Informations

Ratio glie/neurone

Ratio glie/neurone


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

La recherche semble indiquer que plus nous montons dans l'échelle évolutive, plus le rapport glie/neurone est élevé, au point que chez l'homme, les cellules gliales se conforment à 90 % du cerveau.

Maintenant, si le rapport glie/neurone est en quelque sorte lié aux capacités cognitives (étant donné qu'il est plus haut dans l'échelle évolutive), et puisque l'idéal d'un cerveau composé uniquement de cellules gliales et sans neurones semble absurde, à quel point le rapport glie/ neurone avant qu'il ne commence à être préjudiciable?


TL;DR Le rapport glie/neurone n'est pas suffisant pour distinguer les humains des autres primates ou mammifères.


Les chiffres du rapport glie sur neurone (GNR) de 10:1 proviennent d'études anciennes qui utilisaient soit des estimations pour le nombre de cellules dans l'une ou l'autre catégorie, soit des méthodes qui ont été améliorées depuis. Les estimations les plus récentes varient d'environ 1:1 pour l'ensemble du cerveau, comme examiné dans von Bartheld et al. 2016. Ces auteurs commentent l'évolution du GNR :

[Des études comparatives ont] montré que la taille du cerveau ne varie pas de manière universelle avec le nombre de neurones, que différentes espèces de mammifères telles que les primates et les rongeurs évoluent différemment, que le nombre de cellules dans le cortex cérébral et le cervelet évolue de manière coordonnée et que la densité et la taille de la glie varient. beaucoup moins que la densité et la taille des neurones. Le GNR est hautement conservé entre les structures et les espèces, indiquant une régulation importante et étroite du nombre de cellules gliales (mise à l'échelle) en réponse à, ou régulée par, la densité et la taille des neurones.

Au moins dans le cortex, le nombre et la taille des cellules sont réduits au minimum, car ils prennent un espace précieux de ce qui compte vraiment, les dendrites et les axones (Chklovskii et al. 2004).


La composition cellulaire et le rapport Glia-neurone dans la moelle épinière d'un humain et d'un primate non humain : comparaison avec d'autres espèces et régions du cerveau

La composition cellulaire du cerveau montre des tendances évolutives graduelles largement conservées entre les espèces. Cependant, dans la moelle épinière des primates, le rapport glie-neurones était considérablement augmenté par rapport à celui de la moelle épinière des rongeurs. Ici, nous avons réexaminé la composition cellulaire de la moelle épinière d'une espèce humaine et d'une espèce de primate non humain en utilisant deux méthodes de comptage différentes, le fractionnement isotrope et la stéréologie. Nous avons également déterminé si des différences segmentaires dans la composition cellulaire, reflétant peut-être un contrôle accru de la motricité fine des membres supérieurs, peuvent expliquer un rapport gliane-neurone fortement accru chez les primates. Dans la moelle épinière du singe cynomolgus, le fractionnement isotrope et la stéréologie ont produit 206 à 275 millions de cellules, dont 13,3 à 25,1 % étaient des neurones (28 à 69 millions). Les estimations stéréologiques ont donné 21,1 % de cellules endothéliales et 65,5 % de cellules gliales (rapport glie-neurone de 4,9 à 5,6). Dans la moelle épinière humaine, le fractionnement isotrope et la stéréologie ont généré des estimations de 1,5 à 1,7 milliard de cellules et de 197 à 222 millions de neurones (13,4 % de neurones, 12,2 % de cellules endothéliales, 74,8 % de cellules gliales) et un rapport glie-neurone de 5,6 à 7,1 , avec des estimations du nombre de neurones dans la moelle épinière humaine basées sur des critères morphologiques. Les rapports non neuronaux sur neurones dans la moelle épinière de l'homme et du singe cynomolgus étaient respectivement de 6,5 et 3,2, suggérant que les rapports précédents surestimaient ce rapport. Nous n'avons pas trouvé de différences segmentaires significatives dans la composition cellulaire entre les niveaux cervical, thoracique et lombaire. Par rapport aux régions du cerveau, la moelle épinière a montré des augmentations progressives du rapport glie-neurone avec l'augmentation de la masse cérébrale, similaire au cortex cérébral et au tronc cérébral. Anat Rec, 301:697-710, 2018. © 2017 Wiley Periodicals, Inc.

Mots clés: évolution glie neurone ratio humain fractionnement isotrope primate quantification stéréologie de la moelle épinière.

© 2017 Wiley Periodicals, Inc.

