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Neurophysiologie : cellules gliales
Astrocytes et espace extracellulaire

Sommaire
définition

Les astrocytes (astroglie ou macroglie) appartiennent au groupe des cellules gliales du système nerveux central qui, contrairement aux neurones, n’émettent pas de potentiel d’action.

Les astrocytes assument de nombreuses fonctions (loupefonctions des astrocytes).

En sus de leurs interactions avec les neurones (loupeéchanges astrocyte/neurone et rôle synaptique), les astrocytes interagissent avec l'espace extracellulaire (ECS, extracelular space) par :

  • Interactions astrocyte/neurone
    Interactions astrocyte/neurone
    (Figure : vetopsy. fr d'après Jon Lieff)
    des échanges pour réguler l'homéostasie,
  • par les modifications de leur volume cellulaire, provoquant celles du volume extracellulaire, essentiel pour la diffusion des molécules.
bien

Les astrocytes régulent l'homéostasie et le volume de l'espace extracellulaire cérébral dont le rôle est essentiel dans la communication cellulaire non-synaptique.

Vue d'ensemble

La diffusion extracellulaire est contrainte par le volume limité de l'ECS (ExtraCellular Space), régulée finement par des processus astrocytaires ou des molécules de la matrice extracellulaire (ECM, ExtraCellular Matrix).

Les changements de volume de l'ECS sont provoqués par la diffusion de substances neuroactives et leur liaison aux récepteurs extrasynaptiques de haute affinité sur les neurones ou les cellules gliales (Astrocytes and extracellular matrix in extrasynaptic volume transmission 2014).

Par exemple, l'activité noradrénergique dans l'éveil provoque une réduction de 60% de l'espace extracellulaire par rapport au sommeil naturel ou à l'anesthésie (Sleep Drives Metabolite Clearance from the Adult Brain 2013).

attention

Ces changements de volume de l'ECS affectent la diffusion et les concentrations de solutés extracellulaires et l'excitabilité neuronale !

Transports membranaires

Variation du volume extracellulaire
Variation du volume extracellulaire
(Figure : vetopsy.fr d'après Xie et coll)

La membrane astrocytaire comporte de nombreux :

  • canaux ioniques,
  • transporteurs.

Canaux ioniques

1. Les canaux ioniques sont représentés par de nombreux canaux potassiques.

2. On trouve aussi des canaux puriques (louperôles des astrocytes dans la transmission synaptique).

Transporteurs

1. Les transporteurs sont impliqués dans le maintien de l'homéostasie ionique et du volume cellulaire comme : (Water homeostasis in the brain: basic concepts 2004 et Water transport in the brain: role of cotransporters 2004)

  • Diffusion espace extracellulaire
    Diffusion espace extracellulaire
    (Figure : vetopsy.fr )
    les aquaporines, comme AQP4,
  • les KCC (potassium chloride symporter), symport $\ce{K+}$/ $\ce{Cl-}$,
  • les NKCC (Na-K-Cl cotransporter), symport $\ce{K+}$$\ce{Na+}$/$\ce{2 Cl-}$
  • les MCT (MonoCarboxylate Transporter), symports $\ce{H+}$/$\ce{HCO3-}$, co-transporteurs du lactate.

2. Les transporteurs jouent un rôle dans l'absorption des neurotransmetteurs comme :

  • les GAT (GAba Transporter), co-transporteurs $\ce{Na+}$/GABA, qui permettent l'élimination du GABA de la fente synaptique, aidés par la présence d'ions $\ce{Cl-}$, dont la perméabilité à l'eau est le dixième de celui de AQP4 ;
  • les EAAT (Excitatory Amino Acid Transporter), co-transporteurs $\ce{Na+}$/Glutamate.

Diffusion dans l'espace extracellulaire

En construction