Les acides aminés sont les petites unités qui composent les protéines, et les neurotransmetteurs sont des molécules qui transportent des signaux à travers les jonctions nerveuses, ou synapses. Dans le système nerveux humain, certains acides aminés agissent comme des neurotransmetteurs. Ceux-ci comprennent la glycine, l’acide gamma-aminobutyrique (GABA), l’aspartate et le glutamate. Les neurotransmetteurs d’acides aminés peuvent exciter ou inhiber la décharge nerveuse au niveau d’une synapse. On pense que le GABA et la glycine inhibent principalement les réponses nerveuses, tandis que le glutamate et l’aspartate ont tendance à exciter.
Au niveau des synapses nerveuses, la fin d’un nerf, ou neurone, est séparée du début du suivant par un espace appelé fente synaptique. Un signal nerveux, appelé potentiel d’action, ne peut pas traverser la fente synaptique. Au lieu de cela, des produits chimiques endogènes tels que les neurotransmetteurs d’acides aminés sont utilisés pour transmettre l’impulsion. Une cellule nerveuse à partir de laquelle une impulsion voyage est connue sous le nom de neurone présynaptique. Le neurone présynaptique produit les neurotransmetteurs d’acides aminés, tandis que le neurone récepteur, ou post-synaptique, possède des récepteurs qui les lient.
De tous les acides aminés qui fonctionnent comme des neurotransmetteurs, le GABA est le seul qui n’est pas également utilisé pour fabriquer des protéines dans le corps. Le GABA est formé à l’aide d’une enzyme présente uniquement dans les neurones. Les neurotransmetteurs d’acides aminés appelés aspartate et glutamate sont créés à l’intérieur des cellules, dans de minuscules structures appelées mitochondries. Ils se déplacent ensuite dans le gel qui remplit la cellule, appelé cytoplasme, avant d’être enfermés dans des bulles appelées vésicules.
La glycine est également produite à l’intérieur des mitochondries. Le poison connu sous le nom de strychnine bloque les récepteurs de la glycine sur les neurones postsynaptiques. Cela empêche la glycine de se lier et de produire son effet inhibiteur sur les nerfs, de sorte qu’une excitation sans opposition se produit. Certains muscles, comme le diaphragme, sont incapables de se détendre. La personne intoxiquée à la strychnine peut devenir incapable de respirer, avec des conséquences potentiellement mortelles.
La production de GABA nécessite une enzyme appelée acide glutamique décarboxylase (GAD). Cela signifie que les anticorps GAD, des protéines avec des récepteurs qui se lient à la GAD, peuvent être utilisés pour identifier les neurones qui produisent le GABA plutôt que d’autres neurotransmetteurs d’acides aminés. Le GABA est le principal neurotransmetteur provoquant l’inhibition des synapses nerveuses dans tout le système nerveux. L’alcool dans le cerveau se lie aux récepteurs GABA, ajoutant à son effet de réduction de l’activité des neurones. C’est l’une des raisons pour lesquelles l’alcool peut agir comme sédatif.
À l’intérieur du système nerveux central, le glutamate est le principal neurotransmetteur provoquant l’excitation des synapses nerveuses. L’excès de glutamate peut être toxique, car les neurones sont endommagés si l’excitation est prolongée. Les lésions cérébrales et les accidents vasculaires cérébraux peuvent parfois provoquer un excès de glutamate, qui entraîne alors des dommages et une perte supplémentaire de cellules cérébrales.