L’acide glutamique présent dans les terminaisons neuronales présynaptiques est libéré dans la fente synaptique. Il active des récepteurs spécifiques postsynaptiques, diffuse, est recapté par les terminaisons présynaptiques. Les récepteurs peuvent être divisés en deux groupes, les récepteurs canaux ou ionotropiques et les récepteurs métabotropiques.
Récepteurs ionotropiques
Les récepteurs ionotropiques entraînent une dépolarisation par ouverture de canaux perméables aux ions Na+ et aux ions Ca2+ qui pénètrent à l’intérieur de la cellule. L’ouverture du canal pourrait permettre aussi la sortie de potassium. On les subdivise en deux types.
Récepteurs NMDA
Les récepteurs NMDA sont appelés ainsi parce qu’ils sont activés par le N-méthyl-D-aspartate, agoniste de synthèse très puissant. Il s’agit d’un récepteur-canal qui s’ouvre lors de la fixation du glutamate et laisse entrer les ions Na+ et surtout Ca2+. La réponse des récepteurs NMDA est plus lente que celle des récepteurs non NMDA.
L’activité de ce récepteur canal est modulée allostériquement par diverses substances :
- La glycine est indispensable à l’activation du récepteur NMDA par le glutamate et à l’ouverture du canal.
- La D-sérine, synthétisée par le tissu glial à partir de la L-sérine sous l’influence d’une racémase, active également le récepteur glycine du complexe NMDA le rendant réceptif au glutamate. Des antagonistes de la racémase pourraient réduire la formation de D-sérine et l’activité du récepteur NMDA et avoir un intérêt dans le traitement des accidents vasculaires cérébraux.
- La cyclosérine, qui a été utilisée comme antituberculeux, aurait le même effet que la glycine. Chez l’animal elle peut favoriser la mémorisation.
- Des antagonistes du récepteur glycine/NMDA, comme des dérivés de l’acide kynurénique, auraient des propriétés anticonvulsivantes.
- La cyclosérine, qui a été utilisée comme antituberculeux, aurait le même effet que la glycine. Chez l’animal elle peut favoriser la mémorisation.
- La D-sérine, synthétisée par le tissu glial à partir de la L-sérine sous l’influence d’une racémase, active également le récepteur glycine du complexe NMDA le rendant réceptif au glutamate. Des antagonistes de la racémase pourraient réduire la formation de D-sérine et l’activité du récepteur NMDA et avoir un intérêt dans le traitement des accidents vasculaires cérébraux.
- Certaines favorisent l’ouverture :
- D’autres inhibent l’ouverture :
Récepteurs non NMDA
Ils sont activés par des substances non utilisées comme médicaments, le quisqualate et le kaïnate ou l’acide amino-hydroxy-méthyl isoxazole propionique (AMPA), et favorisent l’entrée de sodium dans la cellule, mais ils sont peu perméables aux cations divalents. Ces récepteurs entraînent une dépolarisation précoce.
Récepteurs métabotropiques
Ces récepteurs, appelés mGlu1, mGlu2, …, mGlu8 agissent par l’intermédiaire des protéines G et entraînent selon leur type une stimulation de la phospholipase C, une inhibition de l’adénylcyclase, une activation de la phospholipase A2, une inhibition de l’ouverture des canaux potassiques ou une stimulation des phosphodiestérases ainsi que d’autres effets complexes, dont la modulation de certains canaux récepteurs-dépendants. Les récepteurs métabotropiques donneraient des influx nociceptifs au niveau thalamique.