Cours 7 Flashcards
Prolifération cellulaire: définition et cinq stades
-Très précoce: parois tube neural se divise en deux couches: zone marginale et la zone ventriculaire
-Progéniteurs neuronaux: aussi appelé cellules de la glie radiaire: à l’origine de tous les neurones astrocytes du cortex cérébral
1-Une cellule de la zone ventriculaire dorsale envoie des projections vers la surface externe du cerveau.
2-Le noyau migre vers la périphérie et subit une
réplication de son ADN.
3-Le noyau (contenant 2 copies d’ADN) revient en arrière.
4-La cellule rétracte ses projections périphériques.
5-La cellule se divise en deux: mitose
Prolifération cellulaire: division de la cellules en 2
-Cellules souches pluripotentes: se différencient en deux populations cellulaires
-Division cellulaire: modifier expressions de gènes pour les répartir uniformément
1-Division cellulaire symétrique: division pour accroitre la population des progéniteurs; une cellule-mère donne 2 cellules filles de la glie radiaire.
-Une cellule fille migre pour atteindre sa position finale et ne se divise plus: précurseur neuronal
-L’autre cellule fille se divise à nouveau: progéniteur (cellule de la glie radiaire)
2-Division cellulaire asymétrique: survient plus tard: sépare les constituant et les cellules filles ne sont donc pas semblables et auront des destins différents
Progéniteurs neuronaux vs précurseurs neuronaux
-Progéniteurs neuronaux: cellules qui peuvent encore se diviser
-Précurseurs neuronaux: neurones immatures qui ne se divisent plus
Prolifération cellulaire chez l’humain
-Formation des neurones du néocortex: 5ème semaine et 5ème mois de gestation: 250 000 neurones formés par minute
-Formé avant la naissance, sauf pour l’hippocampe
-Quand la cellule fille devient neurone, elle ne peut plus se diviser
Origine des neurones corticaux
-Dans le télencéphale: migration des cellules filles est selon: l’âge du précurseur et sa position dans la zone ventriculaire
-Neurones pyramidaux corticaux et les astrocytes proviennent de la zone ventriculaire du télencéphale dorsal
-Les interneurones inhibiteurs et les oligodendrocytes proviennent de la zone ventriculaire ventrale.
Migration des précurseurs neuronaux
-Glisse le long des prolongements fins émis par les cellules de la glie radiaire entre la zone ventriculaire et la pie-mère
-Lorsque toutes les cellules corticales ont rejoint leur destination, les cellules de la glie radiaire rétractent leurs prolongements.
-Permettent aux neurones de monter (grâce aux prolongements), mais quand ils rejoignent leur destination, les prolongements s’enlèvent
Développement du cortex: zones internes vers externes
1-Sous-plaque: formée par les premières cellules qui migrent à partir de la zone ventriculaire (mais va éventuellement disparaitre) et va ensuite formé la plaque corticale
2-Couche VI: formée par les premières cellules qui arrivent à la plaque corticale
3-Les précurseurs neuronaux destinés à la couche V migrent et traversent la couche VI
4-Puis successivement, les cellules qui migrent vont former les couches IV, III et II et remplacer la plaque corticale
Différentiation des précurseurs neuronaux en pyramidaux
-Différenciation: les changements morphologiques qui transforment un précurseur en un type spécifique de neurone
-Commence par le bourgeonnement de neurites: se différencient suite et donnent un axones et des dendrites
-Sémaphorine (protéine): sécrétée par les cellules de la zone marginale: repousse les axones et attire les dendrites
Différentiation des aires corticales
1-Dans le télencéphale du fœtus: deux gradient de facteur de transcription (Pax6: cortex antérieur ET Emx2: cortex postérieur)
2-Taille des aires corticales change avec ces gradients:
1-Chez les souris mutantes produisant moins de Emx2, il y a une réduction des aires postérieures (V) et une expansion des aires antérieures (cortex moteur: M)
2-Chez les souris mutantes produisant moins de Pax6, les aires postérieures dominent (cortex visuel: V).