Les figures

Répartition des noyaux dans le…

Distribution des noyaux dans l'axe z des coupes de tissus. Le centre de la…

Les trois paires de graphiques…

Les trois paires de graphiques montrent les différences entre le rapport glie-neurone (GNR)…

Microphotographies représentatives de neurones, gliales…

Microphotographies représentatives de neurones, de cellules gliales et de cellules endothéliales de la moelle épinière…

Comparaison des tendances des glianes-neurones…

Comparaison des tendances des rapports glies-neurones (GNR) et des rapports non neuronaux à neurones (nNNR)…

Composition cellulaire de la colonne vertébrale…

Composition cellulaire de la moelle épinière chez le singe cynomolgus et l'homme par rapport à…


Le rapport glie/neurone : comment il varie uniformément entre les structures et les espèces cérébrales et ce que cela signifie pour la physiologie et l'évolution du cerveau

Adressez la correspondance à Suzana Herculano-Houzel, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rua Carlos Chagas Filho 373, sala F1-009, Ilha do Fundão, 21941-590 Rio de Janeiro, RJ, Brésil. E-mail : [email protected] Rechercher d'autres articles de cet auteur

Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brésil

Instituto Nacional de Neurociência Translacional, São Paulo, SP, Brésil

Adressez la correspondance à Suzana Herculano-Houzel, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rua Carlos Chagas Filho 373, sala F1-009, Ilha do Fundão, 21941-590 Rio de Janeiro, RJ, Brésil. E-mail : [email protected] Rechercher d'autres articles de cet auteur

Résumé

C'est une notion répandue que la proportion de cellules gliales par rapport aux cellules neuronales dans le cerveau augmente avec la taille du cerveau, au point que les cellules gliales représentent "environ 90% de toutes les cellules du cerveau humain". Cette notion, cependant, est fausse sur les deux plans : le rapport glie/neurone n'augmente pas non plus uniformément avec la taille du cerveau, et les cellules gliales ne représentent pas non plus la majorité des cellules du cerveau humain. Cette revue examine l'origine de l'intérêt pour le rapport glie/neurone, les preuves originales qui ont conduit à l'idée qu'il augmente avec la taille du cerveau la mesure dans laquelle ce concept peut être appliqué à la substance blanche et au cerveau entier et les preuves récentes à l'appui que la glie Le rapport /neurone n'augmente pas avec la taille du cerveau, mais plutôt, et de manière étonnamment uniforme, avec une diminution de la densité neuronale due à l'augmentation de la taille moyenne des cellules neuronales, à travers les structures cérébrales et les espèces. Il est proposé que les variations du rapport glie/neurone soient liées non pas au coût métabolique supposé plus élevé des plus gros neurones (étant donné que ce coût ne varie pas avec la densité neuronale), mais simplement à la grande variation de la taille des neurones à travers les structures cérébrales et espèces face à une moindre variation globale de la taille des cellules gliales, avec des implications intéressantes pour la physiologie du cerveau. Les preuves émergentes que le rapport glie/neurone varie uniformément à travers les différentes structures cérébrales des espèces de mammifères qui ont divergé il y a 90 millions d'années au cours de l'évolution soulignent à quel point l'interaction entre les cellules gliales et les neurones doit être fondamentale pour le fonctionnement du cerveau. GLIA 201462:1377-1391


La composition cellulaire et le rapport glie-neurone dans la moelle épinière d'un humain et d'un primate non humain : comparaison avec d'autres espèces et régions du cerveau

Écrire à : Christopher von Bartheld, Department of Physiology and Cell Biology, Mailstop 352, University of Nevada, Reno School of Medicine, Reno, NV 89557. FAX : (775) 784-6903 E-mail : [email protected] Rechercher d'autres articles de cet auteur

Département de physiologie et de biologie cellulaire, Université du Nevada, Reno School of Medicine, Reno, Nevada

Département de physiologie et de biologie cellulaire, Université du Nevada, Reno School of Medicine, Reno, Nevada

Écrire à : Christopher von Bartheld, Department of Physiology and Cell Biology, Mailstop 352, University of Nevada, Reno School of Medicine, Reno, NV 89557. FAX : (775) 784-6903 E-mail : [email protected] Rechercher d'autres articles de cet auteur

Sponsor de la subvention : National Institutes of Health (NIH) Numéros de subvention : NS079884, GM104944 Sponsor de la subvention : COBRE Numéro de subvention : GM103554.

