ASTROCYTES: HISTOLOGIE, FONCTIONS, TYPES - NEUROPSYCHOLOGIE - 2024

Les astrocytes sont l'un des quatre types de cellules gliales qui fonctionnent au soutien physique et métabolique des cellules neuronales, par conséquent, font partie du système nerveux central des humains et de nombreux autres animaux vertébrés.

Avec les oligodendrocytes, les cellules microgliales et les cellules épendymaires, les astrocytes forment ce que l'on appelle la «neuroglie». Les cellules neurogliales se trouvent généralement en beaucoup plus grand nombre que les neurones, mais elles ne participent pas à la réaction et / ou à la propagation de l'influx nerveux.

Microscopie par immunofluorescence d'un astrocyte (Source: GerryShaw via Wikimedia Commons)

Les termes «neuroglie» et «astrocyte» ont été proposés en 1895 par Mihaly von Lenhossek pour identifier le groupe cellulaire qui supporte les neurones et une classe particulière de ces cellules, caractérisées par leur forme étoilée.

Il a été démontré que les astrocytes augmentent le nombre de synapses neuronales fonctionnelles dans les neurones du système nerveux central, ce qui signifie qu'elles sont nécessaires à la transmission des stimuli nerveux.

Schéma des différents types de cellules qui composent la glie dans le système nerveux central. Des cellules épendymaires, des oligodendrocytes, des astrocytes et des cellules microgliales sont observées (Source: BruceBlaus. Lors de l'utilisation de cette image dans des sources externes, elle peut être citée comme suit: Blausen.com staff (2014). «Medical gallery of Blausen Medical 2014 ». WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. Via Wikimedia Commons)

Ces cellules représentent entre 20 et 25% (et parfois jusqu'à 50%) du volume dans de nombreuses régions du cerveau et sont connues pour avoir des rôles spéciaux dans la réponse aux blessures, bien qu'il ait récemment été proposé qu'elles soient impliquées dans de nombreuses maladies du système. Nerveux central.

Histologie

Les astrocytes sont des cellules «stellaires» ou en forme d'étoile, car ils ont des projections cytosoliques de différentes tailles qui les rendent similaires aux dessins d'enfants d'une étoile spatiale.

Ces cellules sont réparties dans tout le cerveau et dans toute la moelle épinière et constituent plus de 50% de toutes les cellules gliales.

Lorsqu'ils sont observés au microscope optique après une coloration de routine, les astrocytes (selon le type) ont de gros noyaux ovales ou lobulaires avec peu de contenu cytosolique.

Les projections cytosoliques caractéristiques des astrocytes sont appelées «fibrilles gliales», et elles sont principalement composées de la protéine acide gliale-fibrillaire (GFAP), spécifique des astrocytes du système nerveux central et couramment utilisée comme protéine marqueur.

Astrocytes issus d'une culture cellulaire. La couleur est le produit de la coloration de la protéine acide gliale-fibrillaire (GFAP) (Source: Le téléchargeur d'origine était GrzegorzWicher sur Wikipedia polonais. Via Wikimedia Commons)

Les fibres gliales des astrocytes sont étroitement liées au corps cellulaire et aux axones des neurones, elles entourent les sites des synapses nerveuses ainsi que les nodules bien connus de Ranvier, présents dans les axones recouverts d'une gaine de myéline.

Bien qu'ils ne soient pas des cellules excitables, les astrocytes expriment des canaux sodiques et potassiques spécifiques qui sont très importants pour leurs fonctions de maintien de l'homéostasie dans le système nerveux.

Spécialisations membranaires

Les astrocytes ont deux types de spécialisations dans leurs membranes appelées jonctions lacunaires et assemblages orthogonaux.

Les jonctions espacées sont constituées de protéines transmembranaires appelées connexons, qui se joignent à des protéines homologues dans les cellules voisines pour former des canaux hydrophobes à travers lesquels de petites molécules peuvent échanger entre les cellules.

Il existe de nombreuses jonctions lacunaires entre les astrocytes et les astrocytes et entre les astrocytes et les oligodendrocytes. Parmi les molécules échangées par ces liaisons, on trouve de petits ions, des oligosaccharides et certains facteurs trophiques.

Les assemblages orthogonaux, par contre, sont des arrangements «paracristallins» constitués de particules de 7 nm. Ils sont nombreux dans les parties les plus distales des projections cytosoliques, notamment dans la région faisant face aux vaisseaux sanguins.

Ces structures participent à l'adhésion cellulaire et au transport de substances entre les astrocytes et entre les astrocytes et le liquide céphalo-rachidien.

Les types

Il existe deux types bien définis d'astrocytes qui diffèrent par leur morphologie et leur emplacement anatomique. Ce sont des astrocytes protoplasmiques et des astrocytes fibreux.

Cependant, de nombreux chercheurs considèrent qu'il s'agit du même type de cellules qui acquièrent des fonctions différentes selon l'environnement dans lequel elles se trouvent.

D'autres documents bibliographiques établissent cependant l'existence d'un troisième type d'astrocytes, caractérisés par leurs corps cellulaires allongés et communément appelés cellules gliales de Bergmann du cervelet et cellules de Müller dans la rétine des yeux.

Seuls les astrocytes présents dans le cerveau et la moelle épinière seront décrits ici.

