BIO 3750 - Ch 2 neurone et glie.pptx

CHAPITRE 2: NEURONES ET CELLULES GLIALES • Dans ce cours, nous apprendrons 1. Les défis de l’étude des neurones 2. Les caractéristiques cellulaires et morphologiques des neurones 3. Comment ont peut utiliser différentes méthodes de classifier les neurones 4. Les autres types de cellules qui composen...

CHAPITRE 2: NEURONES ET CELLULES GLIALES • Dans ce cours, nous apprendrons 1. Les défis de l’étude des neurones 2. Les caractéristiques cellulaires et morphologiques des neurones 3. Comment ont peut utiliser différentes méthodes de classifier les neurones 4. Les autres types de cellules qui composent le système nerveux Lecture • Bear, chapitre 2 1 LES NEUROSCIENCES D’AUJOURD’HUI LES NEUROSCIENCES D’AUJOURD’HUI LES CELLULES DU SYSTÈME NERVEUX 4 LES CELLULES DU SYSTÈME NERVEUX 5 VISUALISER UN NEURONE DÉFIS 1. La taille • • Un neurone: 10 à 40 mm 1/5 de ce que l’œil nu peut voir 40-200 x Helfmann 6 VISUALISER UN NEURONE DÉFIS 2. Obtenir des tranches de tissu nerveux de tailles suffisamment minces 7 VISUALISER UN NEURONE DÉFIS 3. Les neurones sont généralement incolores ? 8 DOCTRINE NEURONALE Histologie  Étude des structures tissulaires  Coloration de Nissl (violet de Cresyl)  Marque les corps de Nissl (similaire à du réticulum endoplasmique) dans le corps cellulaire Franz Nissl (1860-1919 9 DOCTRINE NEURONALE • La coloration Nissl ne révèle qu’une partie des cellules • Coloration de Golgi (AgNO3) montre deux parties des neurones: • Soma ou péricaryon ou corps cellulaire • Neurites: axones et dendrites Camillo Golgi 10 DOCTRINE NEURONALE • Méthode de coloration de Golgi mise au point par Santiago Ramon y Cajal • Neurones communiquent par contact, mais pas en continu • Neurones adhèrent à la théorie cellulaire Représentation de Cajal du gyrus denté Représentation de Cajal du 11 cortex MICROSCOPIE • Doctrine neuronale • Fente synaptique est d’environ 20nm (0.02µm) • Résolution du microscope optique: env. 0.1µm optique optique • Résolution du microscope électronique: env. (vivant…) électronique 0.01nm reconstitution 12 NEURONE PROTOTYPIQUE Sections: • Soma • Axone • Terminaison nerveuse • Dendrite • Épine dendritique • Noyau • Membrane cellulaire • Cytosquelette 13 SOMA • Mitochondrie • Site: • Respiration cellulaire (O2) • Cycle de Krebs • Production d’ATP (source d’énergie) • Cerveau humain représente 2% de la masse corporelle, mais consomme 20% de l’O2 14 AXONE • Axone • Transmission électrique du signal de sortie • Diametre de 0.1 à 10 mm • Branches (collatérales) bifurquant à des angles droits (90 degrées) • Cône axonique • Début de l’axone qui émerge du soma • Site d’initiation des potentiels d’action • Terminaison axonale (ou nerveuse) • Transmission synaptique • Différences entre axone et soma • RE n’est présent dans l’axone Cône axonique collatérales Terminais on axonale 15 TERMINAISON NERVEUSE (VS AXONE) • Différences entre l’axone et la terminaison nerveuse • Aucun microtubule dans les terminaisons • Présence de vésicules synaptiques • Abondance de protéines membranaires • Nombre important de mitochondries at: terminaison axonale mt: mitochondrie ves: vésicules Flèche: synapse DS: dendrite Sp: épine dendritique 16 SYNAPSE (AXONE) • Transmission synaptique • Synapse électrique • Jonction communicante • Synapse chimique • Libération de neurotransmetteur 17 DENDRITES • « Antennes » des neurones • Arbre dendritique • Traitement de l’information reçue à travers les synapses • Plus de 95% de la surface d’un neurone • Diamètre entre 0.1 mm et 3 mm Neurone (vert) avec synapses en contact (rouge) 18 DENDRITES • Épines dendritiques • Les dendrites de certains neurones sont émailées de petites structures de la forme de champignons ou épines • Reçoivent les signaux des terminaisons axonales d’autres neurones • Compartiment postsynaptiques: récepteurs synaptiques • Associées avec la mémoire et l’apprentissage 19 MEMBRANE CELLULAIRE • Barrière qui englobe le cytoplasme • Sélectivité • Env. 5nm d’épaisseur • Différentes régions de la membrane présentent différents types de protéines membranaires • Régions spécifiques de membrane ont des fonctions spécifiques • Membrane pré-synaptique • Membrane post-synaptique • Membrane axonique • Etc. • Transmission électrique • Transmission chimique de l’information 20 CYTOSQUELETTE Échafaudage interne de la membrane neuronale 21 CYTOSQUELETTE • Pas statique, en mouvement continuel • Trois structures • Microtubules • Mouvement des organites • Rails pour moteurs moléculaires • Microfilaments (actine) • Changement dynamique de forme • Neurofilaments • Filaments de support et stabilité 22 • TRANSPORT AXOPLASMIQUE (AXONE) Antérograde • Du soma à la terminaison • Nécessite les kinésines au niveau des microtubules • Brûle de l’ATP kinésine Direction du transport axoplasmique antérograde … 23 TRANSPORT AXOPLASMIQUE (AXONE) • Rétrograde • De la terminaison au soma • Nécessite les dynéines • Brûle de l’ATP Direction du transport axoplasmique rétrograde … dynéine 24 24 TRANSPORT AXOPLASMIQUE (AXONE) • En neuroscience, utile pour le traçage des voies neuronales avec des dérivés de dextran • Traçage antérograde: • • • • Marque les terminaisons nerveuses Phageolus Vulgaris Leucoagglutinin Dextrans DiI • Traçage rétrograde: • Marque les cellules qui innervent une région du système nerveux • • • • Dextrans DiI Péroxydase de raifort (HRP) Virus 25 TRANSPORT AXOPLASMIQUE (AXONE) • Antérograde – Permet de visualiser facilement les cibles postsynaptiques d’un neurone – Répond à la question: “Un ? à neurone parle qui?” ? ? 