Le développement du système nerveux I.Introduction II.La neurulation III. La régionalisation IV.La corticogenése a- La neurogenèse b-la migartion c-l’organisation d-la gyration V. La myélinisation: Thème 31 PCEM2 - 2019~2020 Pr Soumaya MOUGOU Mohamed Amine DJELASSI -DCEM2 Objectifs Généraux 1-Comprendre les étapes de déroulement normal du système nerveux central 2-Décrire quelques anomalies du développement du système nerveux central 3-Rattacher des malformations du développement du SN à leurs origines développementales 4- Connaitre les principes de base pouvant amener à faire le diagnostic d’une anomalie du développement du système nerveux central Mots clefs Neurulation Vésicules cérébrales corticogenèse La gyration I.Introduction A la 3ème semaine de développement embryonnaire, l'embryon est un disque tridermique, c'est-à-dire constitué de 3 couches. Ces couches sont: §L'ectoderme §Le mésoderme §L'endoderme Figure 1: Disque embryonnaire tridermique Le développement du système nerveux se déroule de façon séquentielle. Celui -ci commence dès la 3è semaine de développement embryonnaire et se poursuit après la naissance. Plusieurs étapes vont se succéder pour former, à partir de l'ectoderme, les systèmes nerveux central et périphérique: Ø1ère étape: La neurulation(3è à 4è semaine du développement) Ø2ème étape: La régionalisation(5è à 10è semaine du développement) Ø3ème étape: Le corticogenèse(à partir de la 7è semaine) Ø4ème étape: La myélinisation(30 semaines à 2 ans) (3è semaine) §La neurulation: Individualisation des premiers tissus nerveux §La régionalisation: Formation des vésicules et clivage (clivage du prosencéphale en télencéphale et diencéphale) §Le corticogenèse: Formation des couches du cortex §La myélinisation: Myélinisation des fibres nerveuses et optimisation des connexions synaptiques II.La neurulation -Le système nerveux prend tout d'abord la forme d'une plaque neurale. -Celle-ci s'amincit et ses cellules commencent à se différencier en cellules nerveuses pour donner la gouttière neurale, entourée par des crêtes neurales. -La gouttière se plie et se referme sur elle-même, formant le tube neural. -Le tube neural et la crête neurale donneront naissance à deux subdivisions différentes du système nerveux: 1/Le tube neural donne naissance au système nerveux central à savoir l'encéphale et la moelle spinale. 2/Les neurones de la crête neurale vont se regrouper pour former le système nerveux périphérique, à savoir les nerfs et les ganglions spinaux. ectoderme ourrelets neuraux C des crêtes neurales Gouttière neurale C des crêtes neurales Canal épendymaire Neuroépithélium Des anomalies de fermeture du tube neural sont à redouter au cours du développement. On peut en citer : l’anencéphalie ou la spina bifida (très fréquente, de découverte souvent fortuite) avec ou sans issue de la moelle : myelomeningocèle C des crêtes neurales Figure 2: Formation du tube neural III.La Régionalisation: -Le tube neural en coupe-section, se subdivise en 2 régions : une section dorsale et une section ventrale, aussi appelées plaque alaire et plaque basale. -Les neurones de la section ventrale évoluent en motoneurones. Cette section devient un centre moteur. Par contre, la section dorsale voit ses neurones évoluer en neurones sensoriels, rendant cette section sensitive . Entre les deux, on trouve une fine zone intermédiaire chargée de la viscéro-motricité et de la sensibilité. Cette systématisation fonctionnelle sera conservée dans la future moelle spinale, alors qu'elle disparaît quasitotalement de l'encéphale. Par la suite, le tube neural va se différencier en encéphale et moelle spinale. La partie la plus proche de ce qui deviendra la tête, ou partie crâniale, grossit progressivement et d’une manière plus importante . Elle forme trois vésicules cérébrales primitives : §Le prosencéphale §Le mésencéphale §Le rhombencéphale Ces trois vésicules primitives évoluent en 5 vésicules cérébrales secondaires qui restent en place durant toute la vie: §Le télencéphale et le diencéphale : provenant du clivage du prosencéphale §Le mésencéphale ne se subdivise pas §Le métencéphale et le myélencéphale: provenant du rhombencéphale Figure 3: Divisions du SNC après régionalisation L'Holoprosencéphalie représente une anomalie du développement du cerveau qui est due à un défaut de clivage du prosencéphale, donc une anomalie de la régionalisation. On en distingue trois types, par ordre décroissant de gravité : alobaire, semilobaire et lobaire Figure 4: Spectre de sévérité de l'Holoprosencéphalie Le retentissement d'une Holoprosencéphalie est très variable, celle-ci donnant un spectre phénotypique très étendu et variable en fonction de type. üL' agénésie du corps calleux et l'Holoprosencéphalie sont des anomalies de développement du système nerveux (de la régionalisation), dites