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LE SYSTEME NERVEUX
Le système nerveux s'organise en réseau afin de coordonner les mouvements musculaires, de participer au fonctionnement des organes, de véhiculer les informations sensorielles et motrices et est le centre de la pensée, de la mémoire et des émotions. Il se répartit en systèmes nerveux central et périphérique.
La Sclérose en plaques, SEP, est une maladie du système nerveux central.
Structure et fonction du Système Nerveux Central
Le système nerveux central (SNC, 2) est la partie du système nerveux entourée par les méninges et isolée anatomiquement du reste de l'organisme par la barrière hémato-encéphalique. Chez l'homme, il comprend le cerveau (1) et la moelle épinière (2).
Le cerveau est l'organe central supervisant le système nerveux. Il contrôle et coordonne les mouvements, le comportement et la régulation des fonctions internes.
Il présente une régionalisation des taches : certaines parties du cerveau gèrent plus spécifiquement des aspects du comportement ou de la pensée.
Le cerveau se trouve dans la boîte crânienne, où il est protégé par les os du crâne, ainsi que par le liquide céphalo-rachidien. Il est constitué de deux hémisphères (substance grise) connectés entre eux par des fibres de la substance blanche, celle-ci composée d'axones qui se dirigent soit vers une région spécifique du cerveau soit vers la moelle épinière et les nerfs périphériques.
La moelle épinière est la partie du système nerveux central se trouvant en dessous du cerveau et contenue dans les vertèbres formant la colonne vertébrale. En son centre se trouve le liquide céphalo-rachidien. Elle est constituée de plusieurs types de neurones:
- ceux qui relaient l'information sensorielle depuis la périphérie (muscles, peau, viscères) jusqu'au cerveau.
- ceux qui relaient l'information motrice depuis le cerveau jusqu'aux neurones moteurs.
La substance blanche se trouve à la périphérie et est constituée de faisceaux de fibres sensitives et motrices.
La moelle épinière n'est donc pas uniquement un relais de l'information, mais un centre complexe qui traite et génère des signaux nerveux. Elle n'est pas une simple zone de passage. Elle constitue notamment le centre de réflexe et elle conserve une relative autonomie par rapport au cerveau.
Le fonctionnement du SNC dépend en grande partie de l'intégrité des réseaux neuronaux et de leur unité cellulaire, le neurone. D'autres fonctions essentielles sont assumées par les cellules gliales distribuées autour des neurones et de leurs prolongements ainsi qu'autour des vaisseaux sanguins.
• Composition du Système Nerveux Central
Le SNC est composé de deux types de cellules : les neurones et de cellules gliales.
Les neurones, cellules hautement spécialisées, établissent entre eux des milliards de connexions qui contribuent au traitement des informations. Ils sont entourés d'une gaine protectrice, la myéline.
Les cellules gliales assurent le soutien et la nutrition des neurones, et jouent un rôle dans l'établissement de nouvelles connexions.
L'ensemble des cellules du SNC a une origine commune : le tube neural de l'embryon. Elles correspondent à des cellules souches et des précurseurs neuraux dont la survie et la prolifération seront contrôlées par différents facteurs (notamment des facteurs de croissance). La mise en place du SNC implique d'importants mouvements migratoires nécessaires à l'acheminement des cellules depuis leur lieu de conception jusqu'à leur position finale. Les mécanismes qui régissent ces migrations font appel, entre autre, à des molécules d'adhésion.
Le neurone est une cellule différenciée composant avec les cellules gliales le tissu nerveux. Les neurones constituent l'unité fonctionnelle du système nerveux et assurent la transmission d'un signal d'un neurone à l'autre : l'influx nerveux. Ils sont composés d'un corps cellulaire et de prolongements : l'axone, unique, et les dendrites, prolongements fins et ramifiés (on parle d'arbre dendritique). Le neurone est une cellule polarisée : les dendrites reçoivent les signaux du neurone précédent qui seront ensuite transmis au neurone suivant par l'axone.