26 Antérograd e On observe les neurones marqués dans les régions d’intérêts Injection de marqueur antérograde Neurone Synapse Régions du cerveau d’intérêts Région étudié 27 TRANSPORT AXOPLASMIQUE (AXONE) • Antérograde – Permet de visualiser facilement les cibles postsynaptiques d’un neurone – Répond à la question: “Un ? à neurone parle qui?” ? ? • Rétrograde – Permet de visualiser facilement les neurones présynaptiques d’un neurone – Répond à la question: “Un ? écoute neurone qui?” ? ? 28 Rétrograde On observe les neurones marqués dans les regions d’intérêts Neurone Synapse Injection de marqueur rétrograde Région du cerve d’intérêt Région étudié 29 QUESTIONS • Vous étudiez le Noyau3750 dans le système nerveux. Votre directrice/directeur de these propose que vous déterminez quels neurones envoient des terminaisons synaptiques aux neurones dans le Noyau3750 1. Quel marquage effectuerez-vous? Antérograde or rétrograde? 2. Qu’est-ce que vous essaieriez de visualiser pour déterminer quels neurones envoient des terminaisons synaptiques aux neurones dans le Noyau3750? 30 CLASSIFICATION DES NEURONES • Le grand nombre de neurones dans le système nerveux est un défi pour l’étude du système nerveux • Plusieurs méthodes sont utilisés pour regrouper les neurones dans différentes classes pour faciliter la compréhension de leurs rôles CLASSIFICATIONS DES NEURONES • Classification basée sur le nombre de neurites (axone ou dendrites) • Unipolaire: • un seul neurite • Bipolaire: • deux neurites • Multipolaires: • plusieurs neurites 32 CLASSIFICATIONS DES NEURONES • Classification basée sur la morphologie… • somatique • Cellules ovoïde/sphéricale • Cellules pyramidales Ferris Jabr; basé sur les reconstructions et dessins de Ramon Y 33 CLASSIFICATIONS DES NEURONES • Classification basée sur la morphologie… • dendritique • Nombres de dendrites • Longueur • Patron de ramification 34 Polavaram et al. Frontiers in Neuroanatomy (201 CLASSIFICATIONS DES NEURONES • Classification basée sur la longueur de l’axone… • Golgi de type I • Neurones de projection • Golgi de type II • Neurones locaux 35 CLASSIFICATIONS DES NEURONES • Classification basée sur la connexion… Moelle • Neurones sensorielles • Récepteur sensoriel Afférent • Neurones moteurs (motoneurones) musculaire • Muscle ou glande • Interneurones • Contactent d’autres neurones dans le SNC épinière Interneurone Motoneurone 36 CLASSIFICATIONS DES NEURONES • Classification basée sur… … le type de neurotransmetteur sécrété • • • • • • Cholinergique Glutamatergique GABAergique Dopaminergique Sérotoninergique Autres… … la fonction • • • • Excitateur Inhibiteur Modulateur (peut exciter ou inhiber) N.B. Neurotransmetteur fonction tout le temps 37 CLASSIFICATIONS DES NEURONES • Classification moléculaire Transcription Transcription factors factors • Promoteurs de transcription impliqués dans le développement d’un neurone Cellules souches Progénite urs neurales Neurones postmitotiques 38 CLASSIFICATIONS DES NEURONES • Classification moléculaire Transcription Transcription factors factors • Promoteurs de transcription impliqués dans le développement d’un neurone 39 QUESTION IMPORTANTE • Pourquoi est-ce important de trouver des façons de classifier des neurones? • Indice: Serait-ce facile de comprendre que font ces neurones sans classifications? 40 GLIES • Fonction des glies • Fonctions de support neuronal • Astrocytes Plus nombreuses glies du SN Formées de plusieurs prolongements: forme étoilée Remplissent l’espace entre neurones Influencent la croissance des neurites Régulent le contenu chimique de l’espace extracellulaire • Régulent la transmission synaptique • • • • • 41 GLIES MYÉLINISÉES • Oligodendrocytes (SNC) • S’enroulent autour de plusieurs segments d’axones • Cellules de Schwann (SNP) • S’enroulent autour d’un seul segment d’axone • Enroulent leurs membranes autour des axones 42 GLIES MYÉLINISÉES • Rôle de la myéline • Isolent l’axone • Augmentente la vitesse de conduction électrique • Nœud de Ranvier • Région de membrane axonale exposée avec haute densité de canaux sodiques • Permet la transmission saltatoire 43 GLIES • Microglie • Phagocyte • Système immunitaire • Nettoyage et élimination des déchets et des cellules mortes Microglie Neurone Gerry Sha 44 GLIES: VERS UNE MEILLEURE COMPRÉHENSION Science, 2010 Activation d’astrocytes dans le noyau suprachiasmatique peut contrôler le cycle circadien 45 GLIES VS NEURONES • Glies: • • • • Isolent Supportent Nourrissent les neurones … mais, signalent et sont actives (influx de calcium) • Neurones • • • • Traitent l’information Perçoivent les changements environnementaux Communiquent les changements aux autres neurones Commandent les réponses corporelles 46