Neurofilaments: qu'est-ce que c'est, composants et caractéristiques

Les neurofilaments sont un type de filaments intermédiaires de 7 nanomètres d'épaisseur présents dans le cytoplasme des neurones. Ils sont impliqués dans le maintien de la structure neuronale et dans le transport axonal.

Parfois, les structures biologiques gardent beaucoup plus de secrets qu'on ne le croit au départ. Dans le monde de la nature, la connaissance est pratiquement infinie, puisqu'elle couvre des couches et des couches morphologiques jusqu'à atteindre les composés les plus basiques de tout être vivant, les acides aminés et les éléments chimiques qui les composent. Jusqu'où veut-on aller dans cette recherche de savoir ?

D'une part, nous avons les neurones avec leurs sections délimitées (axone, dendrites et soma), la communication entre eux par les synapses, les neurotransmetteurs et leurs effets sur le cerveau. Tous ces sujets ont déjà été largement abordés, mais nous pouvons encore creuser plus profondément. A cette occasion, nous en profitons pour vous montrer tout ce que vous devez savoir sur les neurofilaments.

• Article associé: « Quelles sont les parties du neurone? »

Neurofilaments: le squelette neural

Il est incroyable de savoir que le squelette des êtres vivants est composé de cellules, mais que les cellules ont aussi besoin de leur propre "structure squelettique" pour conserver leur forme et leur fonctionnalité. C'est-à-dire, nous trouvons une organisation complexe même dans l'unité fonctionnelle la plus élémentaire que la vie nous donne.

Puisqu'on ne peut aborder le rôle des neurofilaments sans d'abord comprendre l'organisation structurale d'une cellule, nous allons nous attarder un instant sur le cytosquelette et sa fonction.

À propos du cytosquelette

Le cytosquelette est défini comme un réseau tridimensionnel de protéines qui fournit un soutien interne dans les cellules, mais qui intervient également dans le transport des composés, l'organisation et la division cellulaire. Faire une analogie avec le monde macroscopique observable, ce réseau complexe agirait comme les poutres d'un immeuble, mais aussi comme l'ascenseur et les escaliers. Incroyable vrai?

Le cytosquelette est composé de trois composés principaux :

• Microfilaments: composés de deux chaînes d'actine, une protéine globulaire. Ils maintiennent la forme de la cellule.
• Filaments intermédiaires: composés d'une famille de protéines plus hétérogène, ils assurent la stabilité des organites cellulaires grâce à leurs liens forts.
• Microtubules: formés par l'alba et la bêta tubuline, ils sont responsables du mouvement des substances à l'intérieur de la cellule et de sa division.

Il convient de noter que la structure et la dynamique du cytosquelette dépendent de la manière dont la cellule est liée à la extérieur (c'est-à-dire la matrice extracellulaire) et les contraintes de tension, de rigidité et de compression qu'il subit tout au long de sa vie. développement. Nous sommes face à un cadre dynamique et nullement rigide, qui s'adapte parfaitement au processus que subit la cellule à un moment donné. Maintenant, comment les neurofilaments sont-ils liés à tout ce qui précède ?

Naviguer dans le cytoplasme

La réponse à la question précédente est simple, puisque ces structures qui nous préoccupent aujourd'hui ne sont que des filaments intermédiaires du cytosquelette spécifique des neurones.

Comme toutes les autres cellules, les neurones ont un squelette de fonction à la fois structurelle et de transport. Cette charpente protéique est composée de trois composants, très similaires à ceux que nous avons décrits avec auparavant, puisqu'il s'agit des microtubules (ou neurotubules), des neurofilaments (filaments intermédiaires) et microfilaments. Avant de nous perdre dans la morphologie de ces structures, définissons les fonctions du cytosquelette neuronal :

• Médiation du mouvement des organites entre les différentes zones du corps neuronal.
• Fixez l'emplacement de certains composants (tels que les récepteurs chimiques membranaires) aux bons endroits afin qu'ils puissent fonctionner.
• Déterminer la forme tridimensionnelle du neurone.

Comme nous pouvons le voir, Sans cette structure protéique, les neurones (et donc la pensée humaine) ne pourraient pas exister tels que nous les connaissons. au jour d'aujourd'hui. Pour comprendre la structure d'un neurofilament, nous devons disséquer en profondeur sa morphologie jusqu'au niveau basal. Allez-y.

Nous devons d'abord savoir la "brique" la plus basale de la structure, la cytokératine. Il s'agit d'une protéine fibreuse essentielle dans les filaments intermédiaires des cellules épithéliales, ainsi que dans les ongles, les poils et les plumes des animaux. L'association d'un ensemble de ces protéines de façon linéaire donne naissance à un monomère, et deux de ces chaînes enroulées l'une autour de l'autre, à un dimère.