Astrocytes protoplasmiques

L'existence de telles cellules a été démontrée par des techniques de coloration à l'argent. Celles-ci sont typiques de la matière grise du cerveau et sont des cellules d'apparence stellaire (semblable à une étoile).

Ils ont un cytosol abondant où se trouve un gros noyau et ils diffèrent des astrocytes fibreux en ce qu'ils ont des processus courts.

Les extrémités de certaines des projections cytosoliques sont composées de "pieds vasculaires" ou de pédicelles qui interagissent avec les vaisseaux sanguins adjacents.

Certains astrocytes protoplasmiques sont proches des corps cellulaires de certains neurones, comme s'il s'agissait de cellules «satellites».

Astrocytes fibreux

Les astrocytes fibreux sont des cellules avec peu d'organites internes, riches en ribosomes libres et en molécules de stockage comme le glycogène. Ils ont des projections ou projections cytosoliques plus longues que les astrocytes protoplasmiques, c'est pourquoi ils sont appelés astrocytes "fibreux".

Ces cellules sont associées à la substance blanche du cerveau et leurs processus se connectent également aux vaisseaux sanguins, mais sont séparés de ceux-ci par leur propre lame basale.

Caractéristiques

En tant que cellules neurogliales, les astrocytes jouent un rôle vital dans le soutien physique et le soutien métabolique des neurones du système nerveux central chez les animaux vertébrés.

De plus, ces cellules sont responsables de l'élimination des ions et autres déchets du métabolisme neuronal typiques du microenvironnement neuronal, en particulier de la région axonale, tels que:

- Ions potassium (K +)

- Restes de glutamate et

- Traces d'acide gamma aminobutyrique (GABA)

En charge, entre autres, du métabolisme énergétique du cortex cérébral, car ils libèrent du glucose à partir des molécules de glycogène stockées dans leur cytosol.

Cette libération se produit uniquement lorsque les astrocytes sont stimulés par des neurotransmetteurs tels que la noradrénaline et le peptide intestinal vasoactif ou le peptide VIP, qui sont libérés par les neurones voisins.

Les astrocytes participent également au développement neuronal et au transport et à la libération de facteurs neurotrophiques, c'est pourquoi certains auteurs les considèrent comme des cellules qui maintiennent l'homéostasie dans le système nerveux central.

Ces cellules peuvent également jouer un rôle important dans la guérison des zones endommagées du cerveau. Ils contrôlent le pH du cerveau et régulent plusieurs fonctions neuronales en maintenant un microenvironnement relativement constant.

Implications pour la barrière hémato-encéphalique

Certains astrocytes participent à la formation et au maintien de la barrière hémato-encéphalique, car ils ont la capacité de former une couche continue sur les vaisseaux sanguins à la périphérie du système nerveux central.

La barrière hémato-encéphalique est une sorte de «structure» qui limite l'entrée des éléments sanguins en circulation dans le système nerveux central.

La relation de ces cellules nerveuses avec cette fonction en ce sens qu'il a été démontré expérimentalement que les cellules épithéliales peuvent induire la différenciation des précurseurs astrocytaires.

Fonctions immunitaires des astrocytes

Certaines revues de littérature mettent en évidence les astrocytes comme des cellules immunocompétentes du système nerveux central, car elles sont capables d'exprimer des protéines du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH), qui ont des fonctions importantes dans la présentation de l'antigène.

Ces cellules participent alors à l'activation des cellules T, non seulement par l'expression de protéines présentatrices d'antigène, mais aussi par leur capacité à exprimer des molécules co-stimulantes qui sont essentielles au processus en soi.

Cependant, la participation des astrocytes au système immunitaire ne se limite pas à la présentation d'antigènes, mais il a également été démontré que ces cellules peuvent sécréter une grande variété de cytokines et de chimiokines, ce qui peut signifier qu'elles sont impliquées dans des processus inflammatoires et réactivité immunitaire dans le cerveau.

Signification clinique

Au vu des données expérimentales suggérant que la suppression des astrocytes dans le système nerveux central entraîne une dégénérescence neuronale importante chez l'adulte, il est clair que ces cellules ont une signification clinique précieuse.

Les astrocytes, parmi leurs multiples fonctions, ont été liés au rétablissement à long terme des patients atteints de lésions cérébrales. Ils sont également impliqués dans la régénération des neurones, principalement en raison de leur capacité à exprimer et à libérer des facteurs trophiques.

En d'autres termes, la survie des neurones dépend fortement de leur association avec les astrocytes, de sorte que tout dommage massif qui se produit dans ces cellules affectera directement les fonctions cérébrales normales.

L'astrogliose

De nombreuses maladies neurodégénératives se distinguent par une prolifération, un changement morphologique et une expression accrue de la protéine acide gliale-fibrillaire (GFAP) dans les astrocytes; condition connue sous le nom d '"astrogliose".

Ce processus, selon le contexte dans lequel il se produit, peut être bénéfique ou délétère, car il peut signifier une survie neuronale due à la production de facteurs de croissance ou à la formation de "cicatrices gliales", respectivement.

L'astrogliose n'est pas un processus aléatoire ou «tout ou rien». Il s'agit plutôt d'un événement hautement contrôlé qui dépend de plusieurs signaux cellulaires et du contexte particulier dans lequel se trouve la cellule en question.

Références

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