Cours 21: construction et plasticité neuronale (Coralie)

Question 1

Quelle est la principale différence entre les mécanismes neuronaux pendant le développement vs. chez l’adulte ?

Answer 1

Chez les adultes, il y a moins de plasticité que le système nerveux en développement (donc moins de:)
1) naissance des neurones,
2) croissance des axones et des dendrites,
3) Émondage des branches
4) création des synapses

Question 2

V. ou F. ; il y a autant de modulation de la transmission synaptique chez l’adulte que pendant le développement.

Answer 2

Vrai

Question 3

À quoi servent les cônes de croissance?

Answer 3

Ce sont des structures qui aident les axones à se déplacer vers leur cible. On peut le comparer à une main qui cherche une cible.

Question 4

Qu’est-ce que l’émondage des branches ?

Answer 4

C’est la spécificité, le choix de cible des branches neuronales

Question 5

Comment un neurone réussit à atteindre sa cible ?

Answer 5

Grâce aux cônes de croissance

Question 6

Qu’est-ce qui permet au cône de croissance de grandir et se développer dans une direction ?

Answer 6

La réorganisation du cytosquelette (microtubule et actine) à cause des messagers intracellulaire comme le calcium (messager secondaire)

Question 7

Un signal attractif cause-t-il une polymérisation ou une dépolymérisation du cône de croissance ?

Answer 7

Polymérisation

Question 8

Le filopode est un bras, une extension du cône de croissance qui se forme grâce à ;
A) la polymérisation de l’actine
B) la dépolymérisation de l’actine

Answer 8

A)

Question 9

Il y a 2 façons de donner une direction aux cônes de croissance. Quelles sont-elles?

Answer 9

1) Matrice extracellulaire (par les molécules laminine qui se lient aux récepteurs intégrines sur les axones)
2) Fasciculation (interaction des autres axones avec la fibre pionnière par le moyen des CAM (cell adhesion molecules)

Question 10

Il y a 3 groupes de ligands et récepteurs pour le guidage de l’axone. Avec les indices, dites de quel ligand/récepteur il s’agit :
Ligand produit par la matrice extracellulaire, se lie à un récepteur sur la membrane de l’axone, permettant sa polymérisation.

Answer 10

Laminine (ligand produit par la matrice extracellulaire) et intégrine (récepteur sur l’axone)

Question 11

Il y a 3 groupes de ligands et récepteurs pour le guidage de l’axone. Avec les indices, dites de quel ligand/récepteur il s’agit :
Fonctionnent comme un ligand et récepteur à la fois et sont indépendantes du calcium.

Answer 11

CAM (cell adhesion moleculs)

Question 12

Il y a 3 groupes de ligands et récepteurs pour le guidage de l’axone. Avec les indices, dites de quel ligand/récepteur il s’agit :
Fonctionnent comme un ligand et récepteur à la fois et sont DÉPENDANTES du calcium.

Answer 12

Les cadhérines (sous-type de CAM dépendantes du calcium)

Question 13

Qu’est-ce que les facteurs chimiotropes ?

Answer 13

Facteurs chimiques qui donnent une direction au neurone.

Question 14

Facteurs tropiques vs facteurs trophiques ?

Answer 14

Tropiques = donne une direction
Trophiques = essentiels pour la survie des neurones

Question 15

Deux types de facteurs tropiques : facteurs chimio-attractifs et facteurs chimio-répulsifs. Comment fonctionnent les facteurs chimio-attractifs ?

Answer 15

chimio-attractif : signalisation de Netrin vers récepteur DCC, activant FAK (focal adhesion kinase) = activation voie signalisaiton intra cellulaire qui crée une polymération de l’actine.

Question 16

Deux types de facteurs tropiques : facteurs chimio-attractifs et facteurs chimio-répulsifs. Comment fonctionnent les facteurs chimio-répulsifs ?

