Cours 21: construction et plasticité neuronale Flashcards
- Qu’est-ce qu’un neurone cherche ?
- Donne un exemple d’un neurone et les étapes importantes afin qu’il trouve ce qu’il cherche.
1. Il cherche sa cible pour l'innerver (pour faire synapse de ce que j'ai compris).
2. Le neurone ganglionnaire dans la rétine :
(1) Croissance dirigée vers le nerf optique.
(2) Entrée dans le nerf optique.
(3) Extension à travers le nerf optique.
(4) Décision de rester ipsilatéral ou de passer du côté contralatéral au niveau du chiasma optique.
(5) Extension à travers le tractus optique.
(6) Entrée dans le tectum optique.
(7) Navigation vers une position rostrocaudale et dorsoventrale appropriée dans le tectum.
(8) Descente à partir de la surface du tectum.
(9) Arrêt à une couche appropriée et formation d'une arborescence terminale rudimentaire.
(10) Affinement de l'arborescence.
- Quels sont les mécanismes neuronaux disponibles pendant le développement (donne les dans l’ordre: début à fin) ?
- Qu’est-ce que ces mécanismes donnent comme résultat?
- Parmi les mécanismes nommés en 1), quels sont ceux qui arrive durant le développement?
1)
- Naissance des neurones
- Croissance des axones et des dendrites
- Émondage des branches (sélection des branches de neurone)
- Création des synapses
- Mort des neurones (seulement certaines parties des neurones vont survivre)
- Modulation de la transmission synaptique (+ fort vs + faible; on parle de plasticité synaptique)
2) Résultat : un calibrage fin du SNC en voie de développement.
3) Les 5 premiers.
Que peut-on dire des mécanismes neuronaux disponibles pendant le développement vs chez l’adulte ?
Quel est le but de la réadaptation au niveau des mécanismes neuronaux disponibles chez l’adulte ?
Ce sont les même mécanismes, mais ces derniers sont plus faibles et ont moins de plasticité chez l’adulte.
Le but de la réadaptation est de maximiser cette plasticité neuronale, surtout en travaillant avec le 6e mécanisme, soit la modulation de la transmission synaptique.
Note: On ne parlera pas de naissance et croissance des neurones.
Concernant le mécanisme suivant les deux mécanismes nommées ci-haut:
- Comment se nomme le mécanisme ?
- Que permet ce mécanisme au neurone ?
- Au départ, est ce que les neurones du cortex moteur et du cortex visuel innervent les mêmes régions ?
- Comment est obtenue l’innervation spécifiques de régions cibles ?
- Donne un exemple qui supporte la réponse 2.
1. Émondage des branches
2. Permet au neurone de se spécialiser.
3. Oui. Donc, elles innervent pas encore des régions spécifiques.
4. Par **élagage des neurones** non spécifiques à la région cible. Élagage = se débarasser/ébrancher.
5.
Exemple 1: Les neurones du cortex visuel élaguent les branches innervant les cibles liées à la motricité car ces neurones ne sont pas spécifiques à la région cible (c'est plutôt les branches innervant le tectum optique qu'on veut garder).
Exemple 2 : Les neurones moteurs élaguent les branches innervant le tectum optique car ces branches ne sont pas spécifiques à la région cible (c'est plutôt les branches innervant les cibles liées à la motricité qu'on veut garder).
| Donc, neurone innerve les cibles liées à ce que neurone est spécifique
- Suite à leur spécificité, à l’aide de quoi se déplacent les axones vers leur cibles ?
- Donne la définition de la réponse.
- Nomme les composantes de son cytosquelette.
- Ses composantes se trouvent au même endroit dans le cytosquelette du cône ?
- Éventuellement, que forme la structure nommée en 1. Comment peut-elle arriver à cela ?
1. Cônes de croissance
2. Une structure spécialisé au bout de l'axone qui est entourée de filopodes .
3. Composé d'actine filamenteuse et de deux formes de microtubules.
4. Non, une des formes de microtubules se trouvent seulement au niveau de l'Axone, etc. (voir image).
5. Le cone de croissance forme éventuellement la terminaison synaptique. Elle arrive à cela grâce à sa capacité à bouger (mobilité).