ABSTRAIT

La composition cellulaire du cerveau montre des tendances évolutives graduelles largement conservées entre les espèces. Dans la moelle épinière des primates, cependant, le rapport glie-neurone a été considérablement augmenté par rapport à celui de la moelle épinière des rongeurs. Ici, nous avons réexaminé la composition cellulaire de la moelle épinière d'une espèce humaine et d'une espèce de primate non humain en utilisant deux méthodes de comptage différentes, le fractionnement isotrope et la stéréologie. Nous avons également déterminé si des différences segmentaires dans la composition cellulaire, reflétant peut-être un contrôle accru de la motricité fine des membres supérieurs, peuvent expliquer une forte augmentation du rapport glie-neurone chez les primates. Dans la moelle épinière du singe cynomolgus, le fractionnement isotrope et la stéréologie ont produit 206 à 275 millions de cellules, dont 13,3 à 25,1 % étaient des neurones (28 à 69 millions). Les estimations stéréologiques ont donné 21,1 % de cellules endothéliales et 65,5 % de cellules gliales (rapport glie-neurone de 4,9 à 5,6). Dans la moelle épinière humaine, le fractionnement isotrope et la stéréologie ont généré des estimations de 1,5 à 1,7 milliard de cellules et de 197 à 222 millions de neurones (13,4 % de neurones, 12,2 % de cellules endothéliales, 74,8 % de cellules gliales) et un rapport glie-neurone de 5,6 à 7,1 , avec des estimations du nombre de neurones dans la moelle épinière humaine basées sur des critères morphologiques. Les rapports non neuronaux sur neurones dans la moelle épinière de l'homme et du singe cynomolgus étaient respectivement de 6,5 et 3,2, suggérant que les rapports précédents surestimaient ce rapport. Nous n'avons pas trouvé de différences segmentaires significatives dans la composition cellulaire entre les niveaux cervical, thoracique et lombaire. Par rapport aux régions du cerveau, la moelle épinière a montré des augmentations graduelles du rapport glie-neurone avec l'augmentation de la masse cérébrale, similaire au cortex cérébral et au tronc cérébral. Anat Rec, 301:697–710, 2018. © 2017 Wiley Periodicals, Inc.


Un cocktail régénérateur : une combinaison de médicaments favorise la conversion des cellules gliales en neurones

Par Reshma Kolala, Biochimie & Biologie moléculaire ‘22

Note de l'auteur: En parcourant les découvertes récentes dans Neurosciences , je suis tombé sur des recherches portant sur la conversion possible de la glie en neurones. Bien que l'idée conventionnelle selon laquelle les neurones soient irremplaçables ait été renversée dans de nombreuses études de recherche, j'ai été immédiatement intrigué par la possibilité que la glie voisine soit la source de la régénération neurale. Les implications de cette recherche pourraient complètement transformer la façon dont le traitement est abordé dans le domaine des neurosciences de la médecine.

La marque de fabrique des cellules neurales est leur incapacité à se régénérer, ce qui rend chaque neurone individuel sujet à des dommages potentiellement irréversibles. Cependant, la glie, des cellules qui soutiennent et protègent les neurones, possèdent la capacité de se diviser par mitose. Traditionnellement, on croyait que la glie jouait un rôle secondaire par rapport aux neurones, agissant comme des cellules de soutien. Cette hypothèse initiale est validée par l'incapacité de la glie à conduire des interactions synaptiques et des impulsions électriques comme leurs partenaires neuronaux (1). Cependant, après une enquête plus approfondie, il a été découvert que la glie possède diverses qualités qui les rendent aussi, sinon plus, importantes que les neurones eux-mêmes.

Une croyance populaire et largement acceptée en neurosciences est l'hypothèse que la glie est plus nombreuse que les neurones dans un rapport de près de dix pour un. Cette notion a été récemment contestée dans une étude menée par Barthheld et al. en 2016. Ils ont découvert que grâce à l'utilisation d'une nouvelle méthode de comptage, le fractionneur isotrope, le rapport glie/neurone était plus proche de un pour un (2).

La méthode du fractionnement isotrope s'écarte de la technique stéréologique traditionnelle d'estimation du nombre de cellules. Auparavant, le comptage des cellules était limité à des structures bien définies, à l'exclusion des grandes régions neurales du cerveau qui présentent une anisotropie - une tendance de certaines structures à présenter des propriétés différentes dans différentes directions. Cette propriété est visible dans l'aluminium, un matériau anisotrope où la lumière se reflète sur l'aluminium de différentes manières en fonction de l'angle de la lumière qui l'éclaire. Le fractionneur isotrope transforme ces régions hautement anisotropes du cerveau en suspensions isotropes, ou homogènes, de noyaux cellulaires facilement dénombrables (3). L'utilisation de cette méthode a conduit à la découverte d'un rapport de un à un entre la glie et les neurones.

