Les différents types cellulaires présents dans la ME

Plusieurs types cellulaires sont présents dans la ME.

a. Les motoneurones

Les motoneurones (MNs) se localisent dans les cornes ventrales de la substance grise. Ils acquièrent de nombreuses caractéristiques, constituant ainsi des sous-types distincts, qui sont basés sur la position de leurs corps cellulaires dans la ME et sur leur mode de projections axonales dans la périphérie (Figure 4). Ils sont ainsi divisés en 2 classes, les MNs viscéraux, innervant les différents organes et les MNs somatiques, innervant les muscles. Parmi les MNs somatiques, on distingue : 1) Les MNs alpha (MNs α) qui innervent les muscles squelettiques responsables de la motricité du corps et 2) les MNs gamma (MNs γ) qui régulent l’activité tonique des muscles en innervant les fibres intrafusales.

Les MNs α sont eux-mêmes divisés en plusieurs catégories : 1) les MNs α FF (Fast-twitch, Fatigable) qui innervent les fibres glycolytiques à contraction rapide et peu résistantes à la fatigue (Fibres de type II B), 2) les MNs α FR (Fast-twitch, Fatigue-Resistant) qui innervent les fibres oxydatives à contraction rapide et résistantes à la fatigue (Fibres de type II A) et les MNs α S (Slow-twitch, Fatigue-Resistant) qui innervent les fibres oxydatives à contraction lente et résistantes à la fatigue (Fibres de type I) (Kanning et al., 2010).

Au fur et à mesure de l’avancée du développement embryonnaire, des groupes s’organisent formant des colonnes sur toute la longueur de la ME. Au stade de développement E17,5, Les MNs s’organisent en une colonne médiane et deux colonnes latérales (Morikawa et al., 2009). Au niveau des MNs somatiques, on retrouve : 1) les neurones moteurs de la colonne latérale (LMC) qui sont divisés en un groupe médian qui innervent les muscles des membres ventraux et un groupe latéral qui innervent les muscles des membres dorsaux et 2) les neurones moteurs de la colonne médiane (MMC) qui sont divisés en un groupe médian qui

projette au niveau des muscles axiaux et un groupe latéral (non représenté sur la figure 4) qui se trouve seulement au niveau thoracique et projetant au niveau des muscles externes (Jessell, 2000).

Figure 4 : Hiérarchie des MNs identifiés. Les MNs sont organisés en colonne le long de la ME et forment des groupes qui innervent différents muscles selon leur localisation dans la ME. LMC :

b. Les interneurones

Les interneurones (INs) spinaux sont essentiels à la transmission de l’information en permettant son intégration et sa modulation. Ils peuvent être classés selon leur type de projection axonale : 1) les INs commissuraux joue un rôle essentiel pour la coordination droite/gauche des activités motrices et 2) les INs intersegmentaires relaient l’information vers les segments antérieurs ou postérieurs. Une fois activés par les voies sensorielles ou descendantes, les INs libèrent des neurotransmetteurs au niveau des synapses qu’ils forment entre eux ou avec les MNs. C’est l’intégration par les MNs de l’ensemble des données fournies par les INs qui aboutit à une modulation fine de la contraction musculaire nécessaire à la production de mouvements précis et coordonnés.

Dans la ME, certains INs forment des circuits possédant des activités rythmiques ce qui permet d’activer de manière rythmique les MNs et donc les muscles : ce sont les CPGs (central pattern generators ou générateurs de patrons centraux). Ils sont disposés tout le long de la ME et ont différentes cibles selon leur localisation : les CPGs localisés en cervical contrôlent les membres supérieurs et les CPGs au niveau des parties thoraco-lombaires contrôlent les membres inférieurs. Ces centres génèrent des activités rythmiques pour le tonus musculaire mais aussi des patrons d’activité contrôlant la contraction se produisant selon une alternance gauche/droite et muscles fléchisseurs/extenseurs (Kiehn, 2011).

Parmi les INs impliqués dans la locomotion, on distingue : 1) les INs V0 qui jouent un rôle dans l’alternance droite/gauche, avec les V0D qui sont inhibiteurs et les V0V excitateurs, 2) les INs V2a glutamatergiques (excitateurs) qui sont impliqués dans la stabilisation et la précision du patron locomoteur, 3) les INs V2b GABAergiques et Glycinergiques (inhibiteurs) qui participent à la coordination de l’activité motrice au sein de la ME et 4) les INs V3 qui jouent un rôle dans la précision et la régularité des patrons de décharge via des projections controlatérales en libérant du glutamate (Kiehn, 2011).

c. Les cellules gliales

Dans le système nerveux, les cellules gliales constituent l’environnement des neurones. Elles assurent le maintien de l’homéostasie, produisent la myéline, et jouent un rôle de soutien, de protection du système nerveux en apportant les nutriments et l’oxygène (Hewett, 2009). Plusieurs types cellulaires sont maintenant bien connus : les astrocytes, les oligodendrocytes et la microglie (Hewett, 2009).

Les astrocytes apportent un support structural aux neurones et assurent l’homéostasie hydrique. Ils jouent un rôle essentiel dans la barrière hématoencéphalique au niveau du cerveau en modulant notamment rapidement la perméabilité des cellules endothéliales. Ils participent également activement à la signalisation en régulant l’homéostasie calcique, la production de certains neuropeptides mais aussi en modulant la transmission synaptique par la capture rapide du glutamate libéré dans la fente synaptique (Rowitch and Kriegstein, 2010) (Hewett, 2009).

Les oligodendrocytes sont à l’origine de la gaine de myéline entourant les axones des fibres nerveuses mais sont aussi responsables du regroupement des canaux sodiques voltage dépendants via la sécrétion de facteurs (Dupree et al., 2004) qui sont des éléments essentiels pour la conduction saltatoire de l’activité nerveuse le long des axones des MNs.

La microglie est un ensemble de cellules provenant du système immunitaire. Ce sont de petites cellules mobiles ayant une fonction phagocytaire et qui libèrent aussi des cytokines pour activer le recrutement de leucocytes. La microglie peut aussi moduler le réseau neuronal lui-même en augmentant la prolifération et la différenciation des progéniteurs neuronaux au cours du développement et en remodelant les synapses (Harry and Kraft, 2012). Il a été récemment montré que les cellules microgliales envahissent le SNC durant le développement

embryonnaire par différents mécanismes comme en interagissant avec des fibres de cellules radiaires au cours de leur processus de colonisation (Rigato et al., 2011).