Answer 16

Si les sémaphorines et leurs récepteurs, les plexines, sont présents sur l’axone, il y a répulsion de l’axone dans cette direction. C’est important qu’il y ait le ligand ET le récepteur associé sinon il n’y a pas de répulsion.

Question 17

Qu’est-ce que les éphrines ?

Answer 17

Facteur tropiques ayant 2 classes (éphrines EphA et EphB) et leurs récepteurs. Elles pourront favoriser ou inhiber la croissance des axones, dépend de la nature de la neurone.

Question 18

Quelle signalisation (chimioattractive ou chimiorépulsive) induit une augmentation du calcium intra-cellulaire ?

Answer 18

chimioattractive

Question 19

On fait une expérience et on applique du Semaphorine sur un cône de croissance. Est-ce qu’il va se développer ou se rétracter ?

Answer 19

Rétracter. (Semaphorine + récepteur plexine = chimio-répulsion)

Question 20

Vrai ou faux ; le prolongement des cônes de croissance forme les terminaisons synaptiques.

Answer 20

Vrai

Question 21

Lors d’une formation synaptique, le cône de croissance rencontre des cadhérines homophiles. Qu’est-ce que cela signifie ?

Answer 21

Il vient de rencontrer un autre neurone comme lui.

Question 22

Comment le cône de croissance, qui vient de rencontrer un autre neurone, peut déterminer s’il s’agit d’un neurone pré-synaptique vs. post-synaptique ?

Answer 22

Grâce aux facteurs d’induction Neurexine et Neuroligine ;
Neurexine lié aux neurones pré-synaptiques
Neuroligine lié aux neurones post-synaptiques.

Question 23

À quel type de récepteur va se lier notre cône de croissance ? Neuroligine ou neurexine ?

Answer 23

Neuroligine parce qu’il veut former une synapse, il doit donc se lier à un neurone post-synaptique.

Question 24

Vrai ou Faux ; la représentation topographique de la rétine au niveau du tectum est fixe, même après la rotation de l’oeil.

Answer 24

Vrai ; quand on fait une chx pour tourner l’oeil de la grenouille, et qu’elle voit une mouche en haut, ce sont maintenant ses récepteurs ventraux qui sont sollicités, ce qui fait qu’elle tire la langue en bas au lieu d’en haut. (sorry si c’pas super clair mais retenez que REPRÉSENTATION TOPOGRAPHIQUE DE LA RÉTINE AU NIVEAU DU TECTUM EST FIXE).

Question 25

Grâce à quel phénomène obtient-on un tectum divisé en 4 régions rétinotopiques spécifiques ?

Answer 25

En raison des différences dans l’expression des récepteurs et la concentration des ligands, les neurones sont attirés et repoussés de manière différentielle dans chaque région du tectum (les neurones provenant de la rétine exmpriment des quantités différentes de récepteurs sur leurs cônes de croissance)

Question 26

Imaginons qu’il y a une forte concentration de facteurs chimio-répulsifs en antérieur du tectum. Quel type de neurones retrouverons-nous en majorité dans cette région ?
A) Neurones avec beaucoup de récepteurs chimio-répulsifs
B) Neurones avec peu de récepteurs chimio-répulsifs

Answer 26

B)
Explication : Moins de récepteurs = moins sensibles au ligand répulsif.

Question 27

Maintenant, imaginons qu’en dorsal, il y a une forte concentration de facteurs chimio-attractifs. Quel type de neurone retrouverons-nous en majorité dans cette région ?
A) Des neurones avec peu de récepteurs chimio-attractifs
B) Des neurones avec beaucoup de récepteurs chimio-attractifs

Answer 27

A)
Explication : Comme les neurones avec peu de récepteurs ont besoin d’une forte concentration, ils vont faire de la compétition aux neurones avec beaucoup de récepteurs. Ces derniers resteront dans la zone à faible concentration et seront contents quand même parce qu’ils ont beaucoup de récepteurs.