Malgré leur nombre de cellules étonnamment faible, la glie continue de réguler régulièrement la réparation neurale. Dans le système nerveux, il existe deux principaux types de cellules gliales : les cellules de Schwann et les astrocytes. Chaque type de glie opère dans une subdivision du système nerveux et utilise par conséquent différentes méthodes de réparation neurale.

La glie dans le système nerveux périphérique (SNP), ou cellules de Schwann, est connue pour régresser à un stade plus précoce après une blessure. Cela stimule la repousse axonale via une régulation positive des gènes liés à la croissance, entraînant une remyélinisation - une caractéristique unique du SNP (4). Inversement, la glie dans le système nerveux central (SNC), ou les astrocytes, supprime la réparation neurale et forme une « cicatrice gliale ». Alors que les raisons spécifiques des différences de réparation doivent encore être élucidées, l'objectif principal de maintenir et de protéger les neurones reste le même.

Intriguée par la tendance naturelle à la régénération des cellules gliales, une équipe de recherche de Penn State dirigée par le Dr Gong Chen a mené des recherches sur la possibilité de convertir la glie, en particulier les astrocytes, qui entourent les neurones morts en nouveaux neurones. Cette conversion est destinée à être le meilleur moyen de restaurer la fonction neuronale perdue.

Cela a commencé avec l'utilisation de la protéine NeuroD1, un facteur de transcription neuronal qui, une fois inséré, pouvait activer des gènes neuronaux dans la glie qui étaient réduits au silence au cours du développement précoce du cerveau. La protéine désactive simultanément les gènes gliaux, transformant la cellule gliale en un neurone fonctionnel (5). Cependant, la recherche n'a pas étudié le sort de la glie restante après la conversion, laissant une certaine incertitude sur cette nouvelle méthode continuellement en révision. Cette méthode est unique car elle a fait ses preuves après la mort des neurones, passant de l'objectif initial de sauver les neurones mourants.

Des recherches antérieures utilisant la protéine NeuroD1 ont réussi à convertir la glie en neurones fonctionnels via une méthode de thérapie génique. La thérapie génique fonctionne grâce à l'utilisation d'un vecteur qui porte le gène favorisé. Comme les virus ont évolué pour réussir à pénétrer le génome de l'hôte, ils sont souvent utilisés en thérapie génique comme vecteur. La partie infectieuse d'un virus, cependant, est supprimée et ne cause aucun préjudice au patient.

Malgré le succès de cette méthode, le coût excessif des traitements de thérapie génique, atteignant parfois des millions de dollars pour un seul patient, a isolé la grande majorité de ceux qui recherchent un traitement abordable pour les lésions cérébrales. Mais une nouvelle méthode, mise au point par la même équipe de recherche à Penn State qui a initialement proposé l'utilisation de la protéine NeuroD1, a découvert une méthode alternative à la thérapie génique coûteuse, suggérant à la place une méthode de thérapie médicamenteuse. Cette thérapie médicamenteuse implique la synthèse chimique de quatre molécules critiques découvertes par l'équipe de Chen et les emballe dans une seule pilule qui peut être ingérée par voie orale par le patient.

La recherche d'une alternative thérapeutique médicamenteuse a commencé avec la découverte de neuf petites molécules. Cependant, la complexité de la séquence spécifique requise pour convertir la glie en cellules neurales a retardé sa transition vers le traitement clinique. La découverte de l'équipe de Chen propose une nouvelle méthode pour accélérer ce processus, nécessitant l'utilisation de seulement quatre molécules. Jiu-Chao Yin, un étudiant diplômé en biologie de l'équipe de recherche de Chen, était responsable de l'identification de ces quatre molécules. Il décrit que la combinaison de ces molécules module les voies de signalisation chimique, ce qui leur permet de convertir près de 70 pour cent des astrocytes en neurones fonctionnels (5). Ces cellules gliales, initialement incapables de transmettre des signaux électriques, ont montré leur capacité à se transmettre des signaux électriques quatre mois après la culture.