1.La mobilité du cône de croissance est basée sur quoi ?
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2.Qui cause la réorganisation du cytosquelette ?
3.Comment décrit-on l’organisation du cytosquelette?
1. Basée sur une réorganisation du cytosquelette (micotubules et actine)
2. Cette réorganisation est dû à des messagers intracellulaire (soit des molécules traversant la membrane cell. du cône) comme le calcium.
3. **L'organisation du cytosquelette est bidirectionnelle**. On retrouve la polymérisation de l'actine et sa dépolymérisation.
Note : selon moi, ce que le prof veut dire par bidirectionnelle c'est que l'organisation va dans les 2 directions suivantes: polymérisation (construction d'un polymere pour bouger) et dépolymérisation (destruction du polymere). Ces mots sont abordés plus tard.
| Donc, on a déjà premières molécules qui vont former ligand, récepteur.
Qu’est-ce que la polymérisation ?
Et la dépolymérisation ?
La polymérisation est une rx qui consiste à combiner des molécules d’actine pour produire des polymères. Cela va induire une extension du cytosquelette du cône et donc son mouvement.
La dépolymérisation détruit les polymères présents et ne permet donc pas l’extension du cone.
On dit polymérisation, mais en vrai c’est polymérisation de l’Actine.
Concernant la faciculation et les fibres pionnières :
1. Que crée la matrice extracellulaire ? À qui crée t-elle cela ?
2. Où se trouvent la laminine et les intégrines ?
3. Quelles sont leur rôle ?
4. Qu’est-ce qu’une fibre pionnière ?
5. Qui intéragit avec cette fibre pionnière et à l’aide de quoi ?
1. Crée une autoroute pour les neurones.
2. La laminine sont des molécules qui couvrent la surface de la matrice extracellulaire. Les intégrines sont des récepteurs de la laminine (se trouvent sur la laminine).
3. Elles guident les fibres pionnières : la laminine donne la direction de mouvement à l'axone. L'intégrine active une voie de signalisation intracellulaire qui active des kinases qui permettent (au cone et donc) à l'axone de se déplacer.
4. C'est le premier axone, soit celui qui se lie avec les récepteurs/les intégrines.
5. Les autres neurones intéragissent avec cette fibre et ce à l'aide des CAM (molécules d'adhésion cellulaire) qui sont indépendantes du calcium*.
## Footnote
*: De ce que j'ai compris, le calcium cause la réorganisation des molécules du cytosquelette. Les CAM ne seront pas influencer par le Ca, donc elles ne vont pas perdre leurs liaisons.
Concernant les différents groupes de ligands et de récepteurs pour le guidage de l’axone :
A. Que sont les laminines, le collagène et les fibronectines? Quels sont leurs récepteurs ?
B. Les CAM fonctionnent comme quoi ?
C. Qui sont les cadhérines ? XD
A) Laminine, collagène et fibronectines sont des molécules d’adhérence cellulaire de la matrice extracellulaire. Les intégrines sont leurs récepteurs qui forment une voie de signalisation intracellulaire qui active les kinases permettant la polymérisation et donc le mouvement du cone de croissance.
B) Les CAM fonctionnent comme ligand et récepteur.
C) Les cadhérines sont les CAM qui sont dépendantes du calcium. Elles agissent comme ligand ou récepteur.
La maj des CAM sont indépendantes au Ca2+
Concernant les différents groupes de ligands et de récepteurs pour le guidage de l’axone :
A) Pour que le neurone de la cible dépende d’un ligand, que faut-il que ce neurone exprime ?
B) Quel type de facteurs donnent une direction aux neurones (ex : aller à gauche) en permettant la polymérisation ?
C) Comment le type de facteur en B) permet la polymérisation ?
D) Quel type de facteur permet la répulsion des neurones d’une cible qui n’est pas la bonne?
