Le GHB active les récepteurs GABA de type B

Comme nous venons de le voir, les études biochimiques dans leur grande majorité suggèrent l’existence d’un récepteur spécifique du GHB. Cette supposition étant renforcée par le clonage de ce récepteur. Pourtant, les principales données électrophysiologiques montrent que les effets du GHB passent par une activation des récepteurs GABA de type B (GABAB).

1. Les récepteurs GABA

et leurs fonctions dans le

SNC

Le récepteur GABAB est un récepteur métabotropique couplé aux protéines Gi/Go. Il est composé de deux récepteurs à 7 domaines transmembranaires : GABABR1 et GABABR2 (figure 7A) (Marshall et al., 1999). Ces monomères ne sont pas fonctionnels lorsqu’ils sont exprimés séparément, seul l’hétérodimère l’est. La « sous-unité » GABABR1 porte le site de liaison du GABA et la « sous-unité » GABABR2 permet l’adressage de l’hétérodimère à la membrane (figure 7B)(Bouvier, 2001). L’activation des récepteurs GABAB conduit à la libération des protéines Gi/Go qui vont moduler certaines conductances membranaires et inhiber l’adénylyl-cyclase (Bowery et al., 2002). Les canaux calciques de type N, P et Q se trouvent inhibés par la sous-unité ßγ des protéines Gi/Go (Dolphin & Scott, 1986; Bettler et al., 2004; Nicoll, 2004) et les canaux potassiques à rectification entrante activés par les protéines G (GIRK) sont eux activés (Gahwiler & Brown, 1985; Bettler et al., 2004; Nicoll, 2004).

Ces récepteurs sont exprimés à la surface des neurones de nombreux noyaux du SNC (figure 2D) et sont présents aux niveaux pré et post-synaptique (Thompson & Gahwiler, 1992). La libération synaptique de GABA produit à certaines synapses une réponse fonctionnelle (potentiel post-synaptique inhibiteur ou PPSI) biphasique au niveau du neurone post-synaptique. L’hyperpolarisation précoce et rapide est due à l’ouverture des canaux GABAA alors que l’hyperpolarisation tardive et lente est due par l’activation des récepteurs

Figure 7 : Le récepteur GABA_B fonctionnel est un hétérodimère.

A, Structure hypothétique du récepteur GABAB. Ce récepteur est formé de deux RCPG

(GABABR1 et GABABR2) associés l’un à l’autre par un domaine coiled-coil en C-terminal. B, Seul l’hétérodimère GABABR1 et GABABR2 est fonctionnel. Lorsque GABABR1 est exprimé sans GABABR2, il est retenu dans le réticulum endoplasmique sous une forme immature. Quand GABABR2 est exprimé seul, il est adressé à la membrane mais n’ayant pas de site de liaison du GABA il n’est pas activable. Seul l’expression des deux “sous-unités” permet la formation d’un dimère dans le réticulum endoplasmique, adressé ensuite à la membrane (d’après Bernasconi et

A

B

GABAB (Dutar & Nicoll, 1988). Cette hyperpolarisation lente et soutenue joue un rôle important dans le comportement électrophysiologique des neurones (Crunelli & Leresche, 1991). Au niveau pré-synaptique, l’activation des récepteurs GABAB est à l’origine d’une réduction de la libération des neurotransmetteurs et des neuromodulateurs (Bowery, 1993; Nicoll, 2004).

2. Le GHB se lie et active les récepteurs GABA

L’ensemble des effets pré et post-synaptiques obtenus lors de l’application d’agoniste du récepteur GABAB ont été également observés lors de l’utilisation de GHB. En effet, l’application de GHB produit une hyperpolarisation des neurones thalamocorticaux (Williams et al., 1995), des cellules pyramidales de l’hippocampe (Xie & Smart, 1992b), des neurones dopaminergiques de la substance noire compacte (Harris et al., 1989) et des neurones de l’aire tegmentale ventrale (Madden & Johnson, 1998). Le GHB provoque également une diminution de l’amplitude des courants et des potentiels synaptiques excitateurs et inhibiteurs enregistrés dans les neurones thalamocorticaux (Emri et al., 1996), les cellules pyramidales de l’hippocampe et du cortex (Xie & Smart, 1992a; Jensen & Mody, 2001). Il diminue la libération de GABA et de glutamate (Banerjee & Snead, 1995). De plus, les antagonistes des récepteurs GABAB abolissent complètement l’ensemble des effets électrophysiologiques observées en présence de GHB.