Question 28

Sommaire jusqu’à maintenant : la matrice extracellulaire contient des macromolécules attachées à la matrice permettant aux axones de se guider. Les gradients de concentration de ces molécules peuvent donner une identité distincte à chaque région du SNC.

Answer 28

On lâche pas :)

Question 29

Comment sont relâchés les neurotrophines (facteurs assurant la survie des neurones) ?

Answer 29

Par l’interaction entre les neurones et leur cible.

Question 30

Lors d’une expérience, nous procédons à l’ablation d’un bourgeon de membre, ce qui diminue les sites pouvant être innervés sur la moelle épinière. Que se passe-t-il avec les neurones?

Answer 30

Comme il y moins de connexions suite à l’ablation, il y a moins de facteurs neurotrophiques pouvant maintenir les neurones en vie. Les neurones qui perdent la compétition pour les cibles et les facteurs neurotrophiques disponibles sont éliminés par apoptose.

Question 31

Qu’est-ce que le concept de « Validation des cibles » (en lien avec la naissance et le développement des neurones) ?

Answer 31

À la naissance, les neurones sont convergents et font synapse sur plusieurs cibles, en compétition avec d’autres neurones. Régulés par les facteurs trophiques, certains neurones vont gagner la compétition et augmenter leur degré d’innervation sur une cellule (divergence). C’est la validation des cibles.

Question 32

V. ou F. : les neurotrophines influencent les différents neurones d’une façon différente

Answer 32

Vrai (certains neurones ne réagissent pas à certains facteurs trophiques à cause des différents récepteurs présents au niveau des différents neurones)

Question 33

Les ligands neurotrophiques immatures vont-ils se lier aux récepteurs p75 ou Trk ?

Answer 33

Récepteur p75

Question 34

Quel est le résultat d’une liaison des ligands neurotrophiques aux récepteurs Trk ?

Answer 34

Enclenche une suite de réaction favorisant la survie de la cellule, la formation de neurites et la différenciation neuronale. Bref, cette liaison supporte la plasticité des neurones.

Question 35

Vrai ou faux ; selon la nature de neurotrophine (NGF vs. BDNF, etc.), l’action résultante est différente.

Answer 35

Vrai, l’action des neurotrophines dépend de trois facteurs, dont la nature de neutrotrophine.

Autres facteurs :
- Combinaison des récepteurs de la membrane
- Voie intracellulaire qui est activé par les récepteurs

Question 36

Vrai ou faux ; l’action des neurotrophines ne dépend pas de la combinaison des récepteurs dans la membrane.

Answer 36

Faux, la combinaison des récepteurs dans la membrane est un facteur influençant l’action des neurotrophines.

Question 37

Vrai ou faux ; l’action des neurotrophines dépend, entre autres, de la voie intracellulaire activée par les récepteurs

Answer 37

Vrai

Question 38

Quel est le résultat d’un ligand neurotrophique à un récepteur p75?

Answer 38

Mort cellulaire et arrêt du cycle cellulaire ou, dans des cas d’exceptions, la croissance des neurites.

Question 39

Vrai ou faux ; des substanches trophiques (macromolécules) sont échangées entre la cible et le neurone.

Answer 39

Vrai, lors de l’activité neuronale, des signaux rétrogrades sont libérés (facteurs trophiques permettant la survie du neurone).

Question 40

Qu’est-ce que l’effet de l’habituation ?

Answer 40

La stimulation répétée (ici, on stimule à répétition le siphon de la limace de mer) entraîne une habituation sensitive (ici, la limace de mer réduit sa rétraction de son siphon après plusieurs stimulations répétées).

Bref, c’est l’atténuation de la réaction à un stimulus présenté de façon répétitive, ou la désensibilisation aux stimuli qui perdent leur sens ou leur nouveauté.

Question 41

Qu’est-ce que l’effet de sensibilisation ?

Answer 41

On continue avec la limace de mer. Après son effet d’habituation, où elle a réduit sa réponse de rétraction après les stimulations répétées, on lui donne un choc électrique. Cela réactive la forte rétraction de son siphon (c’est l’effet de sensibilisation).