E) Comment le facteur en D) permet cette répulsion ?
F) Qu’est-ce que les éphrines et leur rôle ?
A) Le neurone doit être capable d’exprimer le récepteur du ligand pour que le ligand se colle à celui-ci.
B) Facteurs chimiotropes (comme des facteurs chimio-attractives).
C) Facteurs chimiotropes sécrète la nétrine (la signalisation de Netrin) vers DCC, activation de FAK (focal adhesion kinase) et en conséquence activation de Src+Fyn+Rho pour modifier l’actine et déplacer le cone de croissance.
D) Facteurs chimio-repulsif.
E) Par la sécrétition (ou encore la fixation sur la surface de la mauvaise cible) de semaphorines (signaux répulsifs) et par les plexines, soit leurs récepteurs sur l’axone.
F) Les éphrines: deux classes de protéines (EphA et EphB) qui agissent comme ligands à leurs récepteurs (tyrosine-kinase). Les éphrines peuvent favoriser ou inhiber la croissance des axones.
V ou F : les facteurs tropiques et les facteurs trophiques sont la même chose ?
Faux, les facteurs trophiques sont des facteurs de survie du neurone alors que les facteurs tropiques sont les facteurs qui guident le neurone dans la bonne direction.
Concernant l’interaction du cone de croissance avec son environnement :
Qu’est-ce que la signalisation chimioattractive induit au niveau intracellulaire ? Que peut-on conclure ?
Que vois-tu sur cette image ? Indice : le neurone a reçu de la semaphorine.
Induit une augmentation du calcium intracellulaire qui, par la voie de signalisation intracellulaire, amène la polymérisation et donc le déplacement du cone de croissance.
On peut conclure que le cone de croissance est dépend de la signalisation intracellulaire pour se déplacer vers une région.
Dans l’image, on voit un cone de croissance qui se rétracte suite au contact avec la semaphorine (chimiorépulsion).
Concernant la formation de synapses :
- Quel est le premier stade pour qu’un neurone fasse synapse ?
- Quel est le 2e stade pour qu’un neurone fasse synapse ?
- Qui permet l’étape 2) et comment ?
- Il faut qu’il trouve un neurone/une cible et que cette cible exprime des molécules d’adhérence, soit les cadhérines homophiles (fact. d’adhésion). Ces facteurs aime les mêmes et donc dit que la cible fait partie des bonnes cibles.
- il faut savoir si c’est un site pré-synaptique et/ou post-synaptique (le neurone cherche post-synaptique).
- Les CAM (molécules d’adhérence cellulaires) induisent l’expression des facteurs d’induction (neurolignie et neurexine) hétérophiles qui sont spécifiques pour des sites pré-synaptique (neurexine) ou post-synpatque (neurolignie). Donc, si la cible exprime la neurolignie, alors c’est la vraie bonne cible = synapsssseeee.
Voila comment un neurone forme synapse après être né lol.
Concernant la mise en place de la rétinotopie :
- Qu’est-ce que la rétinotopie ?
- Que peut-on dire de celle-ci?
- Explique une expérience
1. Rétinopathie est une représentation topographique de la rétine au niveau du tectum.
2. La représentation est fixe même après la rotation de l’œil.
3. On a pris une grenouille avec des yeux placés au bon endroit (voir image avec A, B, C, D). L'expérience consiste en une chx pour tourner l'oeil d'une grenouille afin que le côté dorsal D (haut) de l'oeil soit à la place du côté ventre V (bas) de l'oeil, etc. Après, on fait voler une mouche en dorsal (haut) de la grenouille et on regarde si la grenouille va arriver à attraper la mouche normalement.
Résultat de l'expérience : la mouche est en dorsal et vu que **ce qui remplace la région dorsal de l'oeil est le côté ventral,** les neurones du côté ventral **ont stimulé le mouvement de la langue pour aller en ventral**. Cela montre que la présence des neurones est seulement dans une région du tectum optique (côté dorsal de l'oeil innerve seulement côté dorsal du tectum peu importe la stimulation qu'il recoit) et que cette innervation est fixe. **Il y a donc une représentation topographique au niveau du tectum et du cerveau**.
