Le transport axonal



Apprendre la physiologie peut changer la façon dont nous percevons la thérapie manuelle. La semaine dernière, je me suis mise à l’étude des récepteurs des peptides et des neurotransmetteurs dans le but d’écrire un article intéressant à propos des glucocorticoïdes De fil en aiguille, à travers mes lectures et mes recherches, j’ai appris encore plus à propos du transport axonal et des facteurs neurotrophiques. Mais n’ayez crainte, l’article sur les glucocorticoïdes et en cours de route, seulement il est dans ma poche arrière.


Alors, dans cette section, nous reprenons certaines explications à propos du transport axonal et du rôle des facteurs neurotrophiques et finalement, nous ferons le lien entre ces nouvelles connaissances et la pratique des thérapies manuelles. Lisez-le jusqu'au bout !


J’ai utilisé trois articles de référence pour écrire ces lignes :


A. Brown (*) Department of Neuroscience, The Ohio State University, Columbus, OH, USA

Springer Science+Business Media New York 2016 333 D.W. Pfaff, N.D. Volkow (eds.), Neuroscience in the 21st Century, DOI 10.1007/978-1-4939-3474-4_14


Les paragraphes écrits en italique font référence à cet article.


UNSW ANAT3231 Course Coordinator Dr Mark Hill, https://cellbiology.med.unsw.edu.au/cellbiology/index.php/2014_Group_4_Project#Fast_Anterograde_Transport


Les paragraphes écrits en caractères gras font référence à cet article.


E. Castrén (*) Neuroscience Center, University of Helsinki, Helsinki, Springer Science+Business Media New York 2016 1843 D.W. Pfaff, N.D. Volkow (eds.), Neuroscience in the 21st Century, DOI 10.1007/978-1-4939-3474-4_55


Les paragraphes soulignés font référence à cet article.



Les axones


Les axones sont de longues et minces projections cylindriques des neurones qui permettent à ces cellules de communiquer directement entre elles et avec d'autres cellules du corps sur de longues distances, jusqu'à un mètre ou plus chez les gros animaux. Cependant, la plupart des composants axonaux proviennent du corps cellulaire des neurones et doivent être expédiés le long de l'axone par des mécanismes de motilité intracellulaire. De plus, les signaux de l'axone et de son environnement doivent être retransmis au corps cellulaire du neurone pour moduler la nature et la composition des éléments qui en ressortent. Le trafic qui part du corps cellulaire et qui va vers l'extrémité de l'axone est appelé transport axonal antérograde et le trafic en direction opposée, qui se rend vers le corps cellulaire, est appelé transport axonal rétrograde. Ce transport bidirectionnel est connu collectivement sous le nom de transport axonal.


Les axones ont la capacité de s'étendre sur de grandes distances, mais ils n'ont pas dans l'axoplasme les composants locaux nécessaires pour la synthèse des protéines. Par conséquent, dans les neurones, le soma (le corps cellulaire) est le site principal de la synthèse protéique. Le trajet entre le site de production et la destination cible peut s'étendre sur une longue distance que les protéines ne peuvent pas parcourir seules. Heureusement, les mécanismes de transport axonal et des protéines motrices permettent aux matériaux essentiels de parcourir ce chemin.


Le transport axonal


Les structures membranaires ont tendance à transiter le long de l'axone à des vitesses rapides, et donc à se déplacer par transport axonal rapide. D'autre part, les structures non membranaires se déplacent le long de l'axone à des vitesses plus lentes et vont donc utiliser des transports axonaux lents.


Le transport axonal rétrograde


La fonction première du transport rétrograde rapide (du bout de l’axone vers le soma) est de renvoyer les molécules destinées à la dégradation vers les lysosomes du soma, ce qui empêche l'accumulation de molécules à recycler dans l’axone qui pourrait devenir la cause d’un dysfonctionnement neuronal. De plus, le transport rétrograde renvoie des produits exogènes d'endocytose de la partie distale de l'axone (les neurotrophines); ces molécules assurent la survie et la régulation de l'expression génétique. (Voir quelques paragraphes ci-dessous : facteurs neurotrophiques)


Le transport antérograde rapide


Le matériel transporté par le transport antérograde rapide (du soma vers l'axone) remplit de nombreuses fonctions. Les protéines membranaires et sécrétoires sont transportées vers différentes zones fonctionnelles des axones, telles que les terminaux présynaptiques, la membrane neuronale et les noeuds de Ranvier. À ces différents endroits, ces protéines associées à la membrane fonctionnent pour maintenir le métabolisme axonal, et doivent donc être transportées de façon continue, efficace et à un rythme rapide.


