9-Excitotoxicité Flashcards
L’excitotoxicité est principalement induite par quel neurotransmetteur?
Glutamate
Expliquer la voie moléculaire générale de l’excitotoxicité
- Glutamate active les récepteurs post
- Ionotropes: AMPAR et NMDAR
- Métabotrope: mGluR
- Entrée de Ca par les canaux ioniques
- IP3 du RCPG fait aussi augmenter Ca
- La hausse de Ca augmente la production de radicaux libres
- Radicaux libres = bris de protéines et ADN
- Excitotoxicité
V/F
Via l’action de certaines enzymes, il est possible de renverser l’excitotoxicité
Faux
Excitotoxicité est irréversible, les dommages sont irréparables
Pourquoi est-ce que la hausse de Ca active les signaux apoptotiques?
La forte concentration de Ca exacerbe les fonctions des mitochondries
Quels sont les effets des radicaux libres dans la voie d’excitotoxicité?
- Bris des protéines du noyau
- Dommages à l’ADN
- Destruction de la membrane lipidique de la cellule
Quelle substance libérée (intracellulaire) en excès par la cellule elle-même augmente l’inflammation et contribue à l’excitotoxicité?
Acide arachidonique
Définir l’apoptose
Mort cellulaire programmée, très finement régulée, qui survient en condition normale ou pathologique
Quelles molécules, une fois activées, signalent l’apoptose?
Caspases
Quel principal changement morphologique cellulaire peut-on observer lors de l’apoptose?
Corps apoptotiques
Quelles sont les 4 étapes générales de l’apoptose?
- Stimulus apoptotique
- Corps apoptotiques
- Signaux de reconnaissance
- Phagocytose des corps apoptotiques
Quelles sont les 3 étapes générales de la nécrose?
- Gonflement cellulaire et des organelles
- Déversement du lysosome (fonte des organelles)
- Lyse de la membrane plasmique
Nommer les 2 voies principales d’induction de l’apoptose
Voie intrinsèque: mitochondriale
Voie extrinsèque: récepteurs de mort
Expliquer la voie extrinsèque de l’apoptose
Voie des récepteurs de mort:
- Ligand extrinsèque lie récepteur
- Activation de la caspase 8
- Caspase 8 permet d’activer la caspase 3
- Caspase 3 mène à apoptose / mort cellulaire
Expliquer la voie intrinsèque de l’apoptose
Voie mitochondriale:
- Stimulus apoptotique sur la mitochondrie
- Relâche de cytochrome C (de la surface mitochondriale)
- Cyt-C permet libération de caspase 9
- Caspase 9 permet d’activer caspase 3
- Caspase 3 mène à apoptose / mort cellulaire
La caspase 3 mène à l’apoptose en induisant ces 3 changements
- Condensation de la chromatine
- Fragmentation de l’ADN
- Corps apoptotiques (vésicules)
Quel facteur vu peut bloquer la fonction de Bcl-2 et quel est l’effet de ce blocage?
Bax (pro-apoptotique) peut bloquer la fonction de Bcl-2 (anti-apoptotique)
Bcl-2 garde la mitochondrie imperméable et assure sa fct normale
Bax rend la mitochondrie perméable et dérange ses fcts, ce qui mène à la libération du cytochrome C qui est normalement maintenu à la surface mitochondriale.
Le marqueur Neu-N permet de visualiser quoi?
Neurones
Si les neurones sont marqués en rouge au Neu-N et que la caspase 3 est marquée en jaune:
Une population sans marquage jaune indique…
Une population de neurones sans apoptose
Si les neurones sont marqués en rouge au Neu-N et que la caspase 3 est marquée en jaune:
Une population avec beaucoup de marquage jaune indique…
Une population de neurones subissant beaucoup d’apoptose
Quel marquage permet de détecter les fragments d’ADN apoptotiques?
TUNEL
marquage avec Biotine-UTP fluorescent
Que peut-on conclure d’une population montrant beaucoup de fluorescence suite au marquage TUNEL?
Il y a beaucoup d’apoptose
(rappel: apoptose fait intervenir une enzyme qui clive l’ADN à des séquences spécifiques, laissant des fragments de tailles bien distinguables)
V/F
Le western blot peut aider à identifier des populations apoptotiques
Vrai
Comme certaines protéines sont indicatrices de l’apoptose, le western blot peut aider à identifier leur présence.
Suite à une injection massive de glutamate, le western blot devrait avoir un niveau + ou - élevé de Bax vs le contrôle pré-injection?
Plus élevé
Bax est un marqueur de l’apoptose.