La découverte de cette thérapie médicamenteuse simplifiée pourrait potentiellement être utilisée pour traiter diverses affections médicales liées aux neurones, telles que les accidents vasculaires cérébraux, la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson (6). Chen et al. travaillent actuellement à résoudre les problèmes techniques concernant l'administration du médicament ainsi qu'à étudier les effets secondaires potentiels du médicament. Cette nouvelle méthode est prometteuse en termes d'efficacité et de coût tout en offrant un potentiel de grande distribution.

Cette découverte pourrait révolutionner la médecine régénérative car elle discrédite davantage la croyance largement acceptée selon laquelle les neurones endommagés sont incapables de se régénérer. Les recherches effectuées par Chen et al. suggère que le secret de la réparation neurale pourrait résider dans les cellules gliales, dont nous commençons à peine à dévoiler le potentiel et les nombreuses applications.


Types de Glia

Il existe plusieurs types de glie avec des fonctions différentes, dont deux sont illustrées dans la [Figure 6]. Astrocytes , montrés dans [Figure 7]une entrer en contact avec les capillaires et les neurones du SNC. Ils fournissent des nutriments et d'autres substances aux neurones, régulent les concentrations d'ions et de produits chimiques dans le liquide extracellulaire et fournissent un support structurel aux synapses. Les astrocytes forment également la barrière hémato-encéphalique, une structure qui bloque l'entrée de substances toxiques dans le cerveau. Des expériences d'imagerie calcique ont montré que les astrocytes, en particulier, deviennent actifs en réponse à l'activité nerveuse, transmettent des ondes calciques entre les astrocytes et modulent l'activité des synapses environnantes. La glie satellite fournit des nutriments et un soutien structurel aux neurones du SNP. La microglie récupère et dégrade les cellules mortes et protège le cerveau des invasions de micro-organismes. Oligodendrocytes , montrés dans [Figure 7]b forment des gaines de myéline autour des axones dans le SNC. Un axone peut être myélinisé par plusieurs oligodendrocytes, et un oligodendrocytes peut fournir de la myéline pour plusieurs neurones. Ceci est différent du SNP où une seule cellule de Schwann fournit de la myéline pour un seul axone car la cellule de Schwann entière entoure l'axone. La glie radiale sert d'échafaudage pour le développement des neurones lorsqu'ils migrent vers leurs destinations finales. Les cellules épendymaires tapissent les ventricules remplis de liquide du cerveau et le canal central de la moelle épinière. Ils sont impliqués dans la production de liquide céphalo-rachidien, qui sert de coussin pour le cerveau, déplace le liquide entre la moelle épinière et le cerveau et est un composant du plexus choroïde.

Figure 6 : Les cellules gliales soutiennent les neurones et maintiennent leur environnement. Les cellules gliales du (a) système nerveux central comprennent les oligodendrocytes, les astrocytes, les cellules épendymaires et les cellules microgliales. Les oligodendrocytes forment la gaine de myéline autour des axones. Les astrocytes fournissent des nutriments aux neurones, maintiennent leur environnement extracellulaire et fournissent un soutien structurel. La microglie élimine les agents pathogènes et les cellules mortes. Les cellules épendymaires produisent du liquide céphalo-rachidien qui amortit les neurones. Les cellules gliales du système nerveux périphérique (b) comprennent les cellules de Schwann, qui forment la gaine de myéline, et les cellules satellites, qui fournissent des nutriments et un soutien structurel aux neurones.

Figure 7 : (a) Les astrocytes et (b) les oligodendrocytes sont des cellules gliales du système nerveux central. (crédit a : modification du travail par l'Uniformed Services University crédit b : modification du travail par Jurjen Broeke données de la barre d'échelle de Matt Russell)


Remerciements

Nous remercions les Drs. S. S.-H. Wang, J. K. Rilling et M. Cáceres pour leurs discussions et commentaires utiles sur une version antérieure de ce manuscrit et E. Wahl, J. Hill, A. Zigo, A. Wolters et K. Lever pour leur assistance technique. Ce travail a été soutenu par les subventions de la National Science Foundation BCS-0515484, BCS-0549117 et BCS-0550209 de la Wenner-Gren Foundation for Anthropological Research et James S. McDonnell Foundation Grant 22002078. Le matériel cérébral utilisé dans cette étude a été prêté par le grand singe Projet sur le vieillissement, la Foundation for Comparative and Conservation Biology, le Cleveland Metroparks Zoo, le New England Primate Research Center et le Northwestern University Alzheimer's Disease Center Brain Bank Grant P30 AG13854.


