Cellules Gliales: Types, Fonctions et Maladies

Les cellules gliales sont des cellules de soutien qui protègent les neurones et les maintiennent ensemble. Il y a plus de cellules gliales que de neurones dans notre cerveau.

L'ensemble de cellules gliales s'appelle glia ou glia. Le terme "glia" vient du grec et signifie "colle". C'est pourquoi on parle de "colle nerveuse".

Les cellules gliales continuent à se développer après la naissance. En vieillissant, leur nombre diminue. En fait, les cellules gliales subissent plus de changements que les neurones.

Plus précisément, certaines cellules gliales transforment leurs schémas d'expression génique avec l'âge. Par exemple, quels gènes sont activés ou désactivés lorsqu'il atteint 80 ans. Ils changent principalement dans les zones du cerveau telles que l'hippocampe (mémoire) et la substance noire (mouvement). Même la quantité de cellules gliales de chaque personne peut être utilisée pour déduire son âge.

Les principales différences entre les neurones et les cellules gliales sont que ces dernières ne participent pas directement aux synapses et aux signaux électriques. Ils sont également plus petits que les neurones et n'ont ni axones ni dendrites.

Les neurones ont un métabolisme très élevé, mais ne peuvent pas stocker de nutriments. C'est pourquoi ils ont besoin d'un apport constant en oxygène et en nutriments. C'est l'une des fonctions remplies par les cellules gliales. Sans eux, nos neurones mourraient.

Des études au cours de l'histoire ont porté pratiquement exclusivement sur les neurones. Cependant, les cellules gliales ont de nombreuses fonctions importantes qui étaient auparavant inconnues. Par exemple, il a été récemment découvert qu’ils participaient à la communication entre les cellules du cerveau, à la circulation sanguine et à l’intelligence.

Cependant, les cellules gliales ont beaucoup à découvrir, car elles libèrent de nombreuses substances dont les fonctions ne sont pas encore connues et qui semblent être liées à différentes pathologies neurologiques.

Bref historique des cellules gliales

Le 3 avril 1858, Rudolf Virchow a annoncé le concept de neuroglie lors d'une conférence à l'Institut de pathologie de l'Université de Berlin. Cette conférence s'intitulait "Spinal Cord and Brain". Virchow a parlé de la glie en tant que tissu conjonctif du cerveau ou "ciment nerveux".

Cette conférence a été publiée dans un livre intitulé "Cell Pathology". Il est devenu l'une des publications médicales les plus influentes du XIXe siècle. Grâce à ce livre, le concept de névroglie s'est répandu dans le monde entier.

En 1955, à la mort d’Albert Einstein, son cerveau fut enlevé pour l’étudier de près. Pour cela, ils l'ont stocké dans un récipient rempli de formaldéhyde. Les scientifiques ont examiné des coupures dans son cerveau en essayant de répondre à la raison de ses capacités exceptionnelles.

La croyance populaire est que le cerveau était plus gros que la normale, mais ce n’était pas le cas. Ni ils ont trouvé plus de neurones du compte, ni ceux-ci étaient de plus grande taille.

Après de nombreuses études, à la fin des années 1980, ils ont découvert que le cerveau d'Einstein avait un plus grand nombre de cellules gliales. Surtout dans une structure appelée cortex associatif. C'est responsable de l'interprétation de l'information. Participe à des fonctions complexes telles que la mémoire ou la langue.

Cela a surpris les scientifiques puisqu'ils avaient toujours pensé que les cellules gliales ne servaient qu'à maintenir les neurones ensemble.

Les chercheurs avaient longtemps ignoré les cellules gliales à cause du manque de communication entre elles. Au lieu de cela, les neurones communiquent via la synapse en utilisant des potentiels d'action. C'est-à-dire que des impulsions électriques transmises entre neurones envoient des messages.

Cependant, les cellules gliales ne produisent pas de potentiel d'action. Bien que les dernières découvertes montrent que ces cellules échangent des informations non pas par des moyens électriques, mais par des produits chimiques.

De plus, non seulement communiquer entre eux mais aussi avec les neurones, améliorant ainsi l’information qu’ils transmettent.

Fonctions

Les principales fonctions des cellules gliales sont les suivantes:

- Restez attaché au système nerveux central. Ces cellules se trouvent autour des neurones et les maintiennent en place.

- Les cellules gliales atténuent les effets physiques et chimiques que le reste de l'organisme peut avoir sur les neurones.