L’injection massive de glutamate provoque l’excitotoxicité, donc apoptose.
Suite à une injection massive de glutamate, le western blot devrait avoir un niveau + ou - élevé de Bcl-2 vs le contrôle pré-injection?
Moins élevé
Bcl-2 (anti-apoptotique) est bloqué par Bax (pro-apoptotique)
L’injection massive de glutamate provoque l’excitotoxicité, donc apoptose.
Expliquer pourquoi l’ischémie est une des causes principales de l’apoptose
Baisse d’apport en sang oxygéné et riche en glucose
Ralentissement de l’élimination du glutamate
- Car demande de l’énergie (O2 glucose etc)
Ralentissement de l’élimination du glutamate = excitotoxicité
(+ ATP nécessaire pour pompes ATPases qui régulent Ca)
Expliquer pourquoi l’hypoglycémie est une des causes principales de l’apoptose
Insuffisance en glucose = manque d’énergie pour élimination du glutamate
Ralentissement de l’élimination du glutamate = excitotoxicité
V/F
Le status épilepticus peut causer l’excitotoxicité
Vrai
Les crises épileptiques à répétition provoquent une immense relâche de glutamate
= excitotoxicité
(status epilepticus = 30+ minutes)
Nommer des exemples de maladies neurodégénératives pouvant mener à l’excitotoxicité
Sclérose latérale amyotrophique, schizophrénie, Huntington
Via des protéines défectueuses, libération prolongée de glutamate
Par quels mécanismes principaux est-ce que les lésions traumatiques peuvent induire l’excitotoxicité?
- Dommage physique augmente la relâche de glutamate
- Ralentissement de l’influx sanguin, donc baisse de l’élimination du glutamate
- Inflammation gliale (qui pousse vers excitotoxicité)
Quels 2 exemples d’intoxication alimentaire peuvent mener à l’excitotoxicité?
Acide domoïque (fruit de mer)
- Récepteurs Kaïnate
Mercure
Nommer les 6 causes principales d’excitotoxicité vues
- Ischémie
- Hypoglycémie
- Status épilepticus
- Maladies neurodégénératives
- Lésions traumatiques
- Intoxication alimentaire
V/F
Un AVC peut induire l’excitotoxicité
Vrai
Avec l’AVC, il y a blocage de circulation sanguine, donc manque d’O2 et de glucose.
Expliquer les événements d’un AVC menant à l’excitotoxicité
- Blocage de la circulation sanguine = manque d’apport en O2
- Pas de respiration aérobique (manque O2) = baisse ATP
- Dysfonction des pompes ATPase (qui régulent Ca)
- +++ Ca présynaptique = +++ libération glutamate
- +++ Ca postsynaptique = excitotoxicité
Quelle molécule permet d’induire le status épilepticus?
pilocarpine
augmente la transmission glutamatergique
La baisse d’expression de cette protéine lors du status épilepticus contribue à la baisse du nombre de GABAR à la membrane
Gephyrin
protéine d’échafaudage
En quoi est-ce que l’internalisation des GABAR postsynaptiques contribue à l’excitotoxicité lors du status épilepticus?
La réponse au glutamate est augmentée, car il y a perte de l’inhibition par le GABA.
Les niveaux de Ca augmentent
Quel gène impliqué dans la Sclérose latérale amyotrophique est important dans l’induction de l’excitotoxicité en lien avec cette maladie?
SOD1
Régulation des radicaux libres
Expliquer comment la mutation du gène SOD1, impliqué dans la SLA, mène à l’excitotoxicité
Le gène SOD1 normal est un anti-oxydant.
Muté, le gène ne régule plus les radicaux libres.
Il y a +++ radicaux libres:
- Ceux-ci affectent les transporteurs de glutamate
= Incapable de recapturer glutamate
V/F
Le mercure organique n’a pas les mêmes attributs d’excitotoxicité que le mercure inorganique
Faux
Le mercure organique (aliments) et le mercure inorganique (lieux de travail) ont les mêmes fonctions d’excitotoxicité
V/F
Une faible concentration de mercure est suffisante pour induire l’excitotoxicité
Faux
La concentration de Hg doit être très forte pour induire l’excitotoxicité
Décrire le mécanisme d’excitotoxicité induit par une intoxication au Hg
- Inhibition de la recapture de glutamate par les astrocytes
- Inhibe aussi la glutamine synthétase (qui transforme glutamate en glutamine)
- Augmente relâche glutamate (présynaptique)
- Inhibe VGAT (empêche de remettre glutamate en vésicule)
- Impact pas clair
- Augmente expression et activation des NMDAR (postsynaptique)
Lors d’un traumatisme crânien, que se passe-t-il si l’inflammation est activée par les cellules gliales en plus de la voie apoptotique?