Le transport axonal des mitochondries


Cette forme de transport axonal se distingue par ses fonctions particulières concernant le neurone. Une caractéristique déterminante des mitochondries est leur capacité à séquestrer les facteurs inducteurs d'apoptose, à aider à stabiliser la concentration des ions calcium libres dans la cellule et à produire de l'ATP (adénosine triphosphate : la molécule d’énergie universelle, A.D. Craig). En raison de ses rôles uniques, les mitochondries sont nécessaires à différents endroits le long de l'axone, ce qui entraîne des départs, des arrêts et des changements de direction continus pendant son transit. Les mitochondries ne sont pas simplement livrées à des sites spécifiques pour répondre aux besoins cellulaires, mais doivent être continuellement repositionnées pour répondre aux besoins complexes du neurone.


Le transport antérograde lent


Le transport antérograde lent transporte des structures non membranaires ce qui inclut des polymères du cytosquelette (les neurofilaments, les microtubules et les filaments intermédiaires) ainsi que d’autres complexes protéiques cytosoliques. Ceci permet aux protéines motrices de transférer les protéines nouvellement synthétisées du soma vers des destinations spécifiques le long de l'axone. Le transport et la livraison continus de ces protéines permettent au cytosquelette de s'adapter à la nature dynamique du neurone. Comme ils changent continuellement de longueur et de forme, les polymères du cytosquelette se renouvellent constamment en raison du transport axonal.


Microtubules et microfilaments


L'une des percées qui ont été rendues possibles par l'imagerie directe du transport axonal a été la découverte que les microtubules et les microfilaments servent de voies de circulation à toutes les cargaisons (ou cargo : les protéines nouvellement synthétisées), ce qui est une caractéristique fondamentale du trafic intracellulaire dans toutes les cellules eucaryotes.


En raison de leur longueur et de leur organisation, on suppose généralement que les microtubules sont les rails pour les déplacements axiaux à longue portée des axones, tandis que les microfilaments sont les rails pour les déplacements à courte portée. Cependant, il est important de noter que même si les microtubules peuvent être très longs, ils ne s'étendent pas sur toute la longueur de l'axone. Ainsi, le chevauchement des microtubules le long des axones est essentiel à l'établissement d'une route ininterrompue du corps cellulaire jusqu’à l'extrémité des axones ; il est évident que des lacunes dans ce réseau ne doivent pas se produire parce que le transport axonal est un lien vital pour les axones. Toute interruption de la continuité du réseau de microtubules qui se chevauchent dans les axones aurait des conséquences profondes et dévastatrices pour la cellule nerveuse.


Transport rétrograde des neurotrophines (signaux rétrogrades)


Les facteurs neurotrophiques favorisent la survie, le processus de croissance et la différenciation phénotypique des neurones pendant le développement. De nombreux facteurs neurotrophiques sont également exprimés dans le cerveau adulte, où ils régulent la connectivité neuronale et la plasticité cérébrale. Les facteurs neurotrophiques sont généralement libérés par les cellules cibles ou par les neurones postsynaptiques ; ils sont récupérés par les terminaisons axonales présynaptiques et transportés de façon rétrograde vers le soma. L'accès des facteurs neurotrophiques à la terminaison de l'axone présynaptique assure la sélection des neurones qui ont établi une connexion optimale avec la cellule cible, tandis que les neurones ou processus dont l'accès ou le transport des facteurs neurotrophiques est insuffisant dégénèrent. Par conséquent, la fonction première des facteurs neurotrophiques est de fournir au soma neuronal des informations sur la qualité de la connexion entre un neurone et sa cible.


Les cellules hépatiques, à elles seules, peuvent métaboliser des substances chimiques et les globules rouges peuvent transporter de l’oxygène de façon individuelle, mais les neurones, seuls, ne sont pas utiles ; leur fonction est d'assurer la médiation de l'information entre les cellules individuelles. Pour ce faire, les neurones étendent des prolongements extrêmement longs pour entrer en contact avec des cellules cibles éloignées ou d'autres neurones. Le maintien de ces longues extensions et le transport des nutriments et des produits métaboliques le long de l'axone sont extrêmement coûteux sur le plan énergétique et constituent également un talon d'Achille pour plusieurs processus pathologiques. Il est donc vital que le corps cellulaire d'un neurone soit informé de la connexion active et fonctionnelle de l’extrémité distale de l’axone avec une cellule cible. Si cette connexion est perdue ou devient inactive, le neurone perd sa raison d'être et commence à chercher un nouveau contact, ou dégénère et éventuellement, meurt par apoptose. Les facteurs neurotrophiques sont des molécules critiques qui transmettent à un neurone des informations sur l'état et le bien-être de son contact avec sa cellule cible.