Concernant la mise en place de la rétinotopie :
- Quel modèle allons nous utilisé pour cette mise en place (pas le vrai en réalité) ?
- Donne un exemple de ce modèle.
Modèle: la superposition de deux gradients de molécules donne une adresse unique.
Exemple : nous prenons un facteur chimio-répulsif et un facteur chimio-attractif et nous créons pour chacun d'eux **un gradient de concentration dans le tectum optique**: chimio-répulsif antérieur vers postérieure et chimio-attractive ventral vers dorsal (voir image).
Concernant la mise en place de la rétinotopie :
Suite à la mise en place d’un gradient de concentration dans le tectum optique, qu’est-ce qu’on peut remarquer au niveau de la position des neurones dans le tectum ? (ne donne pas l’explication, ce sera pour une autre carte).
Les neurones provenant de la rétine expriment des quantités différentes de récepteurs sur leurs cônes de croissance. Les neurones provenant de la région antérieure de la rétine ont une expression plus élevée de récepteurs pour les facteurs chimio-répulsifs que ceux provenant de la région postérieure. Vice versa, les neurones de la région ventrale de la rétine ont une expression plus élevée de récepteurs pour les facteurs chimio-attractifs que les neurones qui proviennent de la région dorsale.
Le plus le neurone a de récepteurs et plus il sera sensible aux facteurs.
Concernant la mise en place de la rétinotopie :
Pourquoi les neurones dans le tectum sont disposés de la sorte (voir image) ?
Gradient chimio-répulsif :
Les neurones avec bcp de récepteurs vont être sensibles au facteurs chimio-répulsif. Ça veut dire que ces facteurs auront un fort effet de répulsion sur ces neurones. Donc, les neurones vont se trouver dans la région avec faible concentration de facteurs chimio-répulsif. C’est une question aussi de survie (moins de compétition dans cette région). Même logique pour neurones avec peu de récepteurs (peuvent ête dans région avec forte concentration car faiblement sensible).
Gradient chimio-attractif :
Les neurones avec bcp de récepteurs n’ont pas besoin d’une grande concentration de facteurs chimio-attractif pour être attirés. Ils se retrouvent donc dans la région avec une faible concentration de facteurs. Les neurones avec peu de récepteurs (donc faiblement sensible aux facteurs) ont besoin d’une forte concetraton de facteurs pour être attirés vers une région. Ils se retrouvent donc dans la région avec forte concentration de récepteurs. Leur emplacement leur évite de compétitionner pour leur survie.
Donc, sachant que les neurones avec une quantité variable de récepteurs s’installent dans différentes régions selon leur sensibilité aux facteurs chimio-répulsifs et chimio-attractifs, qu’est-ce qu’il en résulte au niveau du tectum ?
Superposition des deux gradients et des neurones selon leur sensibilité = Il en résulte une carte rétinotopique spécifique permettant un calibrage fin de la rétine
V ou F :
- Le 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.
- Les systèmes sensoriels (auditif, visuel, etc) ne contiennent pas des cartes de surfaces sensorielles construites par ces gradients de molécules.
- V
- V
- F : les systèmes contiennent ces cartes de surfaces sensorielles.
Résumé des cartes précédentes que je voulais ajouter juste au cas où.
- L’intéraction entre les neurones cause la relâche de quoi ?
- Que sont les facteurs neurotrophiques ?
- Si on fait l’ablation d’un bourgeon du membre d’un embryon de poulet, qu’arrive t-il au niveau de la moelle ?
- Qu’arrive t-il au neurones qui perdent la compétition ?
- Qu’est-ce qui arrive si on fait la greffe d’un bourgeon de membre surnuméaire (surnombre de facteurs neurotrophoques ?) à l’endroit où il y a eu l’ablation ?
- Relâche des neurotrophines (facteurs neurotrophiques).
