cours 6 Flashcards
(46 cards)
La prolifération cellulaire, 5 stades de dev
- À un stade très précoce du développement, les parois du tube neural sont constituées
de 2 couches cellulaires: la zone marginale et la zone ventriculaire.
-5 stades de développement:
1) Une cellule de la zone ventriculaire envoie des
projections vers la surface externe.
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
–> Les cellules qui se divisent, les progéniteurs neuronaux, aussi nommées cellules de la glie radiaire, sont à l’origine de tous les neurones et
astrocytes du cortex cérébral.
La prolifération cellulaire, la division cellulaire
les cellules de la glie radiaire sont des cellules souches pluripotentes: elles peuvent se différencier en différentes
populations cellulaires.
-b) Division cellulaire symétrique: Ces cellules se divisent pour accroitre la
population des progéniteurs; une cellulemère donne 2 cellules de la glie radiaire.
-c) Division cellulaire asymétrique:
Elle survient plus tard au cours du développement.
-Une cellule fille migre pour atteindre sa position finale dans le cortex et ne se
divise plus = précurseur neuronal.
– L’autre cellule fille se divise à nouveau = progéniteur (cellule de la glie radiaire).
–> Les cellules de la glie radiaire répètent ce pattern jusqu’à ce que l’ensemble des neurones et des cellules gliales du cortex soit généré.
progéniteurs vs précurseurs
- Progéniteurs neuronaux:
Les progéniteurs neuronaux sont des cellules qui peuvent encore se
diviser. - Précurseurs neuronaux:
Tandis que les précurseurs neuronaux sont des neurones immatures (qui ne se divisent plus).
Division cellulaire symétrique et asymétrique
Les facteurs de transcription qui vont modifier l’expression des gènes, ne sont pas répartis uniformément
–> Le clivage symétrique sépare ces constituants de façon homogène entre les 2 cellules filles.
–> Le clivage asymétrique sépare les différents constituants, donc les
cellules filles ne sont pas semblables et auront des destins différents.
La prolifération cellulaire chez l’humain
- La plupart des neurones de notre néocortex sont formés entre la cinquième semaine
et le cinquième mois de gestation –>250 000 nouveaux neurones formés par minute - La prolifération cellulaire est terminée avant la naissance, bien que quelques régions
cérébrales, très peu nombreuses, restent ensuite en capacité de générer certains
neurones (ex. l’hippocampe). - Lorsqu’une cellule fille devient neurone, elle perd sa capacité à se diviser.
Migration des précurseurs neuronaux
Les précurseurs neuronaux (c’est-à-dire des neurones immatures) migrent en
glissant 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.
Développement du cortex: des zones internes vers les zones externes.
-Les premières cellules qui migrent à partir de la zone ventriculaire vont former la sousplaque (qui va éventuellement disparaitre), puis la plaque corticale.
-Les premières cellules qui arrivent à la plaque corticale vont former la couche VI.
Puis, les précurseurs neuronaux destinés à la couche V migrent et traversent la couche VI
-Puis successivement, les cellules qui migrent vont former les couches IV, III et II et remplacer la plaque corticale.
Différentiation des précurseurs neuronaux
en neurones pyramidaux
-La différentiation des
précurseurs neuronaux
commence par le
bourgeonnement de neurites
-Ces neurites se différencient et donnent un axone et des
dendrites.
-Une protéine, la sémaphorine,
est secrétée par les cellules de la zone marginale. La sémaphorine repousse les axones des cellules et attire les dendrites des futurs neurones.
–> Différenciation = les changements morphologiques qui transforment un précurseur en un type spécifique de neurone.
Différentiation des aires corticales
a) Dans le télencéphale du fœtus, il y a deux gradients complémentaires de facteur
de transcription : Pax6 (cortex antérieur) et Emx2 (cortex
postérieur)
b) La taille des aires corticales change avec ces gradients.
–> 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).
–> Chez les souris mutantes produisant moins de Pax6, les aires postérieures dominent
(cortex visuel: V).
