BGU 03, Neurophysiologie :
TD1, Neurobiologie cellulaire.
Cellules gliales du système nerveux périphérique : Les cellules de Schwann.
Cellules gliales du système nerveux central : Macroglie : oligodendrocytes et astrocytes (de type I et II) // Microglie.
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I Les cellules de Schwann.
Ces cellules produisent de la myéline (70% de lipides et 30% de protéines). Elles ne s’entourent qu’autour d’un axone : reconnaissance obligatoire. Parmi les protéines, on trouve la protéine P0 : c’est une protéine d’adhérence qui a un rôle dans la compaction de la myéline.
S’il y a une mutation sur P0, on peut voir la manifestation de maladie comme : la maladie de Charcot-Marie-Tooth ou le syndrome de Déjerine-Sottas.
En général, ces maladies provoquent des modifications de la vitesse de conduction sur l’axone. On assiste fréquemment a des anomalies sur les organes innervés (muscles,…) à amyotrophie.
Les relations neurones-glie peuvent avoir des conséquences favorables :
- Par exemple, les cellules de Schwann exercent un effet trophique sur les neurones.
- Dans un cas d’axotomie (où l’axone dégénère), les cellules de Schwann prolifèrent et expriment un récepteur à un facteur de croissance et synthétisent elles-mêmes un facteur de croissance (le Neuron Growing Factor) selon un gradient. L’axone repousse, attiré par la piste moléculaire du NGF.
II Les oligodendrocytes au niveau central.
Les oligodendrocytes sont les équivalents fonctionnels des cellules de Schwann. Le système d’enroulement est différent. Chacune de ces cellules peut s’entourer autour de plusieurs axones (jusqu’à 50).
Ces relations neurones-glie sont bidirectionnelles.
La multiplication des oligodendrocytes dépend de signaux envoyés par le neurone. Si ces signaux sont absents, les oligodendrocytes dégénèrent puis meurent par apoptose (mort programmée).
Les signaux neuronaux s’opposent à cette mort : l’activité des neurones permet de maintenir en vie ces oligodendrocytes.
Si l’on veut éliminer les oligodendrocytes sans tuer le neurone, on doit supprimer l’activité neuronale. Pour cela, on peut injecter du TTX au niveau du nerf optique. Effets :
- blocage des canaux Na Vdépendants,
- blocage de la formation des potentiels d’action.
Remarque : les oligodendrocytes possèdent des canaux ioniques.
III Les astrocytes.
Les astrocytes sont des cellules à aspect étoilé quand ils sont matures. Les deux types (I et II) n’ont rien à voir (origine différente et rôle différent).
« Maintenant nous savons qu’il existe une autre cellule précurseur appelée GRP (glial restricted precursor) qui donne naissance aux oligodendrocytes, les astrocytes I et II. Donc à ce jour on connaît deux types de cellules précurseurs (à suivre…) »
A Les astrocytes de type I.
Ils forment une barrière hémato-céphalique qui est composée d’eux et de cellules endothéliales. Les astrocytes I forment la glia limitans.
Les pieds astrocytaires forment une barrière autour des capillaires sanguins.
B Les astrocytes de type II.
Ce sont des cellules qui ont un contact intime avec les neurones de part leurs échanges. Les contacts ont lieu là où il y a de la place (nœud de Ranvier, corps cellulaire, terminaison).
Un astrocyte II peut avoir des échanges avec plusieurs neurones.
1 Fonctionnement.
Ces cellules modulent l’activité et la terminaison synaptique des neurones.
Les astrocytes II ont un contrôle sur l’excitabilité (contrôle de l’équilibre ionique) et possèdent donc des canaux ioniques.
Si le K+ extracellulaire augmente, il peut entrer dans les astrocytes par des canaux passifs ou par des pompes (ATPases).
Ces astrocytes permettent donc de contrôler l’état électrique du neurone. Au voisinage de plusieurs neurones, les astrocytes vont entraîner des
mouvements calciques (vague calcique). Ces cellules exercent une synchronisation de l’activité synaptique.
2 La modulation de la transmission synaptique.
Les principaux neurotransmetteurs du système nerveux central sont ; le glutamate (action +) et le gaba (action -).
L’astrocyte est capable de capter ces deux neurotransmetteurs.
Si l’activité gabaergique est trop forte et si la captation (de gaba) est trop faible, il y a synthèse de glutamate à partir de gaba.
Ces deux molécules ont un précurseur commun : la glutamine.
Glutamine à glutamate (+NH3) à gaba.
Ceci est un système de contrôle à activité limitée.
3 Les interactions métaboliques.
La consommation d’énergie est très importante. La source d’énergie des astrocytes est le glucose (stocké sous forme de glycogène). Pourtant, ce n’est pas sous l’une de ces deux formes que l’énergie est donnée au neurone par la cellule gliale, mais sous la forme d’alanine. Il faut que le neurone se dépolarise pour que l’astrocyte libère la source d’énergie.
« Autre nouveauté, il semblerait que en plus de l’alanine, le lactate serait cédé par l’astrocyte au neurone pour qu’il soit transformé en pyruvate et entrer dans le cycle de krebs. »
IV La microglie.
Les cellules de la microglie sont des cellules particulières dont l’origine est éloignée des autres cellules gliales : ce sont des macrophages cérébraux.
On les trouve le plus souvent au moment de la naissance (pendant la formation des voies nerveuses, certains neurones dégénèrent) et à la mort d’un neurone ; sinon, ils sont en faible quantité : on parle alors de microglie résidente.
La microglie peut jouer un rôle dans des maladies comme l’infection par le virus du sida (cas où infection du système nerveux central) :
« Ce ne sont pas les porteurs du HIV qui provoquent des neuropathies, mais le HIV lui-même, en infectant la microglie, qui une fois infectée, va envoyer des signaux de mort cellulaire aux neurones et donc provoquer des neuropathies. »
Les macrophages passent la barrière et le virus se multiplie dans les cellules microgliales. La microglie envoie des signaux de prolifération aux astrocytes et des signaux de mort neuronal aux neurones ou à l’astrocyte (signaux de type TNF).
Merci à Patrice D. pour les corrections et précisions apportées à ce cours !
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