- Facteurs pour la survie des neurones qui causent la compétition entre les neurones pour des cibles et donc pour leur survie.
- Il y a diminution des sites qui peuvent être innervés sur la moelle. Il y a donc une diminution de neurones qui peuvent innerver la région et une diminution des facteurs trophiques (dû à l’ablation du bourgeon). Donc, les neurones sont en concurrence pour les cibles et les facteurs neurotrophiques qui soutiennent leur survie.
- Les neurones qui perdent la compétition sont éliminés par apoptose.
- Greffe d’un bourgeon de membre surnuméraire augmente les sites qui peuvent être innervés et permet à plus de neurones de recevoir des facteurs neurotrophiques (bourgons amène plus de facteurs ?).
Rappel :
Qu’est-ce que la convergence ?
Qu’est-ce que la divergence ?
Chez quels neurones pouvons-nous bien voir ces deux principes ?
Convergence = nombre d’afférents par cellule cible.
Divergence = nombre de connexions effectuées par un neurone.
Chez les motoneurones.
Comment sont les cellules préganglionnaires à la naissance, puis à leur maturité au niveau des phénomènes de convergence et divergence ?
Sachant que plus la synapse est grande et plus il y aura présence d’une grande qnt de facteurs trophiques: À quel moment de vie de la cellule préganglionnaire, il y aura présence d’une grande qnt de facteurs trophques ?
Qst 1 : voir image
Qst 2 : À maturité, car divergence ↑ (grande synapse, plus de facteurs neurotrophiques dans le site de la synapse, ce qui va favoriser le neurone qui en reçoit le +)
Concernant les facteurs trophiques :
Explique le phénomène qu’on voit sur ces images (avec un neurone bleu et un neurone vert).
La cellule cible donne des facteurs trophiques aux neurones bleu et vert. Cependant, le neurone vert reçoit un peu plus de facteurs trophiques (sans aucune raison) qui vont favoriser sa survie. Donc, il va gagner contre le neurone bleu en faisant plus de synapses et donc en innervant plus de territoires, ce qui va causer la mort du neurone bleu qui ne recoit pas assez de facteurs pour sa survie.
V ou F : Les neurotrophines influencent la survie par des effets locaux. Explique.
Vrai.
Expérience : Des cloisons de téflon séparent les compartiments 1, 2 et 3 (2 et 3 ont des neurones et 1 a leur corps cell.). Des NGF (facteurs de croissance neuronale) sont ajoutés au compartiement 3. On remarque alors que les neurones sont maintenus dans le compartiment 3 et que leurs ramifications prolifèrent dans ce compartiment alors que ramifications des neurones dans le compartiment 2 régressent (car il n’y a plus de NGF pour croissance neurone).
NGF : sont là pour aggrandir branches des neurones + pour leur survie
Concernant la spécificité des récepteurs aux neurotrophines :
1. Nomme les deux récepteurs sensibles aux neurotrophines (leurs ligands) ?
2. Comment une neurotrophine immature devient mature ?
3. Nomme les ligands neurotrophiques du récepteur p75 et ceux du récepteur Trk.
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4. Qu’amène l’activation d’un récepteur Trk ?
5. Les récepteurs p.75 ont une faible et une forte affinitée pour quelles neurotrophines ?
6. Les récepteurs Trk ont une faible et une forte affinitée pour quelles neurotrophines ?
- Trk et p75.
- Neurotrophine immature devient mature par clivage protéolytique.
- Récepteur p75 : BDNF, NGF, NT-4/5, NT-3.
Récepteur Trk A : NGF
Récepteur Trk B : BDNF, NT-4/5, NT-3
Récepteur Trk C : NT-3 - Lorsqu’activé, Trk (récepteur tyrosine kinase) active une kinase qui va activer la voie de signalisation intracellulaire.
- p75 : faible affinité pour neurotrophines matures, forte affinité pour neurotrophines immatures.
- Trk : faible affinité pour neurotrophines immatures, forte affinité pour neurotrophines matures.