Genèse des connections neuronales
La formation des voies neuronales se déroule en
3 phases.
–> Les axones des cellules rétiniennes trouvent leur position correcte dans le corps genouillé latéral (CGL).
- Pendant la phase de la sélection des voies, les
axones doivent choisir le trajet correct. - Pendant la phase de sélection des cibles, les
axones doivent se diriger vers la structure à innerver - Pendant la phase de sélection fine des connexions neuronales, les axones doivent choisir les cellules de la structure cible avec lesquelles ils vont former des synapses.
–>Dans chacune des 3 phases la sélection dépend de la communication entre les cellules
Croissance de l’axone
Lorsque le précurseur neuronal en migration a trouvé sa destination dans le
système nerveux, il émet des prolongements (les neurites) qui vont former l’axone et les
dendrites. L’extrémité en croissance d’un neurite est le cône de croissance.
L’extrémité exploratrice du cône de croissance est composée de feuillets membranaires aplatis, les lamellipodes.
De fines expansions partent des lamellipodes, les filopodes, qui s’étirent et se rétractent constamment pour explorer l’environnement. La croissance du neurite se produit lorsqu’un filopode, au lieu de se rétracter, s’accroche à la surface et étire vers l’avant le cône de croissance.
Les filopodes
Les filopodes des
cônes de croissance
tâtonnent à la
recherche de
l’itinéraire correct.
Croissance de l’axone besoin de quoi?
La croissance ne peut se produire que si la matrice extracellulaire contient les protéines appropriées: elle est alors permissive.
–> matrice est formée de prots qui s’appellent 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
Les substrats permissifs sont souvent entourés de substrats
répulsifs. Les neurones progressent dans les corridors de substrats permissifs qui déterminent leur chemin.
Chimioattraction et chimiorépulsion
-Les signaux chimioattractifs (+)
agissent à distance et
orientent/guident le cône de
croissance.
-L’attraction provoquée par
contact maintient les paquets
d’axones en faisceaux (+);
indispensable pour la formation d’un nerf (ex.CAM).
-Les signaux chimiorépulsifs (-)
agissent aussi à distance et
permettent d’éviter une cible
inappropriée.
-Les signaux trophiques (orange) maintiennent la vie et la croissance des neurones après qu’ils soient entrés en contact avec leur cible
appropriée
Guidage axonal dans la moelle épinière:
Formation du faisceau spinothalamique (décussation)
-Les cônes de croissance s’orientent vers leur cible dû
à des molécules qui sont attractives ou répulsives.
-Un facteur chémoattractif est une molécule diffusible
agissant à distance pour attirer les axones en développement vers leur cible.
Ex. La protéine nétrine, secrétée par les neurones de la partie ventrale médiane de la moelle épinière.
–> La nétrine attire les neurones (qui possèdent
des récepteurs à nétrine) de la corne dorsale de la moelle qui vont traverser la ligne médiane et former le faisceau spinothalamique
-Après que les cônes de croissance aient traversé
la ligne médiane (décussation), les cônes de croissance expriment le récepteur Robo.
Celui-ci est le récepteur de la protéine slit, un facteur chémorépulsif qui repousse les axones de la ligne médiane vers la périphérie.
Formation des synapses dans le SNC
L’ordre des événements est important:
1. Les filopodes se forment et se rétractent continuellement à partir des dendrites. Puis, un
filopodium dendritique contacte au hasard un axone.
2. Ce contact conduit au recrutement de vésicules synaptiques et de protéines 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.
–> En plus de la libération des
neurotransmetteurs, l’entrée de Ca++ dans la terminaison présynaptique induit des
modifications du cytosquelette qui amènent le cône de croissance à s’aplatir, prendre
l’aspect d’un bouton terminal et adhérer à la membrane post-synaptique.
