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J-M Israel, P.Ciofi et al. dans Nature Communications

Une collaboration entre spécialistes de la neurosécrétion et spécialistes des rythmes neuronaux dévoile l’importance du tempo en reproduction. Février 2014

Le 11 février 2014

Neonatal testosterone suppresses a neuroendocrine pulse generator required for reproduction. Israel JM, Cabelguen JM, Le Masson M, Oliet SH, Ciofi P. Nat. Commun. Feb. 11, 2014. 
Jean Marc Israël et Philippe Ciofi  sont chercheurs dans l'équipe Relations glie-neurone de Stéphane Oliet,  rattachée à l'unité : Neurocentre Magendie - Physiopathologie de la plasticité neuronale dont le directeur est Pier Vincenzo Piazza (Bordeaux Neurocampus)

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Cette étude concerne la fonction hormonale (neuroendocrine) du cerveau. A la base du cerveau se trouve une glande, l’hypophyse, qui est la glande chef d’orchestre de toutes les autres glandes de l’organisme (telles que la thyroïde, les surrénales, les ovaires et testicules, etc.). Cette hypophyse fonctionne d’une façon caractéristique : elle libère ses hormones principales non pas en continu mais par épisodes intermittents. Les physiologistes parlent de pulsatilité hormonale. 



La pulsatilité confère aux hormones leur propriété de messagers intercellulaires.
Pour bien comprendre cela, l’analogie avec la transmission d’un message en alphabet morse est parlante. Alors que de courtes impulsions forment un code intelligible, un signal continu est en revanche ininterprétable, et dans ce cas, les hormones perdent leur activité biologique : l’organisme y devient vite insensible (comme quand on s’habitue à une odeur qu’on cesse de percevoir). Cette désensibilisation est d’ailleurs utilisée en médecine pour réaliser des castrations chimiques ou lutter contre certains cancers. Aussi, les ovulations peuvent être relancées chez des femmes infertiles par l’apport pulsatile d’hormone.


La pulsatilité hypophysaire, qui permet à l’organisme de réagir au stress, de grandir, de se reproduire, etc., est donc une propriété physiologique fondamentale. Découverte il y a 50 ans, ses mécanismes de base demeurent encore hypothétiques. Notre étude a concerné ces mécanismes bases, que nous avons recherché dans l’hypothalamus, la partie ventrale et ancienne du cerveau qui agit aussi comme une glande. En effet, l’hypophyse est notamment constituée par les prolongements de neurones hypothalamiques sécréteurs, spécialisés dans la libération dans le sang d’une hormone, l’ocytocine, bien connue pour déclencher les contractions de l’utérus conduisant à la naissance des petits, ou encore pour assurer par la suite les montées de lait. Contractions et montées de lait sont des phénomènes intermittents qui reflètent bien chaque épisode d’activité électrique pulsatile des neurones sécrétant l’ocytocine, comme cela fut décrit il y a quarante ans.


Pour cette propriété pulsatile bien marquée, les neurones à ocytocine servirent de modèle expérimental ou théorique à de nombreux laboratoires ; nous disposons nous-même d’un modèle expérimental dans lequel ces neurones sont mis en culture afin d’étudier leur activité électrique. C’est ce modèle qui vient justement de nous apporter un élément de réponse concernant l’origine de la pulsatilité, résultat qui n’était pas envisageable à partir d’un cerveau entier, beaucoup trop complexe à cet égard. Ce que nous montrons, c’est qu’une région précise de l’hypothalamus contient un groupe de neurones générateurs d’activité pulsatile permanente et à fréquence élevée ; ce groupe contrôle les neurones à ocytocine qu’il entraîne selon un rythme plus lent suite à des modulations internes. Cela revient à considérer que les neurones à ocytocine, « sécréteurs intermittents », sont commandés par des dispositifs identiques à ceux qui produisent des activités répétitives comme la respiration, la mastication, la marche etc.
Notre étude a donc levé le voile sur un mécanisme de la pulsatilité hypophysaire, et a permis de définir la fonction d’une partie précise de l’hypothalamus.

* Les illustrations montrent des neurones à ocytocine de l’hypothalamus de rat (jaunes ou verts) ; les noyaux cellulaires sont également visibles en gris ou mauve (microscopie à fluorescence).

Contacts :   jean-marc.israel@inserm.fr; philippe.ciofi@inserm.fr 

Jean Marc Israël (jean-marc.israel @ inserm.fr)
Dernière mise à jour le 04.03.2014