Neurones

Le système nerveux de la mouche de laboratoire commune, Drosophila melanogaster, contient environ 100 000 neurones, le même nombre qu'un homard. Ce nombre se compare à 75 millions chez la souris et 300 millions chez la pieuvre. Un cerveau humain contient environ 86 milliards de neurones. Malgré ces nombres très différents, le système nerveux de ces animaux contrôle bon nombre des mêmes comportements, des réflexes de base aux comportements plus compliqués comme trouver de la nourriture et faire la cour à des partenaires. La capacité des neurones à communiquer entre eux ainsi qu'avec d'autres types de cellules est à la base de tous ces comportements.

La plupart des neurones partagent les mêmes composants cellulaires. Mais les neurones sont également hautement spécialisés et différents types de neurones ont des tailles et des formes différentes qui se rapportent à leurs rôles fonctionnels.

Parties d'un neurone

Comme les autres cellules, chaque neurone possède un corps cellulaire (ou soma) qui contient un noyau, un réticulum endoplasmique lisse et rugueux, un appareil de Golgi, des mitochondries et d'autres composants cellulaires. Les neurones contiennent également des structures uniques, illustrées à la figure (PageIndex<2>) pour recevoir et envoyer les signaux électriques qui rendent possible la communication neuronale. Les dendrites sont des structures arborescentes qui s'étendent loin du corps cellulaire pour recevoir des messages d'autres neurones au niveau de jonctions spécialisées appelées synapses. Bien que certains neurones n'aient pas de dendrites, certains types de neurones ont plusieurs dendrites. Les dendrites peuvent avoir de petites protubérances appelées épines dendritiques, qui augmentent encore la surface pour d'éventuelles connexions synaptiques.

Une fois qu'un signal est reçu par la dendrite, il se déplace ensuite passivement vers le corps cellulaire. Le corps cellulaire contient une structure spécialisée, la butte d'axone qui intègre les signaux de plusieurs synapses et sert de jonction entre le corps cellulaire et un axone. Un axone est une structure en forme de tube qui propage le signal intégré vers des terminaisons spécialisées appelées bornes axonales. Ces terminaux se synapsent à leur tour sur d'autres neurones, muscles ou organes cibles. Les produits chimiques libérés aux bornes des axones permettent de communiquer des signaux à ces autres cellules. Les neurones ont généralement un ou deux axones, mais certains neurones, comme les cellules amacrines de la rétine, ne contiennent aucun axone. Certains axones sont recouverts de myéline, qui agit comme un isolant pour minimiser la dissipation du signal électrique lorsqu'il descend dans l'axone, augmentant considérablement la vitesse de conduction. Cette isolation est importante car l'axone d'un motoneurone humain peut être aussi long qu'un mètre et un mdash de la base de la colonne vertébrale aux orteils. La gaine de myéline ne fait pas réellement partie du neurone. La myéline est produite par les cellules gliales. Le long de l'axone, il y a des lacunes périodiques dans la gaine de myéline. Ces lacunes sont appelées nœuds de Ranvier et sont des sites où le signal est &ldquoréchargé&rdquo lorsqu'il se déplace le long de l'axone.

Il est important de noter qu'un seul neurone n'agit pas seul et que la communication neuronale dépend des connexions que les neurones établissent entre eux (ainsi qu'avec d'autres cellules, comme les cellules musculaires). Les dendrites d'un seul neurone peuvent recevoir un contact synaptique de nombreux autres neurones. Par exemple, on pense que les dendrites d'une cellule de Purkinje dans le cervelet reçoivent le contact de 200 000 autres neurones.

Figure (PageIndex<1>) : les neurones contiennent des organites communs à de nombreuses autres cellules, comme un noyau et des mitochondries. Ils ont également des structures plus spécialisées, notamment des dendrites et des axones.

Lequel des énoncés suivants est faux?

  1. Le soma est le corps cellulaire d'une cellule nerveuse.
  2. La gaine de myéline fournit une couche isolante aux dendrites.
  3. Les axones transportent le signal du soma à la cible.
  4. Les dendrites transmettent le signal au soma.

Types de neurones

Il existe différents types de neurones, et le rôle fonctionnel d'un neurone donné dépend intimement de sa structure. Il existe une incroyable diversité de formes et de tailles de neurones dans différentes parties du système nerveux (et à travers les espèces), comme l'illustrent les neurones illustrés à la figure (PageIndex<3>).

Figure (PageIndex<3>) : Il existe une grande diversité dans la taille et la forme des neurones dans tout le système nerveux. Les exemples incluent (a) une cellule pyramidale du cortex cérébral, (b) une cellule de Purkinje du cortex cérébelleux et (c) des cellules olfactives de l'épithélium olfactif et du bulbe olfactif.

