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Thèse Richard Piet

"Conséquences fonctionnelles de la plasticité anatomique sur la transmission synaptique dans le noyau supraoptique chez la rate allaitant."

Le 11 décembre 2003

Richard Piet a préparé sa thèse dans le laboratoire de Neurobiologie morphofonctionnelle (INSERM 378) sous la direction de Stéphane Oliet.

Résumé

Le noyau supraoptique (NSO) de l'hypothalamus est composé de neurones magnocellulaires secrétant l'ocytocine, impliquée dans des fonctionsreproduction comme la parturition et la lactation ou la vasopressine, qui participe à la régulation de l'équilibre hydrominéral. Chez le rat, le NSO a la particularité d'être le siège de remaniements neuro-gliaux réversibles lors de stimulations physiologiques intenses. Ainsi, chez la femelle, dès la fin de la gestation et pendant toute la durée de la lactation, il se produit notamment une diminution de la couverture gliale des neurones magnocellulaires. Etant donné que les astrocytes assurent l'essentiel de la recapture de glutamate, le principal neurotransmetteur excitateur dans le système nerveux central et que les fins prolongements qu'émettent ces cellules constituent une barrière physique à la diffusion des substances dans l'espace extracellulaire, nous avons étudié si la réduction de la couverture astrocytaire des neurones du NSO lors de la lactation pouvait modifier la clairance du glutamate et sa diffusion dans l'espace extracellulaire. Pour étudier cette hypothèse, nous avons utilisé des techniques d'électrophysiologie et de mesures de diffusion dans l'espace extracellulaire sur des tranches aiguës d'hypothalamus contenant le NSO.Les résultats que nous avons obtenus indiquent que la diminution de la couverture astrocytaire des neurones du NSO a pour conséquence une diminution de la recapture de glutamate et une facilitation de sa diffusion dans l'espace extracellulaire. Ces modifications se traduisent par une réduction de l'efficacité des synapses excitatrices, via une boucle de rétroaction négative du glutamate sur sa propre libération, et une amélioration de la communication intersynaptique exercée par le glutamate dans le NSO. Le niveau de couverture astrocytaire des neurones participe donc à la régulation de la transmission synaptique et extrasynaptique en contrôlant la recapture et la diffusion du glutamate. 


 


Abstract

The supraoptic nucleus (SON) of the hypothalamus is composed of magnocellular neurons secreting either oxytocin, which is involved in reproductive functions such as parturition and lactation, or vasopressin, which participates to body fluid homeostasis. The SON undergoes a reversible anatomical remodeling in response to intense physiological stimulation. In female rats, a striking reduction in the glial coverage of neurons takes place at the end of gestation and throughout the period of lactation. Since astrocytes play a major role in the uptake of glutamate, the main excitatory neurotransmitter in the central nervous system, and constitute a physical barrier to diffusion in the extracellular space, we investigated whether the decrease in astrocytic coverage of SON neurons during lactation might modify glutamate clearance and diffusion in the extracellular space. To address these issues, we carried out electrophysiological patch-clamp recordings of SON neurons and measured diffusion parameters on acute hypothalamic slices including the SON.

Our results indicate that the reduction in astrocytic coverage of SON neurons is associated with a deficiency in the uptake of glutamate and a facilitation of its diffusion in the extracellular space. Such alterations result in a significant reduction of the efficacy of excitatory synapses, through an enhanced inhibitory feedback of glutamate on its own release, and a favored glutamate-mediated intersynaptic cross talk in the SON. Therefore, the degree of astrocytic coverage of neurons, by controlling uptake and diffusion of glutamate, appears as an important contributor to the regulation of synaptic and extrasynaptic transmission.

 

Focus



Photo: Richard Piet

Jury

Directeur de thèse Stéphane Oliet