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Neurophysiologie : cellules gliales
Astrocytes

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.

Leur forme est généralement étoilée, d'où leur étymologie, du grec " astron ", étoile et " kytos ", cavité.

Cellules gliales (névroglie)
Cellules gliales (névroglie)
(Figure : vetopsy.fr d'après BruceBlaus)

Les cellules gliales (névroglie ou glie) sont retrouvées :

Cytologie des astrocytes

Les astrocytes, à noyau volumineux, produisent des prolongements cytoplasmiques ramifiés qui leur donnent un aspect étoilé, d'où leur nom.

Il existe de nombreux types et formes d'astrocytes, et on peut distinguer :

  • les astrocytes protoplasmiques, aux prolongements courts et arborescents, qui se rencontrent le plus souvent dans la substance grise,
  • Astrocyte du cerveau du rat
    Astrocyte du cerveau du rat
    (Figure : vetopsy. fr d'après Ben Brahim Mohammed)
    les astrocytes fibreux (ou fibrillaires), aux nombreux prolongements effilés et non ramifiés, présents dans la substance blanche : ce sont eux qui forment les fibres gliales (cicatrices).

On peut également décrire des :

  • astrocytes de type I : leur rôle est de soutenir, de nourrir et d'isoler les neurones par rapport aux vaisseaux sanguins,
  • astrocytes de type II : leur rôle est essentiel dans la modulation de la neurotransmission.

Fonctions des astrocytes

Les astrocytes ont de nombreux rôles et leur importance dans le système nerveux, souvent négligée auparavant, ne cesse d'être soulignée.

Soutien des neurones et structuration du cerveau

1. Les astrocytes soutiennent le système nerveux central en formant une sorte de filet tridimensionnel.

  • Ce filet s'épaissit au niveau de la face externe cérébrale pour former la membrane gliale limitante (revêtement astrocytaire marginal) séparant l'ectoderme des méninges d'origine endodermique.
  • L'espace entre la glie limitante et la pie-mère s'appelle espace sous-pial.

2. Les astrocytes contiennent des gliofilaments riches en GFAP (Glial Fibrilary Acidic Protein), protéine de la famille des filaments intermédiaires de type III (avec la desmine, la périphérine et la vimentine), présente aussi dans les cellules épendymaires (et d'autres cellules).

  • GFAP est essentielle dans le maintien et la forme de la cellule.
  • Isolation des vaisseaux sanguins par des astrocytes
    Isolation des vaisseaux sanguins par des astrocytes
    (Figure vetopsy.fr d'après Ben Brahim Mohammed)
    Elle assure de nombreuses autres fonctions comme la communication entre cellules ou le fonctionnement de la barrière hémato-encéphalique et la cicatrisation lors de dommages cérébraux.

Interactions avec le système vasculaire

Des prolongements cytoplasmiques (pieds vasculaires) astrocytaires entourent complètement les capillaires sanguins.

  • 1. Ils les isolent des neurones en entrant dans la formation de la barrière hémato-encéphalique.
  • 2. Ils absorbent différentes molécules dont le glucose, unique combustible cérébral.

Interactions avec les neurones

Vue d'ensemble

Les astrocytes :

Astrocytes et synapses : notion de synapse tripartite

1. Les prolongements cytoplasmiques astrocytaires entourent les synapses.

  • Interactions astrocyte/neurone
    Interactions astrocyte/neurone
    (Figure : vetopsy.fr d'après Jon Lieff)
    Ils sont pourvus de transporteurs membranaires plasmatiques tels que des transporteurs de glutamate et peuvent libérer des purines par des vésicules, en coordination avec les ions Ca++.
  • Ils modulent la transmission synaptique et sont peut-être à l'origine de la potentialisation à long terme dans l'hippocampe.

2. Les astrocytes ne sont pas excitables électriquement, mais affichent une excitabilité au Ca++.

  • Ils libèrent alors des " gliotransmetteurs " comme l'ATP/adénosine, le glutamate, la D-sérine, le GABA, le TNFα…
  • Ils sont impliqués dans le contrôle de l'excitabilité neuronale, la transmission synaptique, la plasticité et le traitement de l'information (Gliotransmitters Travel in Time and Space 2014).

a. Par exemple, la D-sérine favorise la up-regulation (augmentation) des récepteurs NMDA (N-méthyl-D-aspartate) du glutamate qui augmente la conduction synaptique et la potentialisation à long terme (LTP), phénomène cellulaire à la base de la mémoire (Astrocytes Are Endogenous Regulators of Basal Transmission at Central Synapses 2011).

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Vous pouvez lire les nombreux articles de Won-Suk Chung.

b. Les astrocytes sont sensibles aux hormones, i.e. surrénaliennes - stress -, thyroïdiennes et sexuelles, par leurs récepteurs nucléaires.

Ils produisent aussi des neurostéroïdes, du glutamate, de l'ATP, de l'adénosine, du TNF-α ou des eicosanoïdes.

3. Une nouvelle conception de la synapse (" synapse tripartite ") est maintenant à considérer avec comme composants, la cellule présynaptique, la cellule postsynaptique et l'astrocyte.

Interactions avec l'espace extracellulaire

Les astrocytes interagissent avec l'espace extracellulaire (ECS, extracelular space) par :

bien

Ces interactions sont essentielles pour la communication non synaptique.

Croissance et cicatrisation

Les astrocytes libèrent des facteurs essentiels :

  • à la formation de myéline par les oligodendrocytes, grâce à l'ATP libéré ;
  • à la cicatrisation suite à des dommages cérébraux grâce en particulier, à la GFAP (loupegliose ou cicatrisation gliale).

Astrocytes/neurones : énergie et échange