Cliver = modifier
Voici une image récapitulative de la transmission synaptique.
Plusieurs phénomènes synaptiques (à la base de l’apprentissage et de la mémoire) ont été étudiés chez l’Aplysie (car nb constant et faible de neurones), il est donc important de répondre aux questions suivantes :
- Où se situe la branchie (ouie) de l’Aplysie ?
- À quoi sert le siphon de l’Aplysie ?
- Qu’est-ce qui arrive ai qqch touche le siphon ou le manteau de l’Aplysie ?
- La branchie (ouie) de l’animal est située sur son dos et protégée par le manteau.
- Son siphon est employé pour aspirer l’eau et la répandre sur la branchie.
- Si quelque chose touche le manteau ou le siphon, l’animal rétracte le siphon et la branchie pour les rendre moins vulnérables. C’est un réflexe (réflexe du retrait de la branchie)!!
Concernant le réflexe du retrait de la branchie :
- Qu’est-ce qu’entraine la stimulation répétées du siphon ?
- Qu’est-ce qui peut rétablir le réflexe (la rétraction) ?
- Qu’est-ce qui peut causer une plus grande rétraction du siphon ?
- Si on entraine le siphon avec des stimulations, que va t-il se produire ?
- Donne le nombre de jours qu’il faut pour que la rétraction du siphon disparaisse pour les nombres de choc à la queue suivants :
1 choc :
4 chocs simultanés :
4 chocs simultanés/jour pendant 4 jours :
- La stimulation répétée du siphon entraîne une réduction de la rétraction du siphon (effet de l’habituation et de l’apprentissage : aplysie apprend que la stimulation n’est pas dangereuse). Même principe pour la stimulation de la branchie.
- Un choc électrique à la queue rétablit la rétraction (effet de la sensibilisation).
- Plus grande rétraction quand on donne un choc à la queue du siphon, puis à l’animal. (voir image D)
- Effet de l’entraînement sur la force et la durée de la rétraction du siphon.
- Réponses : (voir image E)
1 choc : 4 jours
4 chocs simultanés : 1 semaine
4 chocs simultanés/jour pendant 4 jours : plusieurs semaine (ressemble à mémoire)
- Réponses : (voir image E)
Concernant la facilitation du réflexe du retrait de la branchie :
- Quels neurones sont impliqués dans le circuit neuronal du réflexe du retrait de la branchie ?
- Lors d’une stimulation répétée, qu’arrive t-il au niveau de ce circuit neuronal ?
- Combien de temps a-t-il fallu pour stimuler le nerf de la queue de l’Aplysie ?
1.
- Neurone sensoriel : stimulé quand stimulation du siphon et/ou de la queue. Fait synapse avec neurone moteur et interneurone.
- Neurone moteur : Cause la rétraction de la branchie.
- Interneurone (et interneurone facilitateur) : fait des innervation axo-axoniques et stimule le neurone sensoriel.
2.Avec répétition : diminution de la réponse post synaptiqu amenant un phénomène d’habituation localisé dans la synapse entre le neurone sensitif et moteur. C’est aussi à cette synapse que se passe la sensibilisation.
3.Temps : 50 min et 20 secondes
Axo-axonique = synapse entre deux axones.
Concernant les mécanisme cellulaires de la sensibilisation à long terme (pré-synaptique) :
- Ces derniers seront causés/débutés par quoi ?
- Qu’est-ce que ces mécanismes vont induire ? Donne un exemple.
- Concernant l’exemple : ce qui sera induit va causer quoi au niveau du mécanisme cellulaire pré-synaptique ?
- Ces mécanismes cellulaires seront débutés avec l’entrainement (stimulations répétitives). Dans tes notes tu as ajouté stimulations 4x pour 4 jours.
- Avec l’entrainement (stimulation répétitives), il y aura transcription de nouveaux gènes qui va induire l’expression de certains gènes au cours de la sensibilisation à long-terme.
