3 octobre 2014 Pauline PERREARD L3 CR : AUDOUARD Justine Système neurosensoriel et psychiatrie Dr ACHARD 12 pages Histologie du tissu nerveux normal Plan Partie I : Généralités A) Rappels B) Méthodes histologiques C) Terminologie Partie II : Cervelet : Cortex cérébelleux A) Anatomie du cervelet B) Cellules et connexions (partie plus importante +++) I. Cellules de Purkinje II. Grains du cervelet III. Cellule à corbeille IV. Cellules de Golgi V. Cellules étoilées VI. Afférences VII. Glomérule Cérebelleux VIII. Efférences C) Interconnexions / Fonctionnement D) Rôle général du cervelet Partie I : Généralités A) Rappels Généralités sur les composants cellulaires : neurones synapses : connexions entre les neurones cellules de la glie substance grise/ blanche (myéline) : Quand on dissèque le SNC, on voit directement une partie plus claire qui contient la myéline, c'est la substance blanche. méninges Embryologie : le SNC dérive du tube neural, ce qui permet de comprendre l'anatomie du cerveau et la position des ventricules La différentiation substance grise / substance banche existe grâce à la notion de myélinisation. B) Méthodes histologiques On inclus le tissus en paraffine. Le TN (tissu nerveux) est plein de lipides, car il y a beaucoup de prolongements et donc beaucoup de membrane plasmique. 1/12
(le prof a à peine lu cette partie). Colorations spécifiques pour identifier les types cellulaires (ne pas retenir les noms) Nissl (ADN) utilisé aussi pour d autres tissus. Weigert pal, Luxol rapide (myéline). Immunohistochimie : développer des Anticorps et les «coller» sur certaines molécules. Imprégnation par les métaux lourds (argent, par exemple, pour montrer le cytoplasme de certaines cellules, contour mal vu au microscope en général et ce encore maintenant). Microscopie électronique (plus récente). Autres (culture, marqueurs fluorescents : colorants qui se fixent sur l ADN ou les mitochondries ou AC fluo de molécules précises : TGF β par exemple, on peut observer deux marquages en même temps ) C) Terminologie Cortex: arrangement de neurones à la surface du système nerveux central. Noyau: Groupes de neurones formant une petite unité à la fois physique (au même endroit) et fonctionnelle. Faisceau : Groupe d axones qui cheminent dans la substance blanche. Les axones sont parallèles les uns aux autres (analogie cable électrique). L imagerie est la technique la plus performante de la recherche, elle permet de voir le fonctionnement normal du cerveau en temps réel. Partie II : Cervelet : Cortex cérébelleux A. Anatomie du cervelet Le cervelet à la taille d'une mandarine. Le cervelet est une masse de tissu nerveux appendue en arrière du tronc cérébral, à la base du cerveau, il est composé de deux hémisphères droit et gauche séparés par une partie médiane formant une dépression : le vermis. Sur le schéma en haut, et à droite de la photo de gauche: Il est parcouru par des fissures horizontales, deux étant plus grandes et plus profondes que les autres (une en bas et une en haut) permettant de distinguer trois lobes : antérieur, postérieur et le flocculo-nodulaire. 2/12
En coupe sagittale, le cervelet est constitué de lamelles cérébelleuses : portion comprise entre deux fissures. En coupe sagittale, on observe une arborescence de substance blanche. Sur la photo de droite, la substance blanche apparaît en noir (la méthode de conservation change). On observe beaucoup de replis : les scissures (petits replis à l'intérieur) et les lamelles (toute une épaisseur de substance blanche recouverte par la substance grise). La substance blanche est composée de myéline, qui recouvre les axones, qui sont les fibres de transmission. /!\ Les lamelles cérébelleuses correspondent à la substance blanche recouverte par de la substance grise. Substance grise correspond au cortex donc aux corps cellulaires des neurones et à la zone d'interaction entre ces derniers. La scissure est recouverte par une méninge, la plus proche du SNC : la pie mère. Il y a trois étages de substance grise en commençant par la surface: Riche en fibres amyéliniques, couche moléculaire (la plus claire et superficielle), c'est celle qui contient le moins de neurones. Couche des cellules de Purkinje (fine ++), dont on a du mal à distinguer les bords Couche des grains ou Couche Granulaire (la plus profonde et la plus proche de la substance blanche) : beaucoup de cellules La totalité des corps cellulaires n'est donc pas située dans le cortex. 3/12