L'axone se prolonge sur un trajet plus ou moins long et se termine en se ramifiant. Certains axones sont recouverts d'une gaine de myéline, formée par des cellules gliales ou oligodendrocytes dans le SNC. Les axones sont rassemblés dans les nerfs.
L'influx nerveux quitte le corps cellulaire par l'axone : c'est un prolongement efférent. La dendrite conduit l'influx nerveux, induit à son extrémité, jusqu'au corps cellulaire : c'est un prolongement afférent.
Les cellules gliales, en quantité dix fois plus importantes que les cellules nerveuses, occupent l'espace laissé vacant par les neurones. Elles créent autour d'eux un micro-environnement qui les isole de tout contact avec les autres tissus. Elles jouent un rôle primordial en isolant physiquement les neurones, en formant la barrière hémato-encéphalique. Elles assurent également des fonctions métaboliques, de soutien squelettique et de protection vis à vis des corps étrangers en cas de lésions.
On distingue 4 types de cellules gliales suivant leur morphologie, fonction ou origine : les cellules microgliales, les astrocytes, les cellules épendymaires et les oligodendrocytes.
- Les cellules microgliales appartiennent au système des monocytes/macrophages. Elles apparaissent comme des cellules de petite taille, avec un noyau arrondi ou ovalaire dense. Elles proviennent des cellules sanguines et pénètrent dans le SNC. Lors de lésions du tissu nerveux, elles peuvent s'activer et se transformer en macrophages. Elles participent ainsi à la défense du tissu cérébral et à la réaction inflammatoire. Elles assurent des fonctions immunes telles que l'élimination des débris cellulaires, la présentation de l'antigène et la production de différents facteurs qui peuvent être bénéfiques ou toxiques.
- Les astrocytes ont une forme étoilée, avec de nombreux prolongements autour de la cellule et forme une sorte de squelette qui joue un rôle de support structural au sein du SNC. Ils ont également un rôle nourricier. Les pieds astrocytaires entourent les capillaires sanguins qui irriguent le cerveau, constituant la couche interne de la barrière hémato-encéphalique. Les astrocytes captent ainsi les éléments nutritifs présents dans le sang pour fournir l'énergie nécessaire à l'activité des cellules nerveuses.
- Les cellules épendymaires sont de forme cylindrique et de taille variable. Elles constituent la paroi des cavités cérébrales contenant le liquide céphalo-rachidien, LCR. Leur localisation fait de ces cellules une barrière filtrante qui règle les échanges entre le LCR et le système nerveux central.
- Les corps cellulaires des oligodendrocytes sont plus petits que les astrocytes. Leurs prolongements sont à l'origine des gaines de myéline qui entoure les axones des fibres nerveuses et permet d'accélérer la transmission de l'influx nerveux. Il existe des portions d'axones non recouvertes de myéline appelées Nœuds de Ranvier. Le segment situé entre 2 de ces nœuds est appelé inter-nœud (zone myélinisée de l'axone). Les oligodendrocytes peuvent myéliniser plusieurs inter-noeuds d'un même axone ou des inter-noeuds d'axones différents. Cette capacité permet un gain de place considérable dans le SNC. Malheureusement, ceci s'accomplit au prix d'une vulnérabilité de la myéline du SNC puisque la perte d'un oligodendrocyte va entraîner des altérations de plusieurs axones.
Chez l'homme, bien que les oligodendrocytes apparaissent dans la moelle à partir de 45 jours après la conception, la myélinisation ne commence dans le cerveau que plusieurs semaines plus tard (fin du 2ème, début du 3ème trimestre de grossesse), après la croissance des axones. La myélinisation parachève la mise en place de structures déjà fonctionnelles. Elle s'intensifiera après la naissance jusque 5-6 ans et se poursuivra pendant l'adolescence, parallèlement au développement des fonctions cognitives.