Bien qu'il existe de nombreux sous-types de cellules neuronales définis, les neurones sont généralement divisés en quatre types de base : unipolaire, bipolaire, multipolaire et pseudo-unipolaire. La figure (PageIndex<4>) illustre ces quatre types de neurones de base. Les neurones unipolaires n'ont qu'une seule structure qui s'étend loin du soma. Ces neurones ne se trouvent pas chez les vertébrés mais chez les insectes où ils stimulent les muscles ou les glandes. Un neurone bipolaire a un axone et une dendrite s'étendant du soma. Un exemple de neurone bipolaire est une cellule bipolaire rétinienne, qui reçoit des signaux de cellules photoréceptrices sensibles à la lumière et transmet ces signaux aux cellules ganglionnaires qui transmettent le signal au cerveau. Les neurones multipolaires sont le type de neurone le plus courant. Chaque neurone multipolaire contient un axone et plusieurs dendrites. Les neurones multipolaires se trouvent dans le système nerveux central (cerveau et moelle épinière). Un exemple de neurone multipolaire est une cellule de Purkinje dans le cervelet, qui possède de nombreuses dendrites ramifiées mais un seul axone. Les cellules pseudo-unipolaires partagent des caractéristiques avec les cellules unipolaires et bipolaires. Une cellule pseudo-unipolaire a un seul processus qui s'étend du soma, comme une cellule unipolaire, mais ce processus se ramifie plus tard en deux structures distinctes, comme une cellule bipolaire. La plupart des neurones sensoriels sont pseudo-unipolaires et ont un axone qui se divise en deux extensions : l'une connectée aux dendrites qui reçoivent les informations sensorielles et l'autre qui transmet ces informations à la moelle épinière.

Figure (PageIndex<4>) : les neurones sont divisés en quatre types principaux en fonction du nombre et de l'emplacement des axones : (1) unipolaire, (2) bipolaire, (3) multipolaire et (4) pseudo-unipolaire.

Connexion quotidienne : Neurogenèse

À une certaine époque, les scientifiques pensaient que les gens naissaient avec tous les neurones qu'ils auraient jamais. Les recherches effectuées au cours des dernières décennies indiquent que la neurogenèse, la naissance de nouveaux neurones, se poursuit jusqu'à l'âge adulte. La neurogenèse a été découverte pour la première fois chez des oiseaux chanteurs qui produisent de nouveaux neurones tout en apprenant des chansons. Pour les mammifères, les nouveaux neurones jouent également un rôle important dans l'apprentissage : environ 1000 nouveaux neurones se développent chaque jour dans l'hippocampe (une structure cérébrale impliquée dans l'apprentissage et la mémoire). Alors que la plupart des nouveaux neurones mourront, les chercheurs ont découvert qu'une augmentation du nombre de nouveaux neurones survivants dans l'hippocampe était en corrélation avec la façon dont les rats ont appris une nouvelle tâche. Fait intéressant, l'exercice et certains médicaments antidépresseurs favorisent également la neurogenèse dans l'hippocampe. Le stress a l'effet inverse. Alors que la neurogenèse est assez limitée par rapport à la régénération dans d'autres tissus, la recherche dans ce domaine peut conduire à de nouveaux traitements pour des troubles tels que la maladie d'Alzheimer, les accidents vasculaires cérébraux et l'épilepsie.

Comment les scientifiques identifient-ils de nouveaux neurones ? Un chercheur peut injecter un composé appelé bromodésoxyuridine (BrdU) dans le cerveau d'un animal. Alors que toutes les cellules seront exposées à BrdU, BrdU ne sera incorporée dans l'ADN des cellules nouvellement générées qui sont en phase S. Une technique appelée immunohistochimie peut être utilisée pour attacher une étiquette fluorescente à la BrdU incorporée, et un chercheur peut utiliser la microscopie à fluorescence pour visualiser la présence de BrdU, et donc de nouveaux neurones, dans le tissu cérébral. La figure (PageIndex<5>) est une micrographie qui montre des neurones marqués par fluorescence dans l'hippocampe d'un rat.