Différentiation des précurseurs neuronaux en neurones pyramidaux: dans le cortex des hémisphères
Définition: les changements morphologiques qui transforment un précurseur en un type spécifique de neurone
1-Commence par le bourgeonnement de neurites
2-Neurites (prolongements) se différencient et donnent un axone et des dendrites
-Sécrétion de la sémaphorine (sécrétée par les cellules de la zone marginale) que repousse les axones et attire les dendrites
Différentiation des aires corticales
1-Télencéphale du fœtus: 2 gradients complémentaires de facteur de transcription:
Pax6 (cortex antérieur) et Emx2 (cortex postérieur)
2-Changement de la taille des aires corticales selon les gradients: souris mutantes avec moins Emx2 = réduction des aires postérieures (V) et une expansion des aires antérieures (cortex moteur: M)
Genèse des connections neuronales CGL (trois phases)
IMPORTANCE DE LA COMMUNICATION DES CELLULES
1-Phase de la sélection des voies: axones doivent choisir le trajet correct
2-Phase de sélection des cibles: axones doivent choisir structure à innerver
3-Phase de sélection fine des connexions neuronales: axones doivent choisir les cellules de la structure cible avec lesquelles ils forment des synapses
Croissance de l’axone
-Qd le précurseur neuronal en migration a trouvé sa destination dans le SN: émet des prolongements (neurites) qui vont former l’axone et les dendrites
-Cône de croissance (extrémité en croissance d’un neurite)
-Lamellipodes: forment l’extrémité exploratrice du cône de croissance est composée de feuillets membranaires aplatis
-Filopodes: fines expansions partant des lamellipodes qui s’étirent et se rétractent constamment pour explorer l’environnement
-Croissance du neurite: qd un filopode s’accroche à la surface et étire vers l’avant le cône de croissance plutôt que de se rétracter
-Cône de croissance: les filopodes des cônes de croissance tâtonnent à la recherche de l’itinéraire correct: chercher c’est quoi les bonnes molécules et le chemin ou aller
Élongation de l’axone
-Croissance se produit si la matrice extracellulaire contient les protéines appropriées: permissive et s’accroche comme du velcro
-Matrice cellulaire contient laminine
-Axone exprime des molécules (intégrines) et se lient à la laminine: ceci permet l’élongation de l’axone sur le substrat
-Les membranes des axones voisins se lient ensemble grâce aux molécules d’adhésion (CAM: cell adhesion molecules) et peuvent ainsi s’allonger ensemble en faisceaux.
Corridor de substrat permissif
-Entourés de substrats répulsifs
-Substrats permissifs déterminent les chemins pour les bonnes molécules
-S’allongent en tirant le cône de croissance avec lui
-En s’accrochant et tirant (comme de l’escalade): croche = filopode qui s’accroche et tire en allongeant les neurites (axones ou dendrite)
Chimioattraction et chimiorépulsion
1-Signaux chimioattractifs (+) = à distance et orientent/guident le cône de croissance
2-Formation du nerf: par l’attraction provoquée par contact: maintient les paquets d’axones en faisceau (+)
3-Signaux chimiorépulsifs (-) = à distance et permettent d’éviter une cible inappropriée
4-Signaux trophique: maintiennent la vie et la croissance des neurones après qu’ils soient entrés en contact avec leur cible appropriée
Guidage axonale (moelle épinière): douleur décussation
-Facteur chémoattractif = attire les axones (ex: nétrine: secrétée par les neurones de la partie ventrale médiane de la moelle épinière) et forme ensuite le faisceau spinothalamique
-Cône de croissance décusse et exprime le récepteur Robo (récepteur de la protéine SLIT = un facteur chémorépulsif = repousse les axones de la ligne médiane vers la périphérie)
Formation des synapses dans le SNC (3 étapes)
1-Les filopodes se forment et se rétractent continuellement à partir des dendrites. Puis, un filopodium dendritique contacte au hasard un axone: tout est mobile
2-Ce contact conduit au recrutement de vésicules synaptiques de la zone active dans la terminaison présynaptique
3-La libération de neurotransmetteurs induit l’accumulation des récepteurs dans la membrane post-synaptique au niveau de la zone de contact + entrée de Ca2+ ds terminaison présynaptique qui induit des modifications du cytosquelette qui amènent le cône de croissance à s’aplatir et adhérer à la membrane post-synaptique
Synapses glutamatergique (AMPA et NMDA)
-Synapses: se forment en absence de toute activité électrique: rôle dans la configuration finale des circuits neuronaux
-2 récepteurs: AMPA et NMDA
NMDA
-Au potentiel de repos (-70mV): récepteur NMDA est bloqué même s’il est ouvert par un ion Mg2+ = pas de passage d’ions (Na+ ou Ca2+) possible, MAIS canal ionique est ouvert (dû au glutamate attaché au site de liaison) mais bloqué (par les ions Mg2+)
-Qd la membrane est dépolarisée (positif: +50) et que le glutamate de lie au récepteur NMDA = ions Mg2+ sortent du canal et Na+ et Ca2+ peuvent entrer ds le neurone par le canal
Synapses silencieuses
-Rats: juste après la naissance: pas de récepteurs NMDA dans les synapses glutamatergiques
