Cellules gliales: bien plus que la colle des neurones

Il est très fréquent que, lorsque l'on parle de l'intelligence d'une personne, on se réfère spécifiquement à un type de cellules très spécifique: les neurones. Ainsi, il est normal d'appeler mononeuronal ceux qui attribuent une faible intelligence de manière péjorative. Cependant, l'idée que le cerveau est essentiellement équivalent à un ensemble de neurones est de plus en plus dépassée.

Le cerveau humain contient plus de 80 milliards de neurones, mais cela ne représente que 15 % du total des cellules de cet ensemble d'organes.

Les 85 % restants sont occupés par un autre type de corps microscopique: les cellules dites gliales.. Dans l'ensemble, ces cellules former une substance appelée glie ou névroglie, qui s'étend à travers tous les recoins du système nerveux.

Actuellement, la glie est l'un des domaines d'étude avec les plus grands progrès dans les neurosciences, cherche à révéler toutes ses tâches et les interactions qu'ils réalisent pour que le système nerveux fonctionne comme il le fait. Et c'est que le cerveau actuellement ne peut pas être compris sans comprendre l'implication de la glie.

La découverte des cellules gliales

Le terme névroglie a été inventé en 1856 par le pathologiste allemand Rudolf Virchow. C'est un mot qui en grec signifie "colle neuronale (neuro) (glie)", puisqu'au moment de sa découverte On pensait que les neurones étaient liés entre eux pour former des nerfs et, c'est plus, que le axone c'était une collection de cellules au lieu d'une partie du neurone. Pour cette raison, on a supposé que ces cellules qu'ils ont trouvées près des neurones étaient là pour aider à structurer le nerf et faciliter l'union entre elles, et rien d'autre. Un rôle assez passif et auxiliaire, en somme.

En 1887, le célèbre chercheur Santiago Ramón y Cajal a conclu que les neurones étaient unités indépendantes et qui étaient séparées des autres par un petit espace qui devint plus tard connu Quoi espace synaptique. Cela a servi à réfuter l'idée que les axones étaient plus que de simples parties de cellules nerveuses indépendantes. Cependant, l'idée de la passivité gliale est restée. Aujourd'hui, cependant, on découvre que son importance est beaucoup plus grande qu'on ne le supposait auparavant.

D'une certaine manière, il est ironique que le nom qui a été donné à la névroglie soit celui-là. Il est vrai que cela aide à la structure, mais non seulement il remplit cette fonction, mais ils sont également pour votre protection, la réparation de endommage, améliore l'influx nerveux, offre de l'énergie et contrôle même le flux d'informations, parmi de nombreuses autres fonctions découvert. Ils sont un outil puissant pour le système nerveux.

Types de cellules gliales

Névroglie est un ensemble de différents types de cellules qui ont en commun de se trouver dans le système nerveux et de ne pas être des neurones.

Il existe plusieurs types de cellules gliales, mais je vais me concentrer sur les quatre classes qui sont considérés comme plus importants, ainsi que pour expliquer les fonctions les plus importantes découvertes jusqu'à aujourd'hui. Comme je l'ai dit, ce domaine des neurosciences progresse chaque jour davantage et il y aura sûrement à l'avenir de nouveaux détails inconnus aujourd'hui.

1. Cellules de Schwann

Le nom de cette cellule gliale est en l'honneur de son découvreur, Theodore Schwann, plus connu comme l'un des pères de la théorie cellulaire. Ce type de cellule gliale est le seul présent dans le système nerveux périphérique (SNP), c'est-à-dire dans les nerfs qui parcourent tout le corps.

En étudiant l'anatomie des fibres nerveuses chez les animaux, Schwann a observé certaines cellules qui étaient attachées le long de l'axone et donnaient l'impression d'être quelque chose comme de petites "Perles"; Au-delà de cela, il ne leur accordait plus d'importance. Dans des études futures, il a été découvert que ces éléments microscopiques en forme de billes étaient en fait des gaines de myéline, un produit important qui génère ce type de cellule.

Myéline est une lipoprotéine qui fournit une isolation contre les impulsions électriques à l'axone, c'est-à-dire qu'il permet de maintenir le potentiel d'action plus longtemps et à une plus grande distance, ce qui permet aux tirs électriques d'aller plus vite et de ne pas se disperser à travers la membrane neuronale. C'est-à-dire qu'ils agissent comme le caoutchouc qui recouvre un câble.

Cellules de Schwann ils ont la capacité de sécréter divers composants neurotrophiques, dont le « Nerve Growth Factor » (NCF), le premier facteur de croissance présent dans le système nerveux. Cette molécule sert à stimuler la croissance des neurones au cours du développement. De plus, comme ce type de névroglie entoure l'axone comme un tube, il a également une influence pour marquer la direction dans laquelle il doit croître.

Au-delà de cela, on a vu que lorsqu'un nerf du SNP a été endommagé, Le FCN est sécrété pour que le neurone puisse repousser et retrouver sa fonctionnalité. Ceci explique le processus par lequel la paralysie temporaire que subissent les muscles après avoir subi une déchirure disparaît.