Il peut y avoir de la nécrose
Quelle est la voie directe de l’inflammation en lien avec l’apoptose?
Radicaux libres créés dans la cellule en excitotoxicité vont attaquer les cellules gliales qui relâchent alors des médiateurs inflammatoires (cytokines)
Quelle est la voie indirecte de l’inflammation en lien avec l’apoptose?
Les médiateurs inflammatoires mènent à l’infiltration de cellules immunitaires qui relâchent d’autres cytokines
(neuroinflammation)
Quel médiateur inflammatoire est particulièrement impliqué dans l’augmentation de l’excitotoxicité?
TNF-alpha
Quelles sont les 3 actions principales de TNF-alpha dans l’augmentation de l’excitotoxicité?
- Diminue la recapture du glutamate par les cellules gliales
- Augmente l’action de la glutaminase (+++ glutamine transformée en glutamate)
- Stimule TNFR1
- 1 Insertion AMPAR sans GluR2 à la membrane (= perméable au Ca)
- 2 Internalisation de GABAR
V/F
L’activation des cellules gliales lors de l’excitotoxicité est toujours liée à une inflammation importante qui nuit à la récupération des fct neuronales
Faux
Peut aider ou nuire à la récupération
Nommer les 3 types de cellules gliales vus en lien avec l’inflammation et l’excitotoxicité (et le marqueur spécifique)
Astrocytes (GFAP)
Oligodendrocytes (NG2)
Microglies (CD1-1b)
Lors d’une lésion dans le système nerveux périphérique, quel est l’effet de l’activation gliale sur la guérison?
Aide la guérison
- Cellules gliales activées = facteurs de croissance activés
- Élimination des débris par les microglies
Lors d’une lésion dans le système nerveux central, quel est l’effet de l’activation gliale sur la guérison?
Inhibe la guérison
Cellules gliales émettent facteurs inhibiteurs qui empêchent la régénération des axones
Quels sont les 3 mécanismes de neuroprotection contre l’excitotoxicité vus en classe?
- Rétroaction directement à la synapse
- Activation de la unfolded protein response
- Activation des facteurs neurotrophiques
Dans le mécanisme de neuroprotection de rétroaction directement à la synapse, quel lien est clivé ?
Coupure du lien entre Neurexine et Neuroligine
complexe qui tient les côtés pré et post ensemble
Décrire les étapes générales de la rétroaction directement à la synapse
- Surplus d’activité à la synapse
- NMDAR peut activer ADAM10
- ADAM10 clive neuroligine
- gamma-sécrétase peut cliver une autre partie de ce complexe
- Synapse coupée = évite excitotoxicité
Lors de l’épilepsie, est-ce un bon signe si la fraction soluble de neuroligine augmente tandis-que la fraction membranaire diminue?
Oui
Signifie qu’il y a rétroaction directement à la synapse.
L’élagage de cette synapse peut éviter la perte du neurone par excitotoxicité
(mais signe que potentiel excito si continue comme ça)
Quel mécanisme de neuroprotection contre l’excitotoxicité est surtout associé au stress du réticulum endoplasmique induit par des protéines mal repliées?
Mécanisme de la unfolded protein response
Quelles 3 actions majeures sont enclenchées par la unfolded protein response (UPR)?
- Diminution de la traduction
- produire moins, mais mieux
- Augmentation de l’activation des chaperonnes
- module le repliement protéique
- Augmentation de l’activation des protéines ERAD
- veut baisser production radicaux libres / éliminer protéines mal repliées
Quels 2 facteurs neurotrophiques ont été spécifiquement présentés comme étant neuroprotecteurs vs l’excitotoxicité?
BDNF et NT3
NGF aussi, mais pas vraiment mentionné
Expliquer le concept général derrière la neuroprotection via l’activation des facteurs neurotrophiques
En augmentant les facteurs neurotrophiques (BDNF, NT3), il y a une augmentation de Bcl-2 (anti-apoptotique).
Plus il y a de Bcl-2, moins il y a de chance que tout le Bcl-2 soit inhibé par Bax.
Cela protège la fct de la mitochondrie
En ischémie, qu’arrive-t-il aux niveaux de neurotrophines?
BDNF augmente
Qu’arrive-t-il si le rescue des neurones endommagés pendant l’ischémie ne parvient pas à se faire dans les 24h suivant l’AVC?
Apoptose
Même si augmentation de BDNF
