La fatigue en neurobiologie

Nous avons pu voir dans de précédents articles que la thermodynamique permettait d’expliquer le phénomène de la fatigue à partir de facteurs qui sont pour la plupart extérieurs au système (énergie chimique introduite et chaleur extériorisée) et que la variabilité permettait au contraire de donner une vision plus large de la fatigue en intégrant des facteurs extérieurs à la réponse intrinsèque du système (plasticité du système nerveux autonome).

Nous allons ici aborder un facteur neurobiologique fondamental qui pourrait s’expliquer dans la thermodynamique par une anomalie dans le système convertisseur d’énergie et dans la science de la variabilité par le principe de la contrainte intrinsèque au système. Une contrainte en variabilité est une maladie ou toute autre condition physiologique particulière.
Ce facteur neurobiologique est l’énergie nerveuse, caractérisée par la transmissibilité de l’influx nerveux. Cette transmissibilité dépendrait de plusieurs facteurs, mais dans un état physiologique normal, elle ne dépend que d’un seul et unique facteur, le cycle de synthèse/régénération des neuromédiateurs.

Qu’est ce qu’un neuromédiateur ?

La fonction des neuromédiateurs est la transmission de l’influx nerveux d’un neurone à un autre au sein des liaisons interneuronales et des liaisons neurone-effecteur. L’effecteur pourrait être un muscle (dans ce cas les liaisons sont appelées neuromusculaires au sein de ce qu’on appelle la plaque motrice) ou n’importe quel autre organe.

Les neuromédiateurs existent sous différentes formes moléculaires mais remplissent tous la même fonction: la transmission de la vague de dépolarisation de la membrane de la fibre nerveuse du neurone générateur de l’influx aux membranes des cellules effectrices. On peut classer ces neuromédiateurs en plusieurs catégories selon plusieurs types de classifications, sur lesquelles je ne m’étalerai pas ici, mais j’aimerais quand même donner une classification qui aiderait à comprendre le phénomène de la fatigue d’un point de vue neurobiologique.

Selon le champ d’action des neuromédiateurs on pourrait les classer en 2 catégories:

1- Les neuromédiateurs à action postsynaptique directe, où l’action du neuromédiateur est spécifique aux seules cibles situées au niveau de la membrane postsynaptique la plus proche du neurone générateur du potentiel d’action (la membrane immédiatement en face). On trouve dans cette catégorie la plupart des neurotransmetteurs connus: dopamine, noradrénaline, adrénaline, acétylcholine…etc.

2- Les neuromédiateurs à action diffuse, où l’action du neurotransmetteur n’est pas limitée aux récepteurs postsynaptiques directs mais s’étend vers d’autres membranes postsynaptiques d’autres synapses environnantes. Exemple de ces neuromédiateurs: l’oxyde nitrique, les neurocannabinoïdes en général…etc.

Par quel mécanisme le phénomène de la fatigue est il engendré d’un point de vue neurobiologique ?

La quantité quotidienne de neuromédiateurs est limitée. Le concept d’énergie nerveuse repose entièrement sur la capacité d’utilisation des neuromédiateurs au cours d’une activité donnée. Les neuromédiateurs sont régénérés régulièrement après le passage de chaque influx nerveux, c’est un mécanisme automatique. Cependant, la capacité de régénération est limitée par le manque d’enzymes, de cofacteurs de transport, de calcium, de magnésium et également par l’accumulation des déchets métaboliques notamment les protons H+.

La fatigue d’un point de vue neurobiologique est l’épuisement plus ou moins prononcé des possibilités de régénération automatique des neuromédiateurs.

La baisse de l’activité cérébrale (par le sommeil, ou tout autre état modifié de conscience) permet d’activer un processus réparateur (très dépendant du parasympathique) du cycle de synthèse/régénération des neuromédiateurs et permet par conséquent de relancer la régénération automatique des neuromédiateurs.

Ce phénomène d’épuisement du cycle synthèse/régénération est observé surtout dans les synapses à neuromédiateurs à action postsynaptique directe (1ere catégorie). La deuxième catégorie ne présente quasiment pas ce type de phénomène car les synapses épuisées sont toujours supplées par les neuromédiateurs venant d’autres synapses non encore épuisées.

CONCLUSION: La neurobiologie donne une autre explication du phénomène de la fatigue. Cette conception a l’intérêt d’expliquer l’un des facteurs d’anomalie attribuée au système par la thermodynamique ou de contrainte intrinsèque modifiant la variabilité du système. Les neuromédiateurs apparaissent donc comme un moyen d’étude de la fatigue très important mais insuffisant à lui seul pour expliquer la complexité de la fatigue. Nous aborderons dans de prochains articles d’autres point de vue sur le phénomène de la fatigue.