Autrement dit, c’est l’augmentation de la réponse à un stimulus suite à l’exposition à un stimulus intense ou douloureux. Ça attire l’attention sur des stimuli qui auparavant étaient inoffensifs, puisqu’ils sont potentiellement accompagnés de conséquences dangereuses.

Question 42

Quel est l’effet de l’entraînement sur la force et la durée de la rétraction du siphon de la limace de mer ?

Answer 42

Si on entraîne la limace de mer en lui donnant des chocs répétés (4/jour pendant 4 jours), on remarque que la réponse de rétraction sera plus forte que si on donne des chocs uniques. C’est l’effet de l’entraînement.

Question 43

Vrai ou faux ; l’habituation et la sensibilisation ont lieu au niveau de la synapse entre les neurones sensoriels et moteurs.

Answer 43

Vrai.

Question 44

Vrai ou faux ; le mécanisme de sensibilisation avec le choc électrique est causé par une stimulation plus grande du neurone sensitif du siphon qui se résulte en un plus grand potentiel d’action au bouton pré-synaptique.

Answer 44

Faux ; le choc électrique stimule le neurone sensoriel de la queue qui fait synapse avec un interneurone facilitateur qui lui fait synapse avec le neurone sensoriel du siphon (pré-synaptique), facilitant donc sa transmission synaptique avec le neurone moteur post-synaptique (qui fait la rétraction du siphon). On expliquera le mécanisme dans la prochaine question.

Question 45

L’interneurone étant stimulé, il libère de la sérotonine provoquant l’activation des récepteurs de la sérotonine. Ces récepteurs sont situés sur la membrane du neurone pré-synaptique ou post-synaptique ?

Answer 45

Neurone pré-synaptique ; le neurone sensitif.

Question 46

L’activation des récepteurs de la sérotonine sur le bouton pré-synaptique induit l’activation de l’adénylcyclase et la production d’AMPc (par l’entremise d’une protéine G). L’AMPc cause l’activation de la PKA (protéine-kinase A) qui va phosphoryler (bloquer) …
A) les canaux potassiques ?
B) les canaux sodiques ?
C) les canaux calciques ?

Answer 46

A) les canaux potassiques

Question 47

Quel est le résultat de la phosphorylation (blocage) des canaux potassiques ?

Answer 47

Empêche le potassium de sortir de la cellule, ce qui empêche sa repolarisation (le calcium continue de rentrer pendant que le potassium ne peut pas sortir). La dépolarisation est donc prolongée.

Question 48

Quel est le résultat d’un influx de calcium prolongé dans la cellule pré-synaptique ?

Answer 48

La libération de neurotransmetteurs est plus élevée, ce qui induit une plus grande dépolarisation post-synaptique, donc une plus grande réponse post-synaptique (d’où la plus grand rétraction du siphon lors du choc électrique).

Question 49

Vrai ou faux ; l’effet de la sensibilisation à long terme (effet de l’entraîne) induit la transcription de nouveaux gènes.

Answer 49

Vrai!

Question 50

Comment la transcription de nouveaux gènes, pendant le phénomène de sensibilisation à long terme (entraînement), permet de maintenir la sensibilité à long terme ?

Answer 50

Grâce à une protéine (l’ubiquitine hydroxylase) qui augmente la dégration des sous-unités régulatrices de la PKA, entraînant ainsi une augmentation et une persistance des sous-unités catalytiques PKA qui font le blocage des canaux potassiques (dans le fond, on inhibe les protéines régulatrices qui détruisent les protéines qui bloquent les canaux potassiques, ça fait qu’on garde la dépolarisation encore plus longtemps)

Question 51

Faites la distinction entre la sensibilisation à court terme et à long terme.

Answer 51

À court terme, la sensibilisation est indépendante de la synthèse de protéine (c’est-à-dire que les nouveaux gènes l’affectent au niveau des canaux potassiques)

À long terme, la sensibilisation devient dépendante de la synthèse des protéines (donc le système s’habitue au blocage des canaux potassiques, il ne fonctionnerait plus si on arrêtait de synthétiser ces nouveaux gènes).