B. Cellules et connexions (partie la plus importante!!) I. Cellules de Purkinje :cellules les plus typiques du cervelet La cellule de Purkinje (cellule de P) est le neurone central du cortex cérébelleux, avec un gros corps cellulaire : 70 μm de haut pour 35 μm de large. Le corps cellulaire des neurones est appelé aussi Soma. La cellule de P présente une arborisation dendritique importante occupant sur toute sa hauteur la couche moléculaire. Il y a un seul axone, fin, qui plonge dans la couche des grains (couche la plus profonde). Cette arborisation n'est pas en trois dimensions mais selon un plan. L'imprégnation Argentique est une technique qui permet de faire rentrer le colorant dans les dendrites et de donner une impression de 3D. En Microscopie confocale : Les territoires occupés par les arbres dendritiques des cellules de purkinje ne se chevauchent pas. Ils s'organisent en plan perpendiculaire a l'axe des scissures, n'occupent pas un volume! Plan qui a une organisation spécifique en Lamelle, et les plans sont biens organisés entre eux. L'organisation est donc loin d'être anarchique. L axone de la cellule de P descend dans la couche des grains, entre les autres types cellulaires pour rejoindre la substance blanche de l'axe lamellaire. Ce schéma de gauche représente une vue de la surface. Organisation très rectiligne et séparée ne favorise pas trop l'interaction cellulaire, c'est pour ça qu'il y a d'autres types cellulaires. 4/12
II. Grains du cervelet Les grains sont des neurones qui sont très nombreux, composent 70% des neurones du cervelet, et aussi 70% du SNC en général. Ils sont présents dans la couche des grains. Ce sont de petites cellules (5 à 8 μm de diamètre) dont le corps cellulaire (cytoplasme réduit) est contenu dans la couche des grains, leurs axones montent dans la couche moléculaire, vers la surface des lamelles et les dendrites restent dans la couche des grains. L'organisation est opposée à celle des cellules P. Au bout, l'axone de ces cellules se divise en deux. Les fibres après la bifurcation sont très longue. On les appelle les fibres parallèles ( 2 à 3 mm de longueur chacune) car elles sont parallèles à l'axe de la scissure (donc à l'axe des lamelles) alors que l'axone avant la bifurcation est perpendiculaire. Elles vont participer aux connexions avec les cellules P. Les fibres parallèles traversent tous les plans de dendrites ( cf photo droite). Chaque fibre parallèle croise en moyenne 50 à 70 arbres dendritiques de cellules de P. Une cellule de P fait synapse, au niveau de ses épines dendritiques, avec 250 000 fibres parallèles. Cette notion a permis de définir une dénomination fonctionnelle anatomique de la totalité des fibres parallèles qui croisent une cellule de P on appelle ça un Faisceau minimum fonctionnel. (Faisceaux souvent associé à la notion de parallèle) 5/12
III. Cellules de Golgi /!\Seul neurone du cervelet qui n'a pas de polarisation spatiale. Le corps cellulaire (20 et 30 μm de large) se situe dans la partie superficielle de la couche des grains. L'axone des cellules de Golgi (cellule de G) est très ramifié mais ne sort pas de la couche des grains. Les dendrites sont orientés vers la couche moléculaire, et présentent une particularité : de petites épines. Les dendrites font des synapses avec les fibres parallèles. Ses dendrites ont une organisation en prisme : dans cet espace, se trouvent les arborisations dendritiques d'environ une dizaine de cellules de P. Les dendrites font synapse avec les fibres parallèles des grains PAS avec les cellules de P. Jusqu'ici la seule cellule qui envoie un message à l'extérieur du cervelet, est la cellule de Purkinje puisque son axone va jusque dans la substance blanche. 6/12