- Contrôler le flux de nutriments et autres produits chimiques nécessaires pour que les neurones échangent des signaux.

- Ils isolent les neurones des autres, empêchant ainsi les messages neuronaux de se mélanger.

- Éliminer et neutraliser les déchets de neurones morts.

- Ils améliorent les synapses neuronales (connexions). Certaines études ont montré que s’il n’y avait pas de neurones à cellules gliales et que leurs connexions échouaient. Par exemple, dans une étude sur des rongeurs, il a été observé que seuls les neurones fabriquaient très peu de synapses.

Cependant, quand ils ont ajouté une classe de cellules gliales appelées astrocytes, le nombre de synapses a augmenté de façon marquée et l'activité synaptique a été multipliée par 10.

Ils ont également découvert que les astrocytes libéraient une substance appelée thrombospondine, qui facilite la formation de synapses neuronales.

- Contribuer à l'élagage neuronal. Lorsque notre système nerveux se développe, des neurones et des connexions (synapses) sont créés pour épargner.

À un stade ultérieur du développement, les excédents de neurones et de connexions sont coupés, ce que l’on appelle la taille neuronale. Il semble que les cellules gliales stimulent cette tâche avec le système immunitaire.

Il est vrai que dans certaines maladies neurodégénératives, il existe une taille pathologique, due aux fonctions anormales de la glie. Cela se produit, par exemple, dans la maladie d'Alzheimer.

- Ils participent à l’apprentissage, certaines cellules gliales recouvrant les axones formant une substance appelée myéline. La myéline est un isolant qui accélère l'influx nerveux.

Dans un environnement où l'apprentissage est stimulé, le niveau de myélinisation des neurones augmente. Par conséquent, on peut dire que les cellules gliales favorisent l'apprentissage.

Types de cellules gliales

Il existe trois types de cellules gliales dans le système nerveux central des adultes. Ce sont: les astrocytes, les oligodendrocytes et les cellules microgliales. Ensuite, chacun d'eux est décrit.

Astrocytes

Astrocyte signifie "cellule en forme d'étoile". Ils se trouvent dans le cerveau et la moelle épinière. Sa principale fonction est de maintenir, de différentes manières, un environnement chimique approprié permettant aux neurones d’échanger des informations.

De plus, les astrocytes (également appelés astrogliocytes) soutiennent les neurones et éliminent les déchets du cerveau. Ils servent également à réguler la composition chimique du fluide qui entoure les neurones (fluide extracellulaire), absorbant ou libérant des substances.

Une autre fonction des astrocytes est de nourrir les neurones. Certains prolongements des astrocytes (que l'on appelle les bras de l'étoile) entourent les vaisseaux sanguins, tandis que d'autres s'étendent autour de certaines zones des neurones.

Cette structure a attiré l'attention du célèbre histologiste italien Camillo Golgi. Il pensait que c'était parce que les astrocytes administraient des nutriments aux neurones et se détachaient des déchets des capillaires sanguins.

Golgi propose en 1903 que les nutriments passent des vaisseaux sanguins au cytoplasme des astrocytes pour ensuite passer aux neurones. Actuellement, l'hypothèse de Golgi a été confirmée. Cela a été intégré à de nouvelles connaissances.

Par exemple, il a été constaté que les astrocytes recevaient du glucose des capillaires et le convertissaient en lactate. C'est le produit chimique produit lors de la première phase du métabolisme du glucose.

Le lactate est libéré dans le fluide extracellulaire qui entoure les neurones en vue de son absorption. Cette substance fournit aux neurones un carburant qu’ils peuvent métaboliser plus rapidement que le glucose.

Ces cellules peuvent se déplacer dans le système nerveux central, prolongeant et rétractant leurs extensions, appelées pseudopodes ("faux pieds"). Ils voyagent de la même manière que les amibes. Quand ils trouvent des neurones gaspillés, ils les engloutissent et les digèrent. Ce processus s'appelle phagocytose.

Lorsqu'une grande quantité de tissu endommagé doit être détruit, ces cellules se multiplient, produisant suffisamment de nouvelles cellules pour atteindre la cible. Une fois le tissu nettoyé, les astrocytes occuperont l’espace vide formé par un cadre. En outre, une classe spécifique d'astrocytes formera un tissu cicatriciel qui scelle la zone.

Oligodendrocytes

Ce type de cellule gliale soutient les extensions des neurones (axones) et produit de la myéline. La myéline est une substance qui recouvre les axones en les isolant. Cela empêche l'information de se propager aux neurones proches.