Question 52

Quel est l’avantage d’étudier des tranches de l’hippocampe

Answer 52

Les circuits dans les tranches restent intacts. Cela constitue un modèle idéale pour analyser les modifications de la transmission synaptique.

Question 53

L’induction de la PLT (potentialisation de long terme) avec une stimulation à haute fréquence (100Hz), cause une dépolarisation forte de la cellule _____________ (présynaptique ou postsynaptique?)

Answer 53

postsynaptique

Question 54

Que signifie la spécificité d’une potentialisation à long terme d’un neurone pyramidale ?

Answer 54

Ça signifie que si on stimule un neurone, malgré une forte stimulation, il y a seulement la synapse de ce neurone qui est active. Un autre neurone non stimulé n’aura pas de synpase active.

Question 55

Que signifie l’associativité de la PLT d’un neurone pyramidale ?

Answer 55

Ça signifie que si on fait une forte stimulation d’un neurone, et une faible stimulation d’un autre neurone rapproché, il y aura associativité impliquant une activité synaptique dans les deux neurones. Ressemble au conditionnement répondant du chien avec la cloche et le steak.

Question 56

Quels sont les deux types de récepteurs glutamatergiques post-synaptiques ?

Answer 56

Récepteur AMPA et récepteur NMDA

Question 57

Quel récepteur est bloqué par l’ion de magnésium ?

Answer 57

NMDA

Question 58

Pourquoi/comment le magnésium bloque-t-il le récepteur NMDA

Answer 58

Ayant une charge positive, il est attiré à l’intérieur de la cellule post-synaptique (dont le potentiel de repos est autour de -70mV). Mais, il est trop gros pour traverser le canal du récepteur, donc il reste coincé dans l’entrée.

Question 59

Quelle est la différence entre une activité à haute fréquence et un stimulus simple sur la cellule post-synaptique ayant des récepteurs AMPA et NMDA ?

Answer 59

La stimulation à haute fréquence provoque une forte libération de glutamate. Cela active plusieurs récepteurs AMPA = plus grand influx de sodium, = plus grande dépolarisation cellule post-synaptique, = répulsion du magnésium qui bloque récepteur NMDA, = libération du passage pour les ions calcium qui augmentent encore plus la dépolarisation = activation de certaines kynases dépendantes du calcium

Question 60

Que provoque l’activation de certaines kynases par le calcium ?

Answer 60

Exocytose de nouveaux récepteurs AMPA, et par conséquent, une augmenttion de la transmission synaptique (augmente encore + dépolarisation)

Question 61

Vrai ou faux ; l’induction répétée de la PLT provoque la transcription de gènes spécifiques qui induisent des changements morphologiques des neurones, tels que la croissance des épines et l’élargissement des synapses.

Answer 61

Vrai

Question 62

Qu’est-ce que la dépression synaptique à long terme (DLT) ?

Answer 62

Stimulation à basse fréquence (1Hz) provoque aussi l’activation des récepteurs NMDA, mais l’influx de calcium provoque une réaction opposée aux stimulations de haute fréquence ; on va avoir une activation des phosphatases (au lieu des kinases), qui eux provoquant l’endocytose des récepteurs AMPA. = Réduction de la transmission synaptique.

Question 63

Quel facteur permet de déterminer l’induction de DLT vs. PLT ?

Answer 63

La quantité de calcium libre dans la cellule postsynaptique.

Question 64

Que signifie une petite quantié de calcium libre dans la cellule postsynaptique ? une activation de phosphotases ou de kinases ?

Answer 64

Activation de phosphotases, endocytose des récepteurs AMPA (DLT)

Question 65

Que signifie une grande quantité de calcium libre dans la cellule postsynaptique ? La PLT ou la DLT ?

Answer 65

La PLT (activation des kinases)