Les trois différentes cellules de Schwann

Pour les premiers anatomistes, il n'y avait pas de différences dans les cellules de Schwann, mais avec les progrès de microscopie ont pu différencier jusqu'à trois types différents, avec des structures et des fonctions bien différencié. Ceux que j'ai décrits sont les "myéliniques", car ils produisent de la myéline et sont les plus courants.

Cependant, dans les neurones à axones courts, on trouve un autre type de cellule de Schwann appelée « non myélinisée »car il ne produit pas de gaines de myéline. Celles-ci sont plus grandes que les précédentes et abritent à l'intérieur plus d'un axone à la fois. Ils ne semblent pas produire de gaines de myéline, car avec sa propre membrane, il sert déjà d'isolant pour ces petits axones.

Le dernier type de cette forme de névroglie se trouve dans la synapse entre les neurones et les muscles. Elles sont appelées cellules de Schwann terminales ou périsynaptiques. (entre la synapse). Son rôle actuel a été révélé dans une expérience menée par Richard Robitaille, neurobiologiste à l'Université de Montréal. Le test consistait à ajouter un faux messager à ces cellules pour voir ce qui se passait. Le résultat était que la réponse exprimée par le muscle était altérée. Dans certains cas, la contraction a été augmentée, dans d'autres cas, elle a diminué. La conclusion était que ce type de glie régule le flux d'informations entre le neurone et le muscle.

2. Oligodendrocytes

Dans le système nerveux central (SNC), il n'y a pas de cellules de Schwann, mais les neurones ont une autre forme de revêtement de myéline grâce à un autre type de cellules gliales. Cette fonction est réalisée le dernier des grands types de névroglie découverts: celui formé par les oligodendrocytes.

Leur nom fait référence à la façon dont les premiers anatomistes qui les ont trouvés les ont décrits; une cellule avec une multitude de petites extensions. Mais la vérité est que le nom ne les accompagne pas beaucoup, puisque quelque temps plus tard, un élève de Ramón et Cajal, Pío del Río-Hortega, a conçu des améliorations dans la teinture utilisée à l'époque, révélant le vrai morphologie: une cellule avec quelques longues extensions, comme des bras.

Myéline dans le SNC

Une différence entre les oligodendrocytes et les cellules de Schwann myélinisées est que les premiers n'enveloppent pas l'axone avec son corps, mais ils le font avec leurs longues extensions, comme s'il s'agissait des tentacules d'une pieuvre, et c'est à travers eux que la myéline est sécrétée. De plus, la myéline du SNC n'est pas là uniquement pour isoler le neurone.

Comme Martin Schwab l'a démontré en 1988, le dépôt de myéline sur l'axone dans les neurones en culture entrave leur croissance. A la recherche d'une explication, Schwab et son équipe ont pu purifier plusieurs protéines de la myéline qui provoquent cette inhibition: Nogo, MAG et OMgp. Ce qui est amusant, c'est qu'on a vu que dans les premiers stades du développement du cerveau, la protéine MAG de la myéline stimule la croissance du neurone, faisant une fonction inverse au neurone dans Adultes. La raison de cette inhibition est un mystère, mais les scientifiques espèrent que son rôle sera bientôt connu.

Une autre protéine trouvée dans les années 90 se trouve également dans la myéline, cette fois par Stanley B. Prusiner: Protéine prion (PrP). Sa fonction à l'état normal est inconnue, mais à l'état muté, il devient un prion et génère une variante de la maladie de Creutzfeldt-Jakob, communément appelée maladie de la vache fou. Le prion est une protéine qui gagne en autonomie, infectant toutes les cellules de la glie, ce qui génère une neurodégénérescence.

3. Astrocytes

Ce type de cellule gliale a été décrit par Ramón y Cajal. Lors de ses observations de neurones, il a remarqué qu'il y avait d'autres cellules à proximité des neurones, en forme d'étoile; d'où son nom. Il est situé dans le SNC et le nerf optique, et est peut-être l'une des glies qui exécute un plus grand nombre de fonctions. Sa taille est deux à dix fois plus grande que celle d'un neurone, et il a des fonctions très diverses

Barrière hémato-encéphalique

Le sang ne s'écoule pas directement dans le SNC. Ce système est protégé par la barrière hémato-encéphalique (BHE), une membrane perméable hautement sélective. Les astrocytes y participent activement, être en charge de filtrer ce qui peut arriver à l'autre côté et ce qui ne l'est pas. Principalement, ils permettent l'entrée d'oxygène et de glucose, pour pouvoir alimenter les neurones.

Mais que se passe-t-il si cette barrière est endommagée? En plus des problèmes générés par le système immunitaire, des groupes d'astrocytes se rendent dans la zone endommagée et se rejoignent pour former une barrière temporaire et arrêter le saignement.

Les astrocytes ont la capacité de synthétiser une protéine fibreuse appelée GFAP, avec laquelle ils gagnent en robustesse, en plus d'en sécréter une autre suivie de protéines qui leur permet de gagner en imperméabilité. En parallèle, les astrocytes sécrètent des neurotrophes, pour stimuler la régénération de la zone.

