminergiques de la substantia nigra, entraînant la présentation d’un parkinsonisme permanent chez les sujets exposés 2 à 3 jours après l’administration.

Sources de neurotoxines endogènesEdit

Contrairement aux sources les plus courantes de neurotoxines qui sont acquises par l’organisme par ingestion, les neurotoxines endogènes ont à la fois une origine et exercent leurs effets in-vivo. De plus, bien que la plupart des venins et des neurotoxines exogènes possèdent rarement des capacités utiles in-vivo, les neurotoxines endogènes sont couramment utilisées par l’organisme de manière utile et saine, comme l’oxyde nitrique qui est utilisé dans la communication cellulaire. Ce n’est souvent que lorsque ces composés endogènes deviennent très concentrés qu’ils entraînent des effets dangereux.

Modification de l’oxyde nitrique

Bien que l’oxyde nitrique (NO) soit couramment utilisé par le système nerveux dans la communication et la signalisation inter-neurones, il peut être actif dans les mécanismes conduisant à l’ischémie du cerveau (Iadecola 1998). La neurotoxicité du NO repose sur son importance dans l’excitotoxicité du glutamate, car le NO est généré de manière calcium-dépendante en réponse à l’activation NMDA médiée par le glutamate, qui se produit à un taux élevé dans l’excitotoxicité du glutamate. Bien que le NO facilite l’augmentation du flux sanguin dans les régions potentiellement ischémiques du cerveau, il est également capable d’augmenter le stress oxydatif, d’induire des dommages à l’ADN et l’apoptose. Ainsi, une présence accrue de NO dans une zone ischémique du SNC peut produire des effets significativement toxiques.

GlutamateEdit

Le glutamate, comme l’oxyde nitrique, est un composé produit de manière endogène utilisé par les neurones pour fonctionner normalement, étant présent en petites concentrations dans toute la matière grise du SNC. L’une des utilisations les plus remarquables du glutamate endogène est sa fonction de neurotransmetteur excitateur. Cependant, lorsqu’il est concentré, le glutamate devient toxique pour les neurones environnants. Cette toxicité peut être à la fois le résultat d’une létalité directe du glutamate sur les neurones et le résultat d’un flux de calcium induit dans les neurones conduisant à un gonflement et à une nécrose. Un soutien a été démontré pour ces mécanismes jouant des rôles importants dans les maladies et les complications telles que la maladie de Huntington, l’épilepsie et les accidents vasculaires cérébraux.

DopamineEdit

La dopamine est un composé endogène qui est utilisé comme neurotransmetteur pour moduler l’attente de récompense. La dopamine tue les neurones producteurs de dopamine en interférant avec la chaîne de transport des électrons dans les neurones. Cette interférence entraîne une inhibition de la respiration cellulaire, ce qui conduit à la mort des neurones.