Le goût de se tenir debout !

Publié par Adrien le 26/11/2021 à 09:00
Source: CNRS INSB
Le développement d'une posture verticale requiert le recrutement des motoneurones spinaux innervant les muscles antigravitaires. Les scientifiques ont découvert que l'activation du canal ionique "Trpm5" au niveau des motoneurones de la moelle épinière, est indispensable à l'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un...) du tonus postural. Ainsi, ce canal habituellement associé à la perception du goût (Pour la faculté de juger les belles choses, voir Goût (esthétique)), nous aide à nous tenir debout. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Communications.

Contrairement aux reptiliens qui se déplacent le plus souvent le corps en contact avec le sol, la plupart des mammifères terrestres possèdent une posture (En posturologie, la posture est l'élaboration et le maintien actif de la configuration des...) érigée nécessitant une contraction soutenue des muscles pour s'opposer à la pesanteur (Le champ de pesanteur (ou plus couramment pesanteur) est un champ attractif auquel sont soumis tous...). Il est de coutume d'attribuer l'origine de ce tonus postural à une commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un...) en provenance des centres moteurs supérieurs tels que le cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite...).

Pour autant, les motoneurones de la moelle épinière (La moelle épinière, ou moelle spinale, désigne la partie du système nerveux...), responsables de la sortie motrice du système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des...), sont dotés de propriétés électriques qui amplifient et prolongent les informations qu'ils reçoivent. L'une d'elles est une propriété dite "bistable". Elle se caractérise par une activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) intense, de longue durée, déclenchée par une brève excitation du motoneurone. A l'instar d'une pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) exercée sur un interrupteur (Un interrupteur (dérivé de rupture) est un dispositif ou organe, physique ou virtuel, permettant...) pour allumer la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) durablement, le motoneurone recevant une brève commande motrice restera actif. Bien que l'état bistable des motoneurones ait été décrit il y a près de 40 ans, son rôle dans le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique,...) reste méconnu.


Bistabilité du motoneurone.
- A droite: Représentation schématique des mécanismes ioniques impliqués dans la bistabilité des motoneurones lombaires. Cav (canaux calciques) ; RyR (récepteurs à ryanodine du reticulum endoplasmique) ; Trpm5 (canal sodique activé par le calcium) ; depol (dépolarisation).
- Au milieu: illustration de l'état bistable du motoneurone qui se caractérise par le passage d'un état de repos à un état activé à la suite d'une brève excitation.
- A droite: illustration du déficit postural des membres postérieurs chez une souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant...) n'exprimant pas le canal Trpm5 (photo du bas) en comparaison avec un animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un...) normal (photo du haut).
© Benoît Drouillas, Rémi Bos, Frédéric Brocard

Pour tester l'hypothèse d'un rôle dans le maintien du tonus postural, les scientifiquesont développé diverses approches génétiques, électrophysiologiques, computationnelles et comportementales. A l'échelle de la cellule, ils démontrent que l'état bistable des motoneurones résulte d'une cascade d'évènements. L'excitation du motoneurone engendre une entrée d'ions calcium (Le calcium est un élément chimique, de symbole Ca et de numéro atomique 20.) qui à leur tour agissent sur les récepteurs à ryanodine pour libérer le calcium contenu dans le réticulum endoplasmique.

En forte concentration, le calcium active des canaux perméables au sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un...) dont l'ouverture dépolarisa le motoneurone pour in fine entretenir l'entrée calcique. Ainsi cette boucle d'évènements, auto-entretenue, est à la base de l'état bistable du motoneurone. Les chercheurs ont identifié le canal Trpm5 comme le substrat moléculaire du courant sodique calcium-dépendant. En son absence les motoneurones bistables disparaissent et une parésie des membres s'installe rendant impossible le développement d'une posture érigée. Ainsi, le tonus postural est intimement associé aux propriétés électriques bistables des motoneurones.

L'étude permet une meilleure compréhension des mécanismes neurophysiologiques de la posture. Elle apporte notamment une nouvelle vision des mécanismes cellulaires impliqués dans la bistabilité des motoneurones en montrant le rôle déterminant du canal Trpm5 dans la fonction posturale. Cette avancée scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) pourrait permettre de mieux comprendre l'étiologie de certains déficits moteurs et ouvrir la voie à de nouvelles thérapies visant à les réduire.

Pour en savoir plus:
Trpm5 channels encode bistability of spinal motoneurons and ensure postural control of hindlimbs in mice.
Bos R, Drouillas B, Bouhadfane M, Pecchi E, Trouplin V, Korogod S, Brocard F.
Nat Commun. 24 novembre 2021 https://doi.org/10.1038/s41467-021-27113-x

Laboratoire:
Institut de neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et...) de la Timone (CNRS/Aix-Marseille Université)
Campus 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.
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