Recharge de batterie au potassium

Une autre des fonctions décrites des astrocytes est leur activité pour maintenir le potentiel d'action. Lorsqu'un neurone génère une impulsion électrique, il capte des ions sodium (Na+) pour devenir plus positif avec l'extérieur. Ce processus par lequel les charges électriques à l'extérieur et à l'intérieur des neurones sont manipulées produit un état connu sous le nom de dépolarisation, ce qui fait naître les impulsions électriques qui traversent le neurone jusqu'à ce qu'elles se terminent dans l'espace synaptique. Pendant votre voyage, L'environnement cellulaire cherche toujours un équilibre dans la charge électrique, il perd donc des ions potassium (K+) à cette occasion., pour correspondre à l'environnement extracellulaire.

Si cela se produisait toujours, à la fin une saturation d'ions potassium serait générée à l'extérieur, ce qui signifierait que ces ions cesseraient de quitter le neurone, ce qui entraînerait l'incapacité de générer le impulsion électrique. C'est là qu'interviennent les astrocytes, qui ils absorbent ces ions à l'intérieur pour nettoyer l'espace extracellulaire et permettent de sécréter plus d'ions potassium. Les astrocytes n'ont aucun problème de charge, car ils ne communiquent pas par impulsions électriques.

4. Microglie

La dernière des quatre formes principales de névroglie est la microglie.. Cela a été découvert avant les oligodendrocytes, mais on pensait qu'il provenait des vaisseaux sanguins. Il occupe entre 5 et 20 pour cent de la population gliale du SNC, et son importance est basée sur le fait qu'elle est la base du système immunitaire du cerveau. En ayant la protection de la barrière hémato-encéphalique, le libre passage des cellules n'est pas autorisé, et cela inclut celles du système immunitaire. Pour lui, le cerveau a besoin de son propre système de défense, et celui-ci est formé par ce type de glie.

Le système immunitaire du SNC

Cette cellule gliale est très mobile, ce qui lui permet de réagir rapidement à tout problème rencontré dans le SNC. La microglie a la capacité de dévorer les cellules endommagées, les bactéries et les virus, ainsi que de libérer une série d'agents chimiques avec lesquels lutter contre les envahisseurs. Mais l'utilisation de ces éléments peut provoquer des dommages collatéraux, car il est également toxique pour les neurones. Par conséquent, après la confrontation, ils doivent produire des astrocytes neurotrophiques pour faciliter la régénération de la zone touchée.

Plus tôt, j'ai parlé des dommages causés à la BHE, un problème qui est généré en partie par les effets secondaires de la microglie lorsque les leucocytes traversent la BHE et pénètrent dans le cerveau. L'intérieur du SNC est un nouveau monde pour ces cellules, et elles réagissent principalement comme inconnues comme s'il s'agissait d'une menace, générant une réponse immunitaire contre elle. La microglie initie la défense, provoquant ce qu'on pourrait dire une "guerre civile", ce qui cause beaucoup de dommages aux neurones.

Communication entre la glie et les neurones

Comme vous l'avez vu, les cellules gliales effectuent une grande variété de tâches. Mais une section qui n'a pas été claire est de savoir si les neurones et la glie communiquent les uns avec les autres. Les premiers chercheurs se sont déjà rendu compte que la glie, contrairement aux neurones, ne génère pas d'impulsions électriques. Mais cela a changé lorsque Stephen J. Smith a vérifié comment ils communiquent, à la fois entre eux et avec les neurones.

Smith a eu l'intuition que la névroglie utilise l'ion calcium (Ca2+) pour transmettre des informations, puisque cet élément est le plus utilisé par les cellules en général. D'une manière ou d'une autre, lui et ses coéquipiers ont sauté dans la piscine avec cette conviction (après tout, la "popularité" d'un ion ne nous en dit pas beaucoup non plus sur ses fonctions spécifiques), mais ils ont bien compris.

Ces chercheurs ont conçu une expérience qui consistait en une culture d'astrocytes à laquelle du calcium fluorescent a été ajouté, ce qui permet de voir leur position par microscopie à fluorescence. De plus, il a ajouté au milieu un neurotransmetteur très courant, le glutamate. Le résultat a été immédiat. Pour dix minutes ils ont pu voir comment la fluorescence pénétrait dans les astrocytes et voyageait entre les cellules comme s'il s'agissait d'une onde. Avec cette expérience, ils ont montré que la glie communique entre elle et avec le neurone, car sans le neurotransmetteur, l'onde ne démarre pas.

Les dernières informations connues sur les cellules gliales

Grâce à des recherches plus récentes, il a été découvert que la glie détecte tous les types de neurotransmetteurs. De plus, les astrocytes et la microglie ont la capacité de fabriquer et de libérer des neurotransmetteurs (bien qu'à ces éléments sont appelés gliotransmetteurs car ils proviennent de la glie), influençant ainsi les synapses de la neurones.

Un domaine d'études actuel voit le jour où les cellules gliales influencent la fonction cérébrale globale et les processus mentaux complexes, Quoi l'apprentissage, la mémoire ou le rêve.