Les synapses glutamatergiques
Pendant le développement, les synapses se forment en l’absence de toute activité électrique. Cependant, lorsque la transmission synaptique devient fonctionnelle, celle-ci joue un rôle dans la configuration finale des circuits
neuronaux.
-Dans une synapse glutamatergique excitatrice il y a 2 sortes de récepteurscanaux: AMPA et NMDA.
Particularité du récepteur NMDA
– Au potentiel de repos (-70mV), le récepteur NMDA est bloqué par un ion Mg2+.
Il n’y a pas de passage d’ions (Na+ ou Ca2+) possible. Le canal ionique est ouvert
(dû au glutamate attaché au site de liaison) mais bloqué (par les ions Mg2+).
– Lorsque la membrane est dépolarisée (potentiel positif) et que le glutamate se lie
au récepteurs NMDA, les ions Mg2+ sortent du canal et les autres ions (Na+et Ca2+) peuvent entrer par le canal vers l’intérieur du neurone.
Les synapses silencieuses
-Chez les rats après la naissance, les synapses glutamatergiques qui se forment ne contiennent que des récepteurs NMDA.
a) 2ième jour après la naissance (P2): Comme au potentiel de repos les récepteurs NMDA sont bloqués par le Mg2+, le glutamate libéré à la synapse n’a pas d’effet au niveau post-synaptique: la synapse
est donc « silencieuse »
–> Les synapses glutamatergiques deviennent graduellement fonctionnelles au cours de la première semaine de développement post-natal lorsque les récepteurs AMPA sont incorporés à la membrane post-synaptique.
–> b) 6ième jour après la naissance (P6)
–> diminution de la proportion de synapses contenant seulement les récepteurs NMDA (synapses silencieuses ou «pure NMDA synapses») au cours de la première semaine de développement post-natal.
–> Au fur et à mesure que les synapses silencieuses diminuent il y a une augmentation des synapses glutamatergiques fonctionnelles (NMDA +
AMPA récepteurs).
Activation des synapses glutamatergiques
a) Lorsque les récepteurs AMPA et NMDA sont présents ensemble sur la membrane
post-synaptique, la libération de glutamate entraine d’abord l’ouverture des récepteurs AMPA; les récepteurs NMDA sont encore bloqués par le Mg2+
b) L’entrée de Na+ par les récepteurs AMPA produit une dépolarisation qui repousse
le Mg2+ à l’extérieur du canal NMDA. Les récepteurs NMDA deviennent ainsi
fonctionnels; le calcium (Ca2+) et le sodium (Na+) peuvent alors entrer dans la cellule par les récepteurs NMDA. Le calcium est probablement à l’origine de mécanismes biochimiques qui renforcent l’efficacité synaptique.
L’activité synaptique est renforcée par
l’insertion de récepteurs AMPA
La conséquence de l’activation des récepteurs NMDA et de l’entrée de calcium est l’insertion de nouveaux récepteurs AMPA dans la membrane post-synaptique, ce qui rend la synapse plus efficace (car plus d’ions peuvent y entrer).
–> Cette insertion de nouveaux récepteurs s’accompagne aussi de changements structuraux au niveau de la synapse
Élimination des cellules et des synapses
Au cours d’une longue période de développement qui commence avant la naissance et dure jusqu’à l’adolescence, il y a une réduction drastique du nombre de neurones
et des synapses
–> Lorsque les axones ont rejoint leur cible et que les synapses commencent à se former, le nombre de
neurones diminue car il y a une compétition pour les facteurs trophiques. La nourriture (facteurs trophiques) produite par les cellules cibles est en quantité limitée. Il y a donc une sélection de neurones par mort neuronale.
–> Rita Levi-Montalcini
Prix Nobel Pour l’identification du premier facteur trophique, le facteur de croissance
nerveux (NGF: nerve growth factor).
–> Le 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.
Élimination synaptique à la jonction neuromusculaire
Au début, les fibres musculaires reçoivent une innervation de plusieurs motoneurones. Ces afférences dégénèrent pendant le développement pour n’en garder qu’une seule.