Par exemple : La transcription de nouveaux gènes amène la formation (l’expression) d’une enzyme, l’ubiquitine hydroxylase. - Cette enzyme augmente la dégradation dépendante des sous-unités régulatrices de la PKA par l’ubiquitine, entraînant ainsi une augmentation et une persistance plus longue des sous-unités catalytiques de la PKA. Ces sous-unités catalytiques phosphoryle les canaux potassiques, ce qui entraîne leur inactivation et bloque ainsi la repolarisation (Canaux Ca2+ vont dépolariser longtemps).
Si on parlait toujours des Aplysies, on voit que l’entrainement augmenterait la rétraction de leurs branchies.
Quel est l’importance de l’hippocampe ?
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L’étude de patients amnésiques a montré que l’Acquisition de connaissances déclaratives dépend de quoi ?
Importance pour la mémoire déclarative.
L’acquisition de connaissances déclaratives dépend de l’intégrité de l’hippocampe et de ses connexions sous-corticales avec les corps mamillaires et le thalamus dorsal.
Les tranches d’hippocampe constituent un modèle idéal pour quoi ?
Quel est l’avantage de ces tranches ?
Que nous permet cet avantage ?
Les tranches d’hippocampe constituent un système modèle idéal pour analyser les modifications de la transmission synaptique, c’est-à-dire la plasticité synaptique.
Un grand avantage des tranches d’hippocampe est que les circuits restent intacts et préservés.
Cet avantage nous permet de faire des enregistrements au niveau de la synapse entre les collatérales de Schaffer (CA3) et les cellules pyramidale de CA1 (voir image).
Collatérale de Schaffer provient de la cellule pyramidale de CA3.
Concernant la potentialisation de long terme (PTL),
Explique une configuration expérimentale de la PTL in vitro et de la PTL in vivo.
Qu’amène la PTL au niveau des synapses ?
Si haute fréq (100 Hz (100 stimulations par secondes)) et ensuite on revient à une stimulation de base: on voit que réponse augmente (en mauve).
Augmentation réponse synaptique (2-3x plus grand). Augmentation transmission synaptique apres stimulation, qui reste pendant plusieurs heures (in vitro) jusqu’à plusieurs jours voire semaines (in vivo). (potentialisation long terme)
Concernant la stimuation postsynaptique :
Quelle stimulation faut-il induire pour avoir une dépolarisation forte de la cellule post-synaptique ?
L’induction de la PLT (potentialisation de long terme) avec une
stimulation à haute fréquence, 100Hz, cause une dépolarisation forte de la cellule post-synaptique.
Explique ce qui se passe au potentiel de repos.
Explique ce qui se passe pendant une dépolarisation post-synaptique.
Donc, peut-on conclure qu’il se passe la même chose dans les deux situations ?
Au potentiel de repos :
Un stimulus simple ⇒ petite libération de glutamate ⇒ activation des récepteurs AMPA (entrée de Na+) ⇒ faible dépolarisation (dépo normale).
Les récepteurs NMDA sont activés par le glutamate, mais sont bloqués par l’ion Mg2+ qui est trop gros pour passer à travers le récepteur (Mg est attiré vers l’intérieur à cause potentiel de repos intracellulaire négatif et Mg est positif).
Pendant une dépolarisation postsynaptiques :
L’activité à haute fréquence (PLT) ⇒ grande libération de glutamate ⇒ forte dépolarisation qui permet l’activation des récepteurs NMDA (ion Mg2+ est expulsé du canal) ⇒ entrée de Ca2+ par les récepteurs NMDA ⇒ activation des kinases dépendantes du Ca2+ (par example PKC et CaMKII) ⇒ potentialisation à long terme.
Les récepteurs NMDA sont activés par le glutamate et font entrer du Ca2+ car la dépolarisation amène le potentiel de la cell. qui est normalement à -70mV vers -20,-30mV. À cause de ce changement de potentiel de repos (intra-c devient + positif), le Mg (ion positif) va être expulsé du récepteur NMDA (2 charges postives se répulsent).
