Dans le système nerveux, l’information circule des cellules nerveuses, appelées neurones, vers d’autres cellules nerveuses ou cellules non neuronales au moyen d’une jonction spécialisée appelée synapse. Les composants d’une synapse comprennent la terminaison présynaptique, la terminaison postsynaptique et la fente synaptique, un espace de 20 nanomètres (7.874015748 X 10-7 pouces) entre les cellules. Lorsqu’une impulsion nerveuse se rend à la terminaison présynaptique, le neurone présynaptique libère de petits paquets ou vésicules de produits chimiques neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Les produits chimiques diffusent à travers la fente synaptique et se lient à la terminaison postsynaptique, sur laquelle résident les récepteurs du produit chimique de signalisation. Le signal nerveux ne peut pas passer directement à travers la fente synaptique ; au contraire, la liaison du neurotransmetteur à la cellule postsynaptique crée un afflux de sodium dans la cellule, ce qui initie un autre signal nerveux.
Il y a plusieurs raisons à la fente synaptique. Premièrement, l’écart garantit que le signal d’information se déplace dans une seule direction. Deuxièmement, la fente synaptique permet à un neurone de communiquer avec plusieurs cellules postsynaptiques, ou inversement, plusieurs neurones de faire converger un signal vers une cellule postsynaptique. Cela permet au corps de distribuer un signal rapidement ou de les additionner pour créer une réponse graduée. Enfin, des stimuli de fond répétitifs, tels que le contact entre les vêtements et la peau, peuvent dépenser l’approvisionnement en neurotransmetteur dans le neurone présynaptique, empêchant le passage du signal inutile à travers la fente.
Les synapses contiennent l’un des deux neurotransmetteurs clés. Dans les systèmes nerveux central et périphérique, l’acétylcholine sert de principale molécule de signal dans la fente synaptique. Les récepteurs de l’acétylcholine activent le muscle squelettique et diverses cellules nerveuses du système nerveux parasympathique. La noradrénaline, l’autre neurotransmetteur clé, fonctionne principalement au sein du système nerveux sympathique, impliqué dans la médiation des réactions de « combat ou fuite ».
Le corps humain contient cinq types de synapse, chacun avec un neurorécepteur et un neurotransmetteur différents dans la fente synaptique. Les jonctions neuromusculaires entre les cellules nerveuses et les cellules musculaires stimulent le muscle et induisent la contraction du muscle par la libération d’acétylcholine dans la fente synaptique. Les synapses excitatrices et inhibitrices des canaux ioniques incitent ou entravent respectivement l’influx nerveux. Les synapses sans canal entraînent la production de produits chimiques messagers au sein de la cellule postsynaptique. Une synapse rare, appelée synapse électrique, partage certaines protéines avec des cellules adjacentes par contact direct.
Les drogues, à la fois médicinales et récréatives, produisent leurs effets en activant ou en désactivant les synapses dans le corps humain. Par exemple, les amphétamines, l’ecstasy, la cocaïne et la caféine agissent toutes en favorisant la libération de noradrénaline dans les synapses dans tout le corps, avec un effet stimulant. D’autre part, l’alcool, la marijuana et les benzodiazépines, comme le Valium, favorisent la libération d’acide gamma-aminobutyrique (GABA), qui a un effet tranquillisant. Les médicaments agissent en imitant l’action des neurotransmetteurs, en bloquant la liaison des neurotransmetteurs ou en bloquant les canaux ioniques normalement affectés par les neurotransmetteurs.