+Il-1

PLASTICITE METABOLIQUE
Est-ce que le couplage métabolique entre
astrocytes et neurones est sujet à des
mécanismes de plasticité ?
Energy
Energy
Glucose
Effets bisphasiques de NA/VIP/ADO sur les
niveaux de glycogène astrocytaire
VIP/NA/ADO
secondes
Adenylate
cyclase
ATP
Effets à long terme
ASTROCYTE
cAMP
Effets à court terme
40
minutes
20
Noyau
DNA
0
0.0
PTG
Activité de la GS
Resynthèse de glycogène
Glycogénolyse
1.0
1.5
2.0
Temps (heures)
500
Glycogen (nmol/mg prot.)
mRNA PTG
0.5
400
300
Heures
200
100
0
0
2
4
6
8
Temps (heures)
24
48
Niveaux d’ARNm codant pour PTG
à la suite de 6 heures de privation de sommeil
*
% of ZT6
•Northern-blot
p<0.05
200
SD6
SD6
100
(n=6)
ZT6
(n=6)
ZT6
•Hybridization in situ de PTG
dans la couche III du cortex
somato-sensoriel
SD6
Activité de la glycogène synthase à la
suite de 6 heures de privation de
sommeil suivies de récupération
sommeilsommeil
**
Ratio values
(a form/total form)
20
**
16
12
8
4
0
ZT6
SD6
ZT9
Experimental groups
SR3
Main Metabolic Pathways of Glucose
Glycogen
Glucose-6-phosphate
Glucose
Pentose
Phosphate
Pathway
Glycolysis
Pyruvate
ENERGY
TCA
Cycle
LDH
Lactate
CO2
H 2O
PLASTICITE METABOLIQUE
Est-ce que le couplage métabolique entre
astrocytes et neurones est sujet à des
mécanismes de plasticité ?
- Plasticité Synaptique : apprentissage
spatial
- Conditions pathologiques :
neuroinflammation, β-amyloïde (MA)
PLASTICITE METABOLIQUE
Est-ce que le couplage métabolique entre
astrocytes et neurones est sujet à des
mécanismes de plasticité ?
- Plasticité Synaptique : apprentissage
spatial
- Conditions pathologiques :
neuroinflammation, β-amyloïde (MA)
PLASTICITE METABOLIQUE
Est-ce que les astrocytes sont sujets à des
adaptations métaboliques en parallèle à
plasticité synaptique ?
Y a-t’il une« trace métabolique» ?
Labyrinthe à 8 bras
Mean percentage correct (mean±s.e.m)
80
*
*
75
70
65
60
55
50
45
40
ret 5 days
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Jours d’ acquisition
Performance de souris C57BL/6j dans une tâche d’apprentissage spatial
(labyrinthe à 8 bras))
Metabolic plasticity :
From behavior to genes
Gene expression
analysis
Metabolic
Mapping (2DG)
PTG mRNA levels
Addiction
TSD
Sleep-wake
Learning
SR
PLASTICITE METABOLIQUE
Est-ce que le couplage métabolique entre
astrocytes et neurones est sujet à des
mécanismes de plasticité ?
- Plasticité Synaptique : apprentissage
spatial
- Conditions pathologiques :
neuroinflammation, β-amyloïde (MA)
L’unité métabolique astrocyte-neurone
Energie (ATP)
Potentiel rédox
Energy
Energy
Glucose
From Dringen at al, J. Neurosci. 1999.
L’ ATP et l’ état rédox sont critiques pour la viabilité et la fonction neuronale viability
Des dysfonctions astrocytaires pourraient contribuer aux pathologies neuronales.
Voies métaboliques du glucose
Glucose
GLUT
utilisation de
glucose
Glycogen
Glucose
hexokinase
Glucose-6-P
Glycogenesis
Voie des pentoses phosphate
NADPH & riboses
Glycolysis
ATP
Lactate
MCT
LDH
Lactate
Pyruvate
H2O & CO2
ATP
Libération de lactate
cycle des ATC
phosphorylation oxidative
500
400
**
**
**
**
300
200
*
*
**
100
Il1β
TN TN
Fα Fα
+I
l-1
β
Il 1β
+
TN A α
TN
Fα
Fα
+A
+I
l-1 β
β+
A
β
5-
tr
A l
β2
35
0
C
2DG uptake (% of control)
Effet synergique des cytokines et de A®
sur l’ utilisation de glucose
CO2 production nmol/dish/min
Effets sur la production de CO2
2.5
2
**
Voie des pentoses phosphate
Cycle des ATC
**
1.5
**
1
**
0.5
**
**
0
Ctrl
Il-1β
**
**
TNFα
**
TNFα+Il-1β
**
Aß25-35
Production de radicaux libres
(anion superoxide)
Production d’ anion superoxide
Anion superoxide
Glutathion
Superoxide anion (% of control)
180
**
**
140
100
60
20
Ctrl
TNF⟨
Il-1®
TNF⟨
+
Il-1®
A®25-35
En parallèle à leur effet sur l’activité du CAT, l’ A® les cytokines pro-inflammatoires
augmentent la production de l’anion superoxide
900
**
700
500
**
**
##
300
100
0
C
A® trl
25
TN 5-3
T N T N I F⟨
F⟨ F⟨+ l-1®
+I Il
l-1 -1
® ®
+A
®
Ct
A® rl
TN25-35
F⟨
TN
F⟨ Il+I 1®
l-1 β
®
Extracellular H2O2 (% of control)
Les cytokines pro-inflammatoires augmentent la
production de radicaux libres (H2O2) dans l’espace extracellulaire
à travers l’ activation de la NADPH oxidase
DPI
Effet sur les niveaux de glutathion extracellulaire
avec acivicine
sans acivicine
1600
**
acivicine
Glutathione release (% of control)
1400
**
1200
1000
800
600
400
**
200
**
0
Control
TNF⟨
Il-1®
TNF⟨+Il1®
A®
Effets des cytokines pro-inflammatoires (TNFα + Il-1β)
Glucose
Utilisation de
glucose
Glucose
Glycogen
Glycogenesis
Glucose-6-P
Voie des pentoses phosphate pathway
NADPH
Glycolysis
Lactate
Lactate
Pyruvate
Cycle ACT et phosphorylation Oxidative
Lactate release
- Augmentation de l’utilisation de glucose
- Diminution de la libération de lactate
- Diminution du contenu en glycogène
- Auigmentation de la voie des pentoses phosphate
- Augmentation de l’activité du cycle des ACT
•Modification du métabolisme
énergétiques astrocytaire de
“coopératif” à plus “égoïste”.
• Induction d’une augmentation de
la production de RL et de
mécanismes de defense.
All these effects are potentiated by co-incubation with beta-amyloid peptide
PLASTICITE METABOLIQUE
Est-ce que le couplage métabolique entre
astrocytes et neurones est sujet à des
mécanismes de plasticité ?
- Cycle veille-sommeil
- Plasticité Synaptique : apprentissage
spatial
- Conditions pathologiques :
neuroinflammation, β-amyloïde (MA)
PLASTICITE STRUCTURELLE
Est-ce que les relations structurelles entre
astrocytes et neurones sont sujettes à des
mécanismes de plasticité ?
Energy
Energy
Glucose