IV. Cellules à corbeille (Inter-neurones) (Les cellules à corbeille et les cellules étoilées, décrites dans la partie suivant, sont des inter-neurones) Elles se trouvent dans la couche moléculaire Elles sont là pour connecter les cellules de P. Les cellules à corbeille sont des inter-neurones dont le corps cellulaire est situé dans la partie profonde de la couche moléculaire, l'axone est court et est aux alentours des corps cellulaires des cellules de P. Parfois l'axone émet une collatérale qui entoure les cellules de purkinje, on appelle ça une corbeille. Les dendrites des cellules à corbeilles sont assez courtes, ramifiées et pleines d'épines (comme les cellules de golgi) et comme les cellules P, elles sont situés dans un plan. Ce plan est même parallèle à celui des cellules de P. Et ces dendrites font également des connexions avec les fibres parallèles. L axone fait une corbeille autour d'environ 70 cellules de P. On a à ce niveau des chevauchements car une cellule de P reçoit les axones d environ 20 à 30 cellules à corbeille. 7/12
V. Cellules étoilées (Inter-neurones) Elles sont constituées de petits corps cellulaires se trouvant haut dans la couche moléculaire. Les dendrites de ces cellules étoilées sont dans un plan parallèle au plan des cellules de P et elles reçoivent des fibres parallèles des axones des grains. L'axone est parallèle à la surface et parallèle aux fibres parallèles. Il existe deux types d'axones : Type A: courts, deux fois la largeur des dendrites des cellules de P. Type B: longs, jusqu à 900 μm de longueur. Ces axones vont sur les dendrites des cellules de P (comme les fibres parallèles) et font des synapses avec. Ces inter-neurones sont inhibiteurs des cellules qui leurs sont connectées. Cet effet inhibiteur cible les cellules de P. VI. Afférentes : fibres grimpantes / Moussures Le cervelet travaille en réponse à des stimuli afférents que sont les fibres grimpantes et les fibres moussues. 1) Les fibres grimpantes Elles arrivent par la substance blanche (les lamelles cérébelleuses), ce sont des axones. Les fibres grimpantes sont donc des axones qui viennent d'un noyau, l'olive bulbaire controlatérale. Ce sont des informations sur les articulations et les muscles du corps, des informations sur le déroulement du mouvement. Ces informations sont proprioceptives. Chaque cellule de P reçoit une seule fibre grimpante, elle s'entoure autour du corps cellulaire et continu aussi le long des dendrites. Chaque fibre fait de nombreuses synapses avec les cellules de P qu'elle rejoint. Mais une fibre grimpante se divise et rejoint plusieurs cellule de P. Ses fibres grimpantes se connectent aussi aux grains, aux cellules de Golgi et aux cellules à corbeille. 8/12
2) Les Fibres moussues Elles sont dites «moussues» car épaisses. Ce sont des axones provenant de la périphérie, elles arrivent dans le cervelet par la moelle épinière. Elles cheminent le long des axes lamellaires et se dirigent vers la couche des grains. Elles se divisent dés la substance blanche pour partir vers des territoires différents 1 fibre moussue peut faire synapse avec plus de 3000 grains. VII. Glomérule cérébelleux Ils sont contenus dans la couche des grains. Les glomérules cérébelleux sont des complexes poly-synaptiques de petite taille (observation en M.E) qui comportent les terminaisons axonales des cellules de golgi, les terminaisons des dendrites des grains et des terminaisons des fibres moussues. Les glomérules sont entourés par une enveloppe astrocytaire, plus particulièrement par les pieds des cellules astrocytaire (cellules de la glie). (Le glomérule cérébelleux est beaucoup plus petit que le glomérule rénal) C'est une sorte de synapse mais avec 3 cellules au lieu de 2. Le corps cellulaire des fibres moussues est lointain tandis que celui des cellules de golgi et des grains sont sur place. Intégration : recevoir plusieurs signaux les intégrer comme une calculatrice qui donne un résultat, et décider à partir de là, quoi renvoyer comme résultat. 9/12