La myéline aide les impulsions nerveuses à se déplacer plus rapidement dans l'axone. Tous les axones ne sont pas couverts de myéline.

Un axone myélinisé ressemble à un collier avec des perles allongées, car la myéline n'est pas distribuée de façon continue. Au lieu de cela, il est distribué dans une série de segments, y compris les parties non couvertes.

Un seul oligodendrocyte peut produire jusqu'à 50 segments de myéline. Lorsque notre système nerveux central se développe, les oligodendrocytes produisent des prolongements qui sont ensuite enroulés de manière répétée autour d'un morceau d'axone, produisant ainsi les couches de myéline.

Les parties qui ne sont pas myélinisées par un axone sont appelées nodules de Ranvier, par leur découvreur.

Cellules microgliales ou microgliocytes

Ce sont les plus petites cellules gliales. Ils peuvent également agir en tant que phagocytes, c’est-à-dire ingérer et détruire les déchets neuronaux. Une autre fonction qu'ils développent est la protection du cerveau, le protégeant des micro-organismes externes.

Ainsi, il joue un rôle important en tant que composant du système immunitaire. Celles-ci sont responsables des réactions inflammatoires qui se produisent en réponse à une lésion cérébrale.

Maladies affectant les cellules gliales

De nombreuses maladies neurologiques sont responsables de dommages dans ces cellules. La glie a été liée à des troubles tels que la dyslexie, le bégaiement, l'autisme, l'épilepsie, les problèmes de sommeil ou la douleur chronique. En plus des maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer ou la sclérose en plaques.

En voici quelques unes:

- Sclérose en plaques: maladie neurodégénérative au cours de laquelle le système immunitaire de la patiente attaque par erreur les gaines de myéline d'une zone donnée.

- Sclérose latérale amyotrophique (SLA): cette maladie entraîne une destruction progressive des motoneurones, provoquant des problèmes d'élocution, de déglutition et de respiration respiratoire.

Il semble que l'un des facteurs impliqués dans l'origine de cette maladie est la destruction des cellules gliales qui entourent les motoneurones. Cela peut expliquer la raison pour laquelle la dégénérescence commence dans une zone spécifique et s'étend aux zones adjacentes.

- Maladie d'Alzheimer: il s'agit d'une maladie neurodégénérative caractérisée par une déficience cognitive générale, principalement due à un déficit de mémoire. De nombreuses études suggèrent que les cellules gliales peuvent jouer un rôle important dans l’origine de cette maladie.

Il semble y avoir des changements dans la morphologie et les fonctions des cellules gliales. Les astrocytes et les microglies ne remplissent pas leurs fonctions de neuroprotection. Ainsi, les neurones restent soumis au stress oxydatif et à l’excitotoxicité.

- Maladie de Parkinson: cette maladie est caractérisée par des problèmes moteurs dus à une dégénérescence des neurones qui transmettent la dopamine à des zones de contrôle moteur telles que la substantia nigra.

Il semble que cette perte soit associée à une réponse gliale, en particulier à la microglie des astrocytes.

- Troubles du spectre autistique: il semble que le cerveau des enfants autistes ait plus de volume que celui des enfants en bonne santé. Il a été constaté que ces enfants ont plus de neurones dans certaines zones du cerveau. Ils ont également plus de cellules gliales, ce qui peut se refléter dans les symptômes typiques de ces troubles.

De plus, apparemment, il y a un dysfonctionnement de la microglie. En conséquence, ces patients souffrent de neuroinflammation dans différentes parties du cerveau. Cela provoque la perte de connexions synaptiques et la mort neuronale. Peut-être pour cette raison, la connectivité est inférieure à la normale chez ces patients.

- Troubles affectifs: d' autres études ont montré une diminution du nombre de cellules gliales associées à différents troubles. Par exemple, Öngur, Drevets et Price (1998) ont montré qu'il y avait une réduction de 24% du nombre de cellules gliales dans le cerveau de patients souffrant de troubles affectifs.

Plus précisément, dans le cortex préfrontal, chez les patients atteints de dépression majeure, cette perte est plus marquée chez ceux qui souffrent de trouble bipolaire. Ces auteurs suggèrent que la perte de cellules gliales pourrait être la raison de la réduction d'activité observée dans cette zone.

Il existe de nombreuses autres conditions dans lesquelles les cellules gliales sont impliquées. Actuellement, d'autres recherches sont en cours pour déterminer son rôle exact dans de multiples maladies, principalement des troubles neurodégénératifs.