Voyons comment nous pouvons résumer cela :


Le soma du neurone, ou corps cellulaire produit la plupart des composants axonaux qui doivent être transportés le long de l'axone, par transport axonal antérograde rapide ou lent.

De plus, les signaux des cellules cibles et de l’environnement de l'axone doivent être retransmis au corps cellulaire des neurones par le transport axonal rétrograde qui sert également de voie de recyclage ou de dégradation des organites membranaires et de leurs composants macromoléculaires.


Alors, qu'est-ce qui est si intéressant pour nous en thérapie manuelle ?


Eh bien, c'est dans la découverte du transport axonal que nous trouverons quelque chose pour nous :


En 1948, Paul Weiss et Helen Hiscoe ont utilisé une technique chirurgicale pour appliquer une constriction douce, mais progressive aux axones en cours de régénération in vivo. Les axones ont progressivement enflé du côté proximal de la constriction (le côté le plus proche du corps cellulaire) pendant plusieurs semaines en raison de l'accumulation de matériaux transportés de façon antérograde. Lorsque la constriction a été relâchée, le bolus de matériaux accumulés a semblé se propager distalement le long de l'axone (loin du corps cellulaire). Comme le dit Anthony Brown dans son article, cette étude reste une référence dans le domaine du transport axonal.


Aujourd'hui, les scientifiques ont trois façons d'étudier le transport axonal. Voyons la première méthode, qui est celle qui sera utile pour nous. Il s'agit de la technique d'accumulation, qui consiste, comme son nom l'indique, à bloquer localement le transit le long d'un axone ou d'un nerf et à observer quelles structures de transport s'accumulent et à quel rythme elles le font. La stratégie la plus courante consiste à ligaturer un nerf in vivo avec du fil chirurgical. Mais voici le plus important pour nous : les matériaux en déplacement antérograde s'accumulent du côté proximal de la ligature et diminuent du côté distal, alors que les matériaux en déplacement rétrograde s'accumulent du côté distal et diminuent du côté proximal. Cette technique est non sélective (tout ce qui bouge s'accumule) et les scientifiques ont besoin de techniques permettant d'obtenir plus d'informations moléculaires et cinétiques. Mais pour nous, c'est super.


Cela signifie que tout le matériel nécessaire à la réparation de la membrane, à l'efficacité synaptique, au métabolisme axonal, à la réparation du cytosquelette et à l'apport énergétique des mitochondries sera absent du côté distal de l'axone. Cela signifie aussi que les molécules à recycler s'accumuleront du côté distal et n'atteindront pas le corps cellulaire, mais plus encore : cela signifie que les facteurs neurotrophiques n'atteindront pas le corps cellulaire, privant le corps cellulaire de ce signal essentiel provenant de la cellule cible. L'ensemble du neurone souffrira d’une compression, peu importe où elle se situe sur sa longueur. L'accumulation signifie aussi un gonflement. Ceci est clairement exprimé et expliqué dans la recherche de Weiss et Hiscoe, mais un peu moins clairement dans la description de la technique de l'accumulation. Mais lorsque de la matière s'accumule et qu'il n'y a pas d'issue (pas de drainage lymphatique dans ou autour d'un neurone), alors cela grossit.


Et que ressentons-nous sur la peau ? Et si les " blobes " décrits par Diane Jacobs (DNM) ou les " grains de riz " décrits par Raymond Branly (Niromathé) étaient des zones d'accumulation de matériel axonal de chaque côté d'une compression ? Oui, je sais, on ne peut pas " sentir " un neurone, c’est trop petit. Mais si un neurone est comprimé dans un anneau aponévrotique par exemple, je parie qu'il ne serait pas le seul et que beaucoup d'autres neurones seront également comprimés, ou même tous (plus ou moins). Et n’oublions surtout pas que lorsqu’il y a un nerf, il y a des vaisseaux sanguins et que si le nerf est comprimé, les vaisseaux le seront aussi, d’où le risque accru d’oedème épineural. Puis la somme des accumulations commence à signifier quelque chose que nos doigts, vraiment sensibles, pourraient très bien commencer à sentir.


N'oubliez pas : il est vital que le corps cellulaire d'un neurone soit informé de la connexion active et fonctionnelle de l’extrémité distale de l’axone avec une cellule cible. Si cette connexion est perdue ou devient inactive, le neurone perd sa raison d'être et commence à chercher un nouveau contact, ou dégénère et éventuellement, meurt par apoptose.


Je sais que c'est une très longue explication pour une très courte fin. Mais quelle fin !


Ou bien est-ce une hallucination conceptuelle ?


© 2018 Louise Tremblay

 

+1 514 523 3575

  • Facebook Clean
  • Twitter Clean
  • White Google+ Icon