Les astrocytes, une pièce maîtresse de notre système nerveux

23 avril 2019
Découvrez ici ce que sont les astrocytes.

Les astrocytes font partie du groupe des cellules gliales. Leur importance a beaucoup varié au fil du temps. Elles ont longtemps été sous-estimées car les neurones était jugés comme plus essentiels. Cependant, on a pu démontrer qu’elles n’avait pas un rôle passif : leur travail ne consiste pas simplement à compléter celui des neurones.

Ces types de cellules gliales se chargent de la construction des « autoroutes nerveuses » :

  • Elles guident les neurones pendant leur migration
  • Elles favorisent la formation de la barrière hémato-encéphalique
  • Par ailleurs, elles constituent le support métabolique des neurones
  • Elles collaborent aussi dans la régénération neuronale

Par conséquent, il reste encore beaucoup de choses à découvrir sur les astrocytes. En fait, il est surprenant de voir à quelle point elles répondent à l’activité neuronale et permettent une réparation et une communication. Approfondissons ce sujet.

 

astrocytes

Types d’astrocytes

Les astrocytes entourent totalement les capillaires cérébraux et forment une barrière physique entre le sang et les neurones. Elles ont plusieurs typologies qui donnent lieu à différentes variétés :

  • Les astrocytes protoplasmiques : elles se trouvent dans la substance grise. Elles ont une forme de ballon avec des branches qui donnent lieu à d’autres ramifications irrégulières et courbées. Les extrémités de ces branches recouvrent les vaisseaux sanguins, la surface des méninges et les synapses.
  • Les astrocytes fibreuses : elles se trouvent dans la substance blanche. Elles bénéficient de longues extensions fines, sans ramifications, en forme de fibres. Leurs terminaisons enveloppent les nœuds de Ranvier des axones et les vaisseaux sanguins.

Il faut aussi mentionner que le terme astrocytes provient de la forme de ces cellules, qui est semblable à une étoile avec des extensions qui se projettent sur les cellules voisines.

Par ailleurs, les astrocytes contiennent dans leur cytosquelette une protéine qui porte le nom de protéine acide fibrillaire gliale (GFAP). Cette caractéristique les rend différentes car elle n’existe que dans ce type de cellules.

Fonctions

Les astrocytes construisent les voies de transmissions de l’information dans notre cerveau. Grâce aux connexions neuronales qu’elles apportent, elles se chargent d’aider à orienter le voyage des axones, à travers des molécules qu’elles attirent ou rejettent.

Elles sont également au courant de ce qui se produit « en temps réel » dans le fonctionnement nerveux. Elles se chargent de maintenir l’équilibre des neurones ou homéostasie cérébrale -c’est pour cela que l’on dit qu’elles agissent en tant que support métabolique-, ce qui n’est possible qu’à travers la conservation de l’équilibre ionique des cellules nerveuses.

Par ailleurs, les astrocytes participent à la maturation, à la formation et au maintien des synapses neuronales. Grâce à elles, les neurones reçoivent de l’oxygène, des nutriments et un isolement protecteur.

Il faut aussi savoir qu’à travers un processus que l’on appelle la « phagocytose », ces cellules sont capables d’éliminer des résidus du métabolisme cérébral. Ce processus est bénéfique car il permet d’éliminer des déchets et des agents pathogènes. Il se fait à travers le transport des produits résiduels dans le sang pour qu’ils puissent être éliminés. En outre, quand une lésion cérébrale se produit, les astrocytes voyagent jusqu’au lieu de la blessure pour éliminer les neurones morts.

Elles font aussi partie de la très importante barrière hémato-encéphalique (BHE), ce qui leur donne un rôle d’intermédiaires entre le système circulatoire et les neurones. Elles se chargent donc également de réguler le passage des molécules du sang au cerveau.

Les astrocytes sont liées aux neurotransmetteurs car elles leur répondent activement et bénéficient de récepteurs pour leur union. Il s’agit d’une véritable méthode de communication, qui est complétée par une autre façon d’envoyer des messages en isolant l’espace dans les unions synaptiques et en agissant en tant que modulateurs du signal entre les neurones.

Astrocytes et gliose réactionnelle

Il existe un processus pathologique qui fait augmenter le nombre d’astrocytes de manière très rapide et démesurée. Ce processus est celui qui accompagne les phénomènes inflammatoires : il s’agit de la gliose réactionnelle.

Lorsque ce type de prolifération a lieu, on peut observer deux types d’astrocytes : les A2, qui ont des fonctions réparatrices et les A1, qui favorisent la dégradation du tissu nerveux.

La gliose réactionnelle se produit quand il y a une lésion dans le système nerveux. Elle est suivie d’une prolifération de cellules dans les régions qui ont été atteintes. Ce phénomène a été décrit dans de nombreuses études.

image d'astrocytes

En quoi ce phénomène est-il favorable ?

La gliose réactionnelle est bénéfique car elle donne naissance à une synthèse de facteurs neurotrophiques qui se chargent de favoriser la survie des neurones. Et, au contraire, elle est nocive parce qu’elle crée une cicatrice gliale, qui suppose une barrière à la croissance axonale.

Ce phénomène est vital dans les recherches cliniques; il représente une grande source d’espoir pour de nouveaux modèles thérapeutiques. Par exemple, on étudie la transplantation de cellules mères en employant des facteurs neurotrophiques qui favoriseraient la régénération neuronale. En fait, ces recherches sont menées pour trouver des solutions à des maladies neurodégénératives comme Alzheimer et Parkinson.

Pourquoi sont-elles essentielles au système nerveux ?

Les astrocytes se chargent d’établir des ponts de communication entre différentes cellules du système nerveux. Par ailleurs, étant donné qu’elles ont pour but d’isoler et d’éliminer des substances nocives, elles agissent face à des dommages cérébraux et permettent le rétablissement de ces voies de communication.

Les astrocytes sont préparées pour forger des liens entre différents lieux et éléments anatomico-fonctionnels, comme le système circulatoire et la barrière hémato-encéphalique, les neurones et les neurotransmetteurs cérébraux, entre autres. Elles sont aussi fabuleuses lorsqu’il s’agit de maintenir les autoroutes nerveuses. Grâce à elles, le système nerveux garde un bon équilibre interne.

Il ne nous reste plus qu’à espérer que la neuroscience, avec ses études continues sur ces cellules et leurs applications, trouve des solutions pour les maladies liées à ce type de cellules gliales.

 

  • Nedergaard, M.,  Ransom, B, & Goldman, S. (2003) New roles for astrocytes: Redefining the functional architecture of the brain. Trends in neurosciences, 26(10), 523-530.