À leur tour, deux dimères enroulés donnent naissance à une structure plus épaisse, le complexe tétramère (tétra-quatre, car il est composé d'un total de quatre monomères). L'union de plusieurs complexes tétramères forme un protofilament, et de deux protofilaments joints, un protofibrille. Enfin, trois protofibrilles enroulées donnent naissance au neurofilament recherché.

Ainsi, pour comprendre la structure de ce filament intermédiaire, il faut imaginer une série de chaînes s'enroulant les unes autour des autres. sur eux-mêmes pour donner une structure "analogue" (sur des distances incroyables) à la double hélice d'ADN pour tous connu. Chaque fois de plus en plus de chaînes interconnectées s'ajoutent entre elles, augmentant la complexité de la structure et l'épaisseur de celle-ci. Comme pour le câblage électrique, plus il y a de chaînes et d'enroulements, plus la résistance mécanique de l'ossature finale est élevée.

Ces neurofilaments, d'une complexité structurale vertigineuse, sont répartis dans le cytoplasme du neurone et relient les neurotubules et relient la membrane cellulaire, les mitochondries et polyribosomes. Il convient de noter qu'ils sont les composants les plus abondants du cytosquelette, puisqu'ils représentent le support structurel interne du neurone.

• Vous etes peut etre intéressé: "Cytosquelette du neurone: parties et fonctions"

Cas pratiques

Tout n'est pas réduit à un monde microscopique, puisque la composition du cytosquelette, aussi surprenante que cela puisse paraître, conditionne les réponses des êtres vivants à l'environnement et l'efficacité de leurs transmissions nerveuses.

Par exemple, des études ont étudié l'abondance des filaments intermédiaires neuronaux chez les mammifères rongeurs après lésions cérébrales et exposition ultérieure à des thérapies au laser et à ultrasons de faible intensité dans le but de thérapie. Les lésions nerveuses sont corrélées à une diminution des neurofilaments dans chaque neurone., puisque ce type de stress mécanique diminue le calibre de l'axone et la « santé » (faute d'un terme plus complexe) de la cellule soumise au traumatisme.

Les résultats sont révélateurs, puisque les souris qui ont été soumises aux thérapies décrites ont augmenté le nombre de ces filaments au niveau cellulaire. Ces types d'expériences montrent que Les thérapies au laser de faible intensité (LBI) peuvent jouer un rôle essentiel dans la régénération des nerfs lésés après un traumatisme.

Au-delà du monde microscopique: filaments et Alzheimer

Nous allons plus loin, car au-delà des études expérimentales avec des rongeurs de laboratoire, les effet de la composition et du nombre de filaments composants du cytosquelette dans des maladies telles que alzheimer.

Par exemple, la concentration sérique de neurofilaments légers (Nfl) est augmentée chez les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer familiale avant même que les symptômes de la maladie ne commencent à apparaître. Par conséquent, ceux-ci pourraient agir comme des bioindicateurs non invasifs de la pathologie pour la contrôler dès les premiers stades. Bien sûr, plus d'informations et d'études sont encore nécessaires pour cimenter ces connaissances, mais les bases sont déjà posées.

résumé

Comme nous avons pu le constater, le monde des neurofilaments n'est pas seulement réduit à une charpente protéique structurale. On passe à des échelles nanoscopiques, mais clairement les effets de l'abondance de ces composants des éléments essentiels du cytosquelette neuronal s'expriment au niveau comportemental et physiologique chez les êtres vivants. vivant.

Cela met en évidence l'importance de chacun des éléments qui composent nos cellules. Qui allait nous dire qu'une plus grande abondance d'un filament spécifique pouvait être un indicateur des premiers stades d'une maladie comme Alzheimer ?

À la fin, chaque petit composant est une pièce de plus du puzzle qui donne naissance à la machine sophistiquée qu'est le corps humain. Si l'une d'entre elles tombe en panne, l'effet peut atteindre des niveaux bien supérieurs aux quelques micromètres ou nanomètres que cette structure peut occuper dans un espace physique.

Références bibliographiques:

• Chesta, C.A.A. (2006). Isolement et analyse du degré de phosphorylation des neurofilaments du liquide céphalo-rachidien chez des patients atteints de paraparésie spastique tropical (Thèse de doctorat, Département de biochimie et biologie moléculaire, Faculté des sciences chimiques et pharmaceutiques, Université de Le Chili).
• Matamala, F., Cornejo, R., Paredes, M., Farfán, E., Garrido, O., & Alves, N. (2014). Analyse comparative du nombre de neurofilaments dans les nerfs sciatiques de rats soumis à la neuropraxie traités par laser de faible intensité et ultrasons thérapeutiques. Journal international de morphologie, 32(1), 369-374.
• Neurofilament, Clinique de l'Université de Navarre. Récolté le 30 août à https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/neurofilamento
• Neurofilament, Fleni (Neurologie, neurochirurgie et rééducation). Récolté le 30 août à https://www.fleni.org.ar/patologias-tratamientos/neurofilamento/
• Weston, P. S Neurofilament léger sérique dans la maladie d'Alzheimer familiale.