On peut conclure qu’il ne se passe pas la même chose dans les deux situations.
Le glutamate est le ligand qui se lie aux récepteurs.
Qu’est-ce qui cause l’exocytose des récepteurs AMPA ? Explique le chemin qui se fait au niveau post-synaptique.
Cette exocytose amène quoi ?
L’influx de calcium pendant la PLT cause l’activation de certaines kinases qui provoquent cette exocytose (voir le chemin qui se fait au niv post-synaptique dans l’image).
Cette exocytose amène une augmentation des récepteurs AMPA au niveau de la région post-synaptique et une augmentation de la
transmission synaptique.
L’induction répétée de la PLT provoque des changement à long terme. Lesquels et comment ?
L’induction répétée de la PLT provoque la transcription de gènes spécifiques qui induisent :
des changements au niveau de l’expression des récepteurs et amène (?) la formation de nouvelles synapses.
des changements morphologiques à long terme tels que la croissance des épines dendritiques des neurones et l’élargissement des synapses.
- Que veut-on dire par dépression synaptique de long-terme (DLT) ?
- Comment peut-on faire de la dépression synaptique de long terme (par quelle frquence de stimulation) ? Explique le mécanisme.
- On parle de ↓ (réduire) la transmission synaptique.
- L’induction de la DLT par une stimulation à basse fréquence (1Hz) provoque l’activation des récepteurs NMDA et un influx de calcium à l’intérieur de la cell., qui cause une activation des phosphatases, provoquant l’endocytose (internalisation) des récepteurs AMPA et, par conséquent, la réduction de la transmission synaptique (car moins de récepteurs sur la membrane post-synaptique).
Qu’est-ce qui détermine l’induction de DLT ou de PLT dans l’hippocampe ?
Explique ce qui va induire DLT (activation des phosphatases).
Explique ce qui va induire PLT (activation de kinases).
Le facteur qui détermine l’induction de DLT vs. PLT est la quantité de Ca2+ libre dans la cellule postsynaptique :
- Petite quantité de Ca2+ (< 1µM) : activation de phosphatases (enzymes qui clivent les groupes de phosphate).
- Grande quantité de Ca2+ (> 5µM) : activation de kinases (enzymes qui phosphorylent d’autres molécules dont les phosphatases qui se font activés).
Note : j’ai mis les quantité, mais je ne sas pas si c’est pertinent.
Concernant la DLT (dépression à long terme) dans le cervelet :
Que nécessite la DLT dans les cellules de Purkinje ? Explique pourquoi.
Est-ce que ce processus de DLT dans le cervelt est similaire dans l’hippoocampe et le cortex ?
Tu me confirmeras si tu as compris la même chose pour ce sujet (DLT cervelet).
La DLT dans les cellules de Purkinje nécessite l’associativité
des fibres grimpantes et des fibres parallèles.
Explication : les fibres grimpantes, et non les fibres parallèles causent la dépolarisation de la membrane des cellules de Purkinje (voir image C). Cette dépolarisation va bouger vers le site post-synaptique qui est innervé par les fibres parallèles (c’est l’associativité! Voir flèche dans image C). Il y aura entrée de calcium dans la cellule de Purkinje (voir image B) qui va activer des protéines kinases et la PKC qui va causer l’internalisation des récepteurs AMPA et donc la DLT. La synapse entre la fibre parallèle et les cellules de Purkinje se voit affaiblit (car diminution des récepteurs AMPA sur membrane post-synaptique).
Ce processus est différent dans l’hippocampe et le cortex.
Oui j’ai compris la même chose. Donc en gros la différence c’est que dans le cervelet, l’activation des kinases créent une internalisation des AMPA donc DLT (alors que dans hippocampe ça crée une externalisation donc PLT). Aussi je pense que dans le cervelet, l’associativité est nécessaire pour modifier la transmission synaptique alors que dans l’hippocampe c’est pas obligatoire pour que ça fonctionne.
Donc c’est l’associativité qui cause la DLT dans le cervelet.