Lingenhoehl et collaborateurs ont étudié les effets d’application de GHB sur des ovocytes de xénope exprimant un canal potassique à rectification entrante de type GIRK et un récepteur GABAB. Ils ont démontré que l’application de GHB sur ces ovocytes active les récepteurs GABAB et les courants GIRK. Cet effet n’est pas bloqué par le NCS-382 mais il est bloqué par les antagonistes des récepteurs GABAB (Lingenhoehl et al., 1999).

3. L’activation des récepteurs GABA

est à l’origine

des effets exogènes du GHB : étude des souris

invalidées pour le récepteur GABA

R1.

La démonstration qui a permis de prouver que les effets de l’application exogène du GHB sont médiés par une activation des récepteurs GABAB est venue de l’étude des souris invalidées pour le récepteur GABABR1 (Prosser et al., 2001; Schuler et al., 2001).

Les résultats des expériences de compétitions et de liaisons réalisées sur les souris sauvages et les souris GABABR1-/- ne montre aucune différence dans la liaison des sites de hautes affinités pour le GHB et le NCS-382 (figure 8.1) (Kaupmann et al., 2003). Le fait que la distribution des ces sites et les caractéristiques pharmacologiques de la liaison du GHB restent similaires chez les souris sauvages et les souris invalidées pour le récepteur GABAB

montre bien que les sites de liaison du GHB et du baclofen sont des entités différentes.

Les auteurs observent une augmentation de la liaison du GTP-γ-S en présence de GHB traduisant un couplage des sites de liaison du GHB avec les protéines Gi/Go (Figure 8.2). Cette augmentation de la liaison du GTP-γ-S est inhibée par les antagonistes des récepteurs GABAB chez les souris sauvages et aucun effet du GHB n’a été détecté chez les souris GABABR1-/- . Il semble donc que les modifications de la liaison du GTP-γ-S par le GHB impliquent une activation des récepteurs GABAB.

L’administration de GHB ne produit pas d’effets sédatifs (Figure 8.3), d’hypothermie (Figure 8.4), d’augmentation de synthèse de dopamine et d’apparition d’onde delta sur l’électroencéphalogramme des souris GABABR1-/- (Figure 8.5). Ces résultats montrent que les effets exogènes du GHB passent par une activation des récepteurs GABAB.

A

B

2 : GTP-�-S

Figure 8 : Existence de sites de hautes affinitéss spécifiques du GHB et perte des effets

pharmacologiques chez la souris GABA_BR1-/-.

1A, Autoradiogramme de la liaison du GHB tritié (30nM) sur des coupes sagittales de souris

sauva-ges, hétérozygotes et GABABR1-/-. La liaison non spécifique (nsb) a été obtenue en présence de GHB froid (10mM). B, Déliaison du NCS-382 tritié par le GHB et le NCS-382 obtenu sur des mem-branes de cellules corticales de souris sauvages et GABABR1-/-. 2, Effet du GHB sur la liaison du GTP-�-35S sur des membranes de cellules corticales de souris sauvages (A) et GABABR1-/- (B).

3, Analyse de l'effet sédatif du GHB sur l'activité locomotrice des souris sauvages, hétérozygotes et

GABABR1-/-. 4, Température du corps après l'injection de GHB (1g/Kg) dans des souris sauvages et GABABR1-/-. 5, Le GBL produit l'apparition d'onde delta sur l'EEG sur les souris sauvages (A) mais pas sur les souris GABABR1-/- (B) (d'après Kaupmann et coll 2003).

3 : Effet sédatif 4 : Hypothermie

1 : Liaison

5 : Onde delta

III. Les effets du GHB sur l’excitabilité