Les précurseurs des oligodendrocytes ont la capacité de division et de migration pour leur permettre de rejoindre leur position finale au niveau des axones. Au cours de sa maturation, l'oligodendrocyte devient une cellule fortement ramifiée qui ne se divise plus et ne migre plus. Les changements morphologiques qui accompagnent cette différenciation semblent impliqués dans la perte de mobilité de la cellule. L'étape ultime de maturation des oligodendrocytes s'accompagne de la synthèse des protéines spécifiques de la myéline.
La gaine de myéline est formée grâce à l'enroulement compact de la membrane des prolongements des oligodendrocytes. Elle se présente comme une structure lamellaire répétitive parfaitement régulière et compacte et possède une très haute résistance électrique. De ce fait, les potentiels d'action, signaux électriques permettant aux neurones de communiquer entre eux ou avec d'autres cellules, se propagent rapidement le long des axones de Nœud de Ranvier en Nœud de Ranvier. Outre le gain en rapidité et en fidélité dans la conduction de l'influx nerveux, ce mode de transmission saltatoire représente une économie d'énergie et d'espace. En effet, à vitesses de conduction égales, le volume d'un axone non myélinisé serait 100 fois supérieur à celui d'un axone myélinisé.
La myéline a une deuxième fonction importante, celle de maintenir l'intégrité des axones et la communication entre le neurone et les éléments de transmission de l'information.
La maladie majeure de la myéline du SNC est la sclérose en plaques (SEP) dont la cause exacte reste inconnue mais, qui pourrait être liée à une similitude moléculaire et structurale entre des fragments communs à certains agents infectieux et à des protéines de la myéline. Dans le SNC, les lésions ou plaques disséminées sont visualisées par imagerie cérébrale. Cette analyse de tissus révèle soit une mort oligodendrocytaire soit un processus inflammatoire aboutissant à la destruction de la myéline, suivis d'une atteinte axonale progressive. L'analyse détaillée des lésions suggèrent que l'inflammation peut avoir à la fois des aspects néfastes, notamment sur les axones, mais aussi favorables à la réparation. Ces derniers sont sans doute liés d'une part à la synthèse de molécules par les lymphocytes T et d'autre part aux macrophages qui « ingèrent » les débris de myéline permettant la synthèse d'une nouvelle gaine. En effet, il existe un processus de remyélinisation spontanée au cours de la maladie. Cette myéline est plus fine que l'originale et présente des inter-nœuds plus courts autour des axones remyélinisés mais où la conduction rapide des influx nerveux et l'intégrité des axones semblent assurées. Toutefois, cette réparation est le plus souvent partielle. Elucider les mécanismes de la remyélinisation spontanée est essentiel pour pouvoir ensuite en augmenter son intensité. C'est pourquoi, il est essentiel de développer des thérapies pour intensifier la remyélinisation de la grande majorité des axones démyélinisés de façon à rétablir la conduction rapide et maintenir les flux axonaux intacts.
Le SNC adulte a la capacité de réagir aux lésions et de promouvoir la mobilisation et la multiplication des cellules souches conduisant à des précurseurs capables de migrer et de myéliniser les axones. Une pharmacologie qui vise à intensifier la mobilisation de ces précurseurs se développe.
En conclusion, l'élaboration de stratégies de remyélinisation est devenue aujourd'hui une priorité incontournable dans la SEP. Dans le cadre des thérapies cellulaires, une réflexion s'impose sur la façon de délivrer les cellules dans les lésions inflammatoires disséminées caractéristiques de la SEP et sur les bénéfices et risques cliniques potentiels de chaque type cellulaire considéré. Dans le cadre d'une pharmacologie de la remyélinisation, des thérapies sont en train d'émerger au niveau expérimental et se diversifieront lors de la découverte de signaux spécifiques impliqués dans la réparation. Ces avances neuro-biologiques alliées à des techniques d'imagerie cérébrale visualisant les processus cellulaires en cours devraient permettre d'évaluer dans le futur de nouvelles thérapies pro-myélinisantes.
Dr. E. Plassart-Schiess, Responsable de l'information scientifique
Pr. M. Dubois-Dalcq, Conseiller scientifique
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Posté le: 6 janvier 2008
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