Figure (PageIndex<5>) : cette micrographie montre de nouveaux neurones marqués par fluorescence dans un hippocampe de rat. Les cellules qui se divisent activement ont de la bromodoxyuridine (BrdU) incorporée dans leur ADN et sont marquées en rouge. Les cellules qui expriment la protéine acide fibrillaire gliale (GFAP) sont marquées en vert. Les astrocytes, mais pas les neurones, expriment la GFAP. Ainsi, les cellules marquées à la fois en rouge et en vert divisent activement les astrocytes, tandis que les cellules marquées en rouge uniquement divisent activement les neurones. (crédit : modification des travaux du Dr Maryam Faiz, et. al., données de la barre d'échelle de l'Université de Barcelone de Matt Russell)

Ce site contient plus d'informations sur la neurogenèse, y compris une simulation de laboratoire interactive et une vidéo qui explique comment BrdU étiquette de nouvelles cellules.


Que sont les cellules gliales

Les cellules gliales sont les cellules non neuronales du système nerveux. La névroglie et la glie sont les autres noms des cellules gliales. De manière significative, les cellules gliales sont présentes dans les systèmes nerveux central et périphérique. Généralement, les oligodendrocytes, les astrocytes, les microglies et les cellules épendymaires sont les cellules gliales du système nerveux central. En comparaison, les cellules de Schwann et les cellules satellites sont les deux types de cellules gliales du système nerveux périphérique. Cependant, les cellules gliales sont responsables du maintien de l'homéostasie, de la formation de la myéline et du soutien et de la protection des neurones.

Figure 2 : Cellules gliales

De plus, les cellules gliales entourent les neurones tout en les maintenant en place. Ils fournissent également de l'oxygène et des nutriments aux neurones. En plus de cela, ils éliminent les cellules mortes tout en protégeant les neurones des agents pathogènes. Les cellules gliales isolent les neurones les uns des autres. Fondamentalement, le rapport des cellules gliales aux neurones est de 10:1.


L'expression des gènes de la glie et des neurones unicellulaires dans l'amygdale centrale dans le sevrage des opioïdes suggère une inflammation avec une dysbiose intestinale corrélée

La recherche de drogue dans la dépendance aux opioïdes est due en partie à l'émotion négative sévère associée au syndrome de sevrage. Il est bien établi que des états émotionnels négatifs émergent de l'activité dans l'amygdale. Plus récemment, il a été démontré que la microflore intestinale contribue considérablement à de telles émotions. Nous avons mesuré l'expression des gènes dans la glie et les neurones isolés de l'amygdale à l'aide d'une microdissection par capture laser et avons mesuré simultanément la microflore intestinale chez des rats dépendants de la morphine et en sevrage pour étudier les facteurs d'émotion négative dans le sevrage aux opioïdes. Nous avons découvert que les gènes neuroinflammatoires, notamment Tnf, étaient régulés positivement dans la condition de sevrage et que les astrocytes, en particulier, étaient très actifs. On observe également une diminution Firmicutes à Bactéroïdes ratio de sevrage aux opioïdes indiquant une dysbiose intestinale. Nous supposons que ces changements inflammatoires et de la microflore intestinale contribuent à l'émotion négative ressentie lors du sevrage aux opioïdes qui motive la dépendance.

Mots clés: dépendance amygdale inflammation microflore dépendance aux opioïdes expression génique unicellulaire retrait.

Les figures

Flux de travail RT-qPCR monocellulaire et transcription…

Flux de travail RT-qPCR unicellulaire et hétérogénéité transcriptionnelle. (UNE) Protocole experimental ( m = 4…

Diagramme cellulaire de l'expression des gènes…

Diagramme cellulaire des changements d'expression génique selon les traitements et les types de cellules. Carrés de couleur…

Carte de chaleur. La couleur représente le relatif…

Carte de chaleur. La couleur représente l'expression relative des gènes (médiane -ΔΔC t valeurs) pour étiqueté…

Réseaux de corrélation de gènes. Corrélation de Pearson…

Gene correlation networks. Pearson correlation was performed on the −ΔΔC t values within…

Boxplots of select genes demonstrating…

Boxplots of select genes demonstrating significant differential gene expression. Statistics were calculated using…

Density plots and subphenotype heat…

Density plots and subphenotype heat maps. Color denotes relative expression and is derived…

Relative abundance of gut microflora…

Relative abundance of gut microflora from rat cohort 1. Heat map displays relative…

Relative abundance of gut microflora…

Relative abundance of gut microflora from rat cohort 2. Barplots display relative abundance…

Interoceptive vagal circuit and visceral-emotional…

Interoceptive vagal circuit and visceral-emotional neuraxis. (UNE) Interoceptive vagal afferents relay the state…


Voir la vidéo: 2-Minute Neuroscience: Glial Cells (Mai 2022).