Avoir le rythme dans la moelle !

Publié par Isabelle le 24/11/2020 à 13:00
Source: CNRS INSB
L'activité locomotrice se caractérise par une succession de pas dont le rythme peut être régulé en fonction de nos envies, de nos besoins. Cependant les mécanismes neuronaux par lesquels le rythme est produit et régulé restent énigmatiques. Les scientifiques viennent d'identifier dans la moelle épinière (La moelle épinière, ou moelle spinale, désigne la partie du système nerveux...) deux conductances dont la dualité fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions....), qui s'apparente à celle du yin et yang, est au coeur de la genèse du rythme locomoteur. Ces travaux font l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) d'une publication dans la revue Plos Biology.


Figure: Représentation schématique d'un générateur du rythme locomoteur dans lequel le poids respectif de INap et de IM régule (Les régules sont des alliages d'étain ou de plomb et d'antimoine.) la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...) des activités oscillantes des cellules pacemakers et donc de la vitesse (On distingue :) de la marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un...).
© Jérémy Verneuil & Frédéric Brocard

A l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de...) de l'adage "qui se ressemblent s'assemblent", les opposés s'attirent comme deux aimants pour n'en faire qu'un. Les chercheurs viennent de démontrer l'existence au sein de la moelle épinière, berceau du rythme locomoteur, d'un duo de conductances que tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) oppose et reste pourtant indissociable dans la fonction locomotrice.

Le rythme de la marche est généré par des neurones spinaux dont la particularité est d'osciller de façon autonome. Ainsi, ces cellules dites pacemakers passent tour à tour d'un état activé (dépolarisé) à un état de repos, à l'image du métronome oscillant entre deux positions diamétralement opposées. Les chercheurs viennent de découvrir que cet état dit "bistable" résulte de l'activation (Activation peut faire référence à :) alternée d'une conductance sodique persistante (INap), qui dépolarise le neurone (Un neurone, ou cellule nerveuse, est une cellule excitable constituant l'unité fonctionnelle...), et d'une conductance potassique persistante (IM) qui repolarise celui-ci. Une approche pharmacologique et l'invalidation d'un gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la...), ont permis d'identifier la nature du canal qui génère IM. Il s'agit du canal Kv7.2 dont l'expression, révélée par immunohistochimie, se concentre sur le segment initial de l'axone (Un axone ou fibre nerveuse est le prolongement long, mince et cylindrique d'un neurone qui conduit...) des neurones pacemakers de la marche. Cette expression se superpose à celle des canaux sodiques responsables de INap. La modélisation du réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) locomoteur adossée à une étude comportementale montre que le poids relatif de INap et de IM régule l'excitabilité des neurones pacemakers et la fréquence de la marche. Ainsi, le rythme décélère lorsque INap prédomine et réciproquement accélère lorsque IM prend le pas surINap.

Au-delà d'une meilleure compréhension des mécanismes cellulaires impliqués dans la genèse du rythme locomoteur, cette étude illustre la grande plasticité fonctionnelle de la moelle épinière. Reste à déterminer si un déséquilibre du couple moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif...) INap/IM contribue aux troubles de la marche observés dans de nombreuses pathologies.

Pour en savoir plus:
The M-current works in tandem with the persistent sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un...) current to set the speed of locomotion.
Verneuil J, Brocard C, Trouplin V, Villard L, Peyronnet-Roux J, Brocard F.
PLoS Biol. 2020 Nov 13;18(11):e3000738. doi: 10.1371/journal.pbio.3000738.

Laboratoire:
Institut de neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et...) de la Timone (INT) - (CNRS/Aix-Marseille Université) - Campus (Un campus (du mot latin désignant un champ) désigne l'espace rassemblant les...) santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste...) Timone. 27 boulevard (Au sens premier, un boulevard est une voie de communication reposant sur d'anciens remparts,...) Jean Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie,...). - 13385 Marseille Cedex 5.

Contact:
Frédéric Brocard - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) à l'Institut de neurosciences de la Timone (INT) - frederic.brocard at univ-amu.fr
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