Neurophysiologie Les cellules Gliales 1. Introduction : Diversité et abondance des cellules gliales Dans certaines parties du cerveau les cellules gliales sont 5 fois plus abondantes que les neurones, les interactions avec les neurones se font tout le long de la vie, on peut distinguer différents types de cellules Gliales. Systeme Nerveux Central : Cellules Microgliales : Cellules Macrogliales : Astrocyte I ou II et les oligodendrocyte Systeme nerveux Périphérique : Cellules de Shawn Les cellules Gliales jouent un rôle essentiel dans le développement et le fonctionnement du système nerveux.. 2. Développement et cellules gliales Les cellules de la glie radiaire sont très importante, ce sont elles qui vont guider les neuroblastes lors de leur migration vers les cortex, il va y avoir des migrations spécifiques. Origines des Cellules gliales Pour déterminer l origine d une cellule on peut établir des lignages, voici deux exemples de lignages : GRP est une cellule précurseur qui va pouvoir évoluer en 3 types de cellules gliales : Oligodendrocyte / astrocyte I /astrocyte II. On peut distinguer les astrocyte I et II grâces à une molécule immunitaire du nom d A2B5 O2A est un autre précurseur glial qui va pouvoir évoluer en astrocyte II ou alors en oligodendrocyte
3. Fonction des cellules Gliales A. Les oligodendrocyte Se sont les cellules qui vont êtres responsables de la myélinisation des axones du système nerveux central, contrairement à une cellule de Shawn elles peuvent myéliniser jusqu à 50 axones. On peut imaginer qu il existe un système de reconnaissance entre axone et oligodendrocyte. La myéline a un rôle essentiel pour la conduction du message nerveux mais le neurone est aussi essentiel à la survie de l oligodendrocyte. Si on supprime l activité des neurones en pratiquant des suppression sensorielles (lésions ou substances pharmacologiques) ceci va entraîner indirectement la mort de l oligodendrocyte. Si on supprime les signaux de survie envoyés par le neurone l oligodendrocyte va mourir par apoptose. Les oligodendrocyte produisent aussi des gliohormones : Les stéroïdes Les stéroïdes vont avoir un rôle par exemple dans le développement ainsi que dans la plasticité. Il existe aussi une régulation ionique des oligodendrocyte sur les neurones grâce à des canaux potassiques. Quelques aspects pathologiques : Squerose en plaque est une maladie auto-immune qui se caractérise par des troubles sensoriels troubles de vue, troubles moteurs. Ceci résulte d un problème centrale : [neuropathie myélenique périphérique] Il y a un défaut de myélinisation, on peut suspecter un défaut provenant des oligodendrocyte et on suppose que certaines cytokines sont secrétées et auront un rôle toxique pour la myéline. B. Les astrocyte Ce sont des cellules qui peuvent êtres très étoilées, on en distingues deux sortes. Les astrocytes de type I Ils arrivent assez tôt dans le système nerveux centrale. Ce sont des cellules qui participent à l isolement des neurones par rapport au sang (établissent la barrière hematoencephalique) Au moins deux couches de cellules avant d arriver à la couche de neurone, les astrocytes I vont servir d intermédiaire entre les cellules endothéliales et la couche de neurone. Il vont permettre de ne pas recevoir (ou très peu) de substance provenant du sang.