anomalies du spectre de la ligne médiane. Elles se traduisent donc par des signes physiques visibles à la face. Le syndrome de Dandy Walker et l'agénésie du corps calleux représentent deux autres exemples d'anomalies de la régionalisation) D’ailleurs on dit que : « la face prédit le cerveau ». üOn peut noter en particulier : un probosis ou narine unique et une cyclopie à l’extrême la plus sévère du phénotype ou hypertélorisme(distance réduite entre les deux pupilles), incisive centrale unique à l’autre extrémité du spectre phénotypique plus ou moins une agénésie du corps calleux. La conduite à tenir dans le cas d'une anomalie du développement du système nerveux est la réalisation d'un caryotype et d'une étude génétique , surtout dans un contexte d'antécédents familiaux. IV.La corticogenèse: Une fois l'étape de régionalisation terminée, le cerveau continue à se développer. Divers processus vont se mettre en place et modifier la forme du cerveau, la position des neurones, et la quantité de synapses. Ces processus sont: a- La neurogenèse (prolifération) -Permet la fabrication de nouveaux neurones. -Les cellules souches du tube neural, ou neuroblastes , vont se diviser régulièrement. -Chaque division donnant deux cellules-filles: La première restera un neuroblaste , ce qui garantit qu'une nouvelle cellule-souche sera formée à chaque division. En conséquence, le stock de neuroblastes reste le même. L'autre cellule-fille deviendra une cellule précurseur, destinée à devenir une cellule neurale, et va se différencier pour devenir soit un neurone, soit un astrocyte , soit un oligodendrocyte. A l’âge adulte elle persiste mais reste confinée à certaines zones tels que l’hippocampe, et les régions périventricualires. La neurogenèse est un phénomène qui se ralentit après la naissance, elle se poursuit jusqu'à la mort de l'individu . Les facteurs essentiels agissant sur la neurogenèse sont: Øles modulateurs pro-neurogènes : une alimentation saine, une activité physique, un sommeil réparateur .. ØLes modulateurs anti-neurogènes : stress, sommeil insuffisant, sédentarité et l'âge. la neurogenèse est d'autant plus importante que l'on est plus jeune La formation de nouvelles synapses ou de nouveaux neurones (neurogenèse) est toujours possible, à tout âge, sous certaines conditions. (Les deux arguments de la vie courante en faveur de cela sont : la possibilité de récupération de fonctions cérébrales après AVC (accident vasculaire cérébral) invalident/ l'apprentissage continu tout au long de la vie) b- La migration Aboutit au déplacement des neurones dans leur position définitive et à la séparation du cortex du reste du cerveau. c- L’organisation Elle correspond à la formation des différentes couches du cortex c- La gyration C’est la formation des gyrus et sillons du cortex. Le cerveau d'un fœtus étant plat dans les premières semaines après sa formation. Le cortex se replie ensuite sur lui-même, ce qui donne naissance aux premiers sillons et gyrus. Les gyrus s'installent alors progressivement avec l'augmentation de la taille du cerveau. Ce développement des circonvolutions est appelé gyration. L'absence de gyrus ou circonvolutions ou "cerveau lisse" correspond à une anomalie de la gyration appelée "Lissencéphalie ", elle peut-être due à une anomalie du gène LIS1 qui interagit avec la dynéine , une protéine du cytosquelette importante dans la migration cellulaire Figure 5: Développement du cortex cérébral V. La myélinisation: Après l'étape de migration, les neurones sont à leur position définitive. Les synapses peuvent alors se former. Chaque neurone va former un ou plusieurs axones, qui s'étendront progressivement. Chaque axone se déplacera et sera guidé vers sa cible finale par divers gradients chimiques. Le processus final donne naissance à un grand nombre de synapses, le nombre maximal de synapses étant atteint vers 2 ans. Beaucoup de ces synapses sont des synapses "inutiles". Divers processus liés à la plasticité synaptique vont alors sélectionner les synapses les plus "utiles". Ainsi, le nombre de synapses diminue rapidement après 2 ans, avant de se stabiliser. Outre l'augmentation du nombre de synapses, l'efficacité des synapses existantes va aussi augmenter. Les axones vont progressivement se recouvrir d'une gaine de myéline, fabriquée par les oligodendrocytes . Ce processus de myélinisation se poursuit durant l'enfance et l'adolescence. Les anomalies de myélinisation peuvent être de deux types: hypomyélinisation ou dysmyélinisation ) Voici un schéma qui résume les principales anomalies du développement du système nerveux central: Figure 6: M alformation de Chiari Figure 7: Schématisation d'une encéphalocèle Figure 8: Gradient de sévérité de l'Holoprosencéphalie Références Lectures et vidéos recommandées https://www.youtube.com/watch?v=S1zPVyTekTI