VIII. Efférences Les seules efférences du cortex cérébelleux sont véhiculées par les axones des cellules de P qui se dirigent vers l'extérieur du cortex. Ils sont donc essentiels car les seuls à transmettre l'information vers l'extérieur. Ces axones vont vers les noyaux du cervelet, régions centrales du cervelet. Les noyaux sont groupés car ils reçoivent les axones de cellules de P d'une partie localisée du cortex. Ces noyaux reçoivent les infos et vont les émettre sans faire de relais dans le cervelet (sans faire de collatérales), c'est une transmission directe. En fonction de la localisation des cellules de P dans le cortex, les axones se dirigent vers un noyau en particulier. C. Interconnexions / Fonctionnement 10/12
Schéma de gauche important!!!! Ce schéma est restrictif au cortex cérébelleux (le cortex cérébral est plus compliqué). Cortex cérébelleux est au dessus des pointillés. La seule sortie du cortex est l'axone des cellules de P. Les afférences sont les fibres moussues et les fibres grimpantes. Sur le schéma de droite on observe les entrées et les sorties d informations = circuits fonctionnels. Les neurotransmetteurs sont de deux types : GABA : inhibiteur. Glutamate et Aspartate : excitateur. Les fibres moussues quand elles arrivent dans le cortex ont une activité excitatrice. Cette excitation marche par une dépolarisation membranaire. Les fibres moussues communiquent l'information aux grains. Ensuite, les fibres étoilées et corbeilles sont des inter-neurones inhibiteurs. Les corbeilles inhibent au niveau du corps et les étoilée au niveau des dendrites. La cellule de purkinje reçoit des informations excitatrices et inhibitrices et intègre ces signaux. Le signal transmis sera toujours inhibiteur mais d'une force différente selon l'intégration des signaux. La distance par rapport aux corps cellulaire est très importante. Il existe une boucle de rétrocontrôle inhibiteur pour éviter l'emballement d'une stimulation, par exemple quand un grain envoie un signal excitateur, la cellule de golgi peut envoyer un rétrocontrôle inhibiteur. L'imagerie médicale permet de voir le fonctionnement du cerveau : Si un certain nombre de fibres moussues envoient des signaux excitation des grains (fibres parallèles) on arrive à déterminer l'épaisseur de fibres parallèles qui sera stimulée. D. Rôle général du cervelet Il est lié à la planification et l exécution du mouvement, c-à-d la coordination de l action, des différents muscles qui sont impliqués dans un mouvement. Et également effectuer la liaison entre le mouvement et la posture. Lors d'une atteinte cérébelleuse on a un élargissement du polygone de sustentation. Le cervelet n'est pas le seul élément qui intervient dans notre relation/position dans l'espace il y a aussi l'oreille interne. Planification et exécution du mouvement : Parties latérales des hémisphères: mise en position des membres modifications d attitude. Partie intermédiaire (centrale) coordination des différents muscles, modification du tonus, freinage en fin de mouvement. Partie flocculo-nodulaire Régulation de l attitude en fonction de l orientation spatiale (polygone de sustentation) Quand on apprend un sport inconnu, on a l'apprentissage d'un mouvement de façon répétée. Nous utilisons alors le cervelet et on favorise certains réseaux, certains circuits par rapport à d'autres sont facilités, les potentiels d'actions pourront repasser par le même endroit gérer le mouvement pour qu'il soit harmonieux et non anarchique Apprendre un nouveau sport c est utiliser la plasticité du cervelet. Signe de l'adiadococinésie : On demande à un patient de tourner les deux mains en même temps. Un patient avec une atteinte cérébelleuse est incapable de coordonner ses deux mains pour les tourner en même temps. 11/12
La diapo est disponible sur l'ent ou sur ce site : www.vincentachard.fr/snc.pdf (pendant seulement un mois) Le prof a dit que s'il posait des questions ce serait surtout sur la partie cellules et connexions. 12/12