Les astrocytes de type II Les astrocytes de type 2 vont établir différentes interactions avec les neurones : Contrôle les concentrations ioniques Imaginons que le potassium augmente dans le milieu extracellulaire, ceci peut entraîner des dépolarisations successives et même aller jusqu'à la crise d épilepsie Les astrocytes 2 vont pouvoir réguler les concentrations ioniques. Si la concentration en k+ augmente, il va pouvoir être capté par des canaux passifs K+ de l astrocyte 2 Il possède aussi un système de cotransport K+/Na+. L astrocyte de type 2 possède aussi de nombreux canaux voltage dépendant (NA+ / K+ / Ca2+ / cl-) qui vont s ouvrir pour faire rentrer des ions dans les astrocytes. Enfin l astrocytes possède aussi des pompes Na+/K+ (ATP ase) Le calcium à un rôle fondamental dans la libération du neurotransmetteur (c est une entrée de Ca2+ au niveau du bouton pré synaptique qui va engendrer la libération des neurotransmetteurs).la concentration extracellulaire en Ca2+ va donc avoir un rôle primordiale dans la sécrétion du neurotransmetteur. On à pu observer au niveau des astrocytes de type 2 des vagues calcique, ce qui explique clairement comment un réseau de neurone peut être synchronisé (les astrocytes entourent un réseau de neurone). Quand l astrocyte possédera une grande concentration en Ca2+ les milieux alentours seront faibles donc peut de neurotransmetteur libéré et inversement. Contrôle de la sécrétion de neurotransmetteur Le GABA et le Glutamate sont les deux neurotransmetteurs les plus présents dans le système nerveux central. Il sont soumis en permanence à un cycle de régulation effectué par l astrocyte de type II : c est le cycle GABA-glutamine. Ces deux neurotransmetteurs ont le même précurseur : la glutamine
Si l activité excitatrice est trop élevé l astrocyte va rétablir l équilibre, car il possède la GABA glutaminase.il va capter le GABA et le transformé soit en glutamate soit en Gaba, par libération de glutamine au cellules spécifiquement impliquées. Les interactions métaboliques Les astrocytes utilisent le glucose comme source énergétique. Il ya quelques années des chercheur on observé qu après excitation d un neurone les astrocyte libéré de l alamine et du lactate. On est arrivé à la conclusion que les astrocytes possèdent des transporteurs au glucose, peut être métabolisé en pyruvate, qui pourrai se transformer en lactate ( grâce à une lactate DH), la glycolyse est très présente chez les astrocytes mais très peu chez les neurones. On a donc deux modèle cellulaires complémentaires, c est l astrocyte qui va faire la glycolyse pour les neurones. Le neurone à besoin d énergie après avoir libéré un neurotransmetteur. C est le glutamate qui va rentrer avec du sodium dans les astrocytes et qui va engendrer la glycolyse astrocytaire, qui va fournir du lactate au neurone qui produira de l énergie via le cycle de KREBS.
Quelques aspects pathologiques : Les cellules Gliales peuvent réagir à des infections du système nerveux. Il va libérer GFAP, ils vont aussi se multiplier.ils peuvent servir d intermédiaire dans les phénomène de toxicité (il vont piloter les commendataire, ils vont envoyer des signaux à des cellules (microglie) qui vont libérer des substances toxiques pour les neurones. C. Les microglies ou macrophages cérébraux Ce sont des cellules gliales de petite taille, elle sont très peu abondante dans les tissus saints et matures, par contre elles deviennent très présente au cours du développement du système nerveux et aussi à sa mort. Il y a de nombreux phénomènes d apoptose au niveau de développement, il ya donc de nombreux débris cellulaires à éliminer, elle vont phagocyter les débris cellulaires. Mais elles jouent aussi un rôle très actif dans les phénomènes de mort. Elle ne possèdent pas le même précurseur que les cellules gliales et sont très proches des cellules phagocytaires. Elles vont sécréter des cytokines (int6, TNF ) Elle vont aussi engendrer la prolifération astrocytaire : ( si les neurones meurent, il ya des espaces vides qui seront comblés par des astrocytes.
D. Les cellules de Shawn (SNP) Elles vont produire la myéline et s enrouler autour d un seul axone dans le système nerveux périphérique. Elle vont protéger l axone et va empêcher les échanges ioniques sauf au niveau des oueds de Ranvier Plus la gaine de myéline est épaisse, plus la conduction est rapide. La gaine est composée de 70 % de lipide et de 30 % de protéine. Les protéines vont servir au compactage de la myéline autour des axones. (Po est une protéine d adhérence, on a pu observer que la mutation de cette protéine est à l origine de neuropathie myéliniques périphérique (maladie de Charcot marie Tooth et dejeunie Sotas).on observe souvent des atrophies musculaires Mais les cellules de Shawn ont aussi un rôle trophique : Si on coupe les axones on observe dans un premier temps une dégénérescence de l axone et parallèlement il va y avoir un multiplication des cellules de Shawn. L axone va ensuite pouvoir régénérer grâce à la présence d un NGF (nerf groth Factor). Ce système n existe pas dans le système nerveux central.