1-2ème jour après la naissance: récepteurs NMDA bloqués: glutamate libéré n’a pas d’effet (synapse silencieuse: synapses sont encore immatures)
MAIS, tranquillement les récepteurs AMPA sont incorporés à la membrane post-synaptique
2-6ème jour après la naissance: diminution de la proportion de synapses contenant seulement les récepteurs NMDA: plus ça diminue, plus les synapses glutamatergiques (NMDA et AMPA) augmentent
Activation récepteurs AMPA et NMDA
1-Qd AMPA et NMDA présent: la libération de glutamate (potentiel d’action) entraine d’abord l’ouverture des récepteurs AMPA; les récepteurs NMDA sont encore bloqués par le Mg2+ :AMPA va être ouvert en premier
2-Dépolarisation qui repousse Mg2+ (extérieur canal NMDA) à cause entrée Na+ par AMPA: récepteurs NMDA deviennent fonctionnels (Ca2+: efficacité synaptique) et le sodium (Na+) peuvent alors entrer dans la cellule par les récepteurs NMDA
-Insertion récepteurs AMPA à cause activation récepteur NMDA et entrée calcium: rend synapse plus efficace: amène changements structuraux ds synapse
Élimination cellules et synapses (spécialisation)
-Réduction nbr de synapses à adolescence à cause compétition pour les facteurs trophiques
-La nourriture (facteurs trophiques) produite par les cellules cibles est en quantité limitée = sélection de neurones par mort neuronale
-Motoneurone: innervation au début de plusieurs neurones pour en garder une seule pendant le développement
TROUVÉ PAR Rita Levi-Montalcini: prix nobel: facteur de croissance nerveuse (NGF: produit par les cellules cibles est capté par les axones et transporté de façon rétrograde jusqu’à leur soma pour favoriser la survie de ces neurones)
Neurotrophines
-Cellules cibles qui favorisent le maintien en vie des neurones
1-NGF: facteur de croissance nerveuse
2-BDNF
3-NT-3 et NT-4
FONCTIONS
1-Croissance et survie
2-Guidage axonale
3-Synaptogénèse
Période critique
-L’intervalle de temps durant lequel un véritable
remodelage des voies cérébrales est possible
-Pour les modification du cortex visuel: V1: 6 semaines après la naissance
-Konrad Lorenz (1930): père de l’éthologie: 1er à décrire période critique: absence de la mère l’attachement social des oies cendrées et oisons suivent Lorenz comme si c’était la mère: IMPRINTING (empreinte): mais courte période (2 jours après éclosion des oeufs)
Développement cérébral enfant
-Plus de 70% des connexions neuronales (synapses) s’établissent après la naissance: surtout 2 premières années de vie: selon envir.
-Plasticité cérébrale: selon expériences: connexions réseau neuronal: AVC: due à l’activation de cellules nerveuses existantes mais sous-employées, en plus de la formation de nouvelles connexions dans le réseau neuronal
Douleurs fantômes
-Endroits amputés
-À cause des nerfs de l’endroit de l’amputation qui deviennent hypersensibles et envoient des signaux de douleur au cerveau
-Causé aussi par la réorganisation cérébrale: cerveau interprète mal les signaux provenant des nerfs environnants
-Stress et anxiété
Régénération neuronale
-Pas dans le SNC (oligodendrocytes bloquent la régénération par la protéine nogo), mais oui dans le SNP
-Cellules de Schwann le permettant (dans le SNP): produits des facteurs trophiques et molécules d’adhésion
1-les facteurs trophiques stimulent la pousse de nouveaux axones
2-les CAM localisées sur les cellules de Schwann marquent la voie le long de laquelle repoussent les neurones en train de régénérer
Régénération d’un nerf périphérique (SNP)
1-Macrophages éliminent les débris
2-Cellules de Schwann prolifèrent, secrètent des molécules d’adhésion et des neurotrophines qui stimulent la repousse
3-Corps cellulaire régénère et exprime des gènes qui induisent la croissance de l’axone
Conséquences lésion du SNC
1-Prolifération locale de cellules gliales (astrocytes, oligodendrocytes et microglie)
2-Croissance intense de leurs prolongements autour du site de la lésion
3-Forme cicatrice gliale (bcp de philaments) qui est une barrière majeure à la repousse des axones et dendrites du SNC
4-Oligodendrocytes et les astrocytes produisent aussi diverses molécules qui inhibent la croissance de l’axone
Neurogénèse chez adulte
-Dans le gyrus dentelé de l’hippocampe
-Neurones produits tout au cours de la vie malgré radioactivité: 700 nouveaux à chq jour: 2% renouvellement chq jour
-Meilleur avec environnement enrichi et exercice: meilleur apprentissage et mémoire, réponse au stress
Importance exercice physique pour la neurogénèse
1-Neurogenèse (création de nouveaux neurones) ds l’hippocampe.
2-Croissance des dendrites et axones
3-Apparition de nouvelles synapses
4-angiogenèse (création de nouveaux microvaisseaux).
Neurogénèse ds hippocampe d’un rat adulte
1-Les progéniteurs neuronaux (vert) se divisent le long de la partie intérieure du gyrus dentelé (subgranular zone: SGZ).
2-Les progéniteurs se différencient en neuroblastes (jaune) et migrent
3-En 3 semaines, ils se différencient en cellules granulaires (brunes) et étendent leurs axones dans la region CA3 de l’hippocampe
