Neurogenèse adulte - Université de Rennes 1

Synthèse Biblio
L’estradiol et la neurogenèse adulte
Tutrice
: Colette Vaillant
Campus de Beaulieu - Bât.13
35042 RENNES CEDEX
02 23 23 50 35
Synthèse Biblio
g
raphique en Biolo
g
ie et Biotechnolo
L’estradiol et la neurogenèse adulte
Mars 2012
Master 2 Biologie Gestion
Université de Rennes 1
UFR sciences de la vie et de l’environnement
ie et Biotechnolo
g
ie
L’estradiol et la neurogenèse adulte
Mars 2012
Romain
Marcadé
Master 2 Biologie Gestion
Université de Rennes 1
UFR sciences de la vie et de l’environnement

Master Biologie Gestion & Marketing
–
Université de Rennes 1
Synthèse Bibliographie en Biologie et Biotechnologie
L’estradiol et la neurogenèse adulte
Romain Marcadé - Mars 2012
2
L’estradiol et la neurogenèse adulte
Romain P. Marcadé
Master Biologie Gestion & Marketing, Université de Rennes 1
263, avenue du Général Leclerc, 35042 Rennes
Résumé
L’estradiol est une hormone stéroïdienne qui résulte de la conversion de la testostérone via l’aromatase. Son
implication dans le développement sexuel et reproductif fait d’elle une hormone fondamentale dans la physiologie
animale. De récentes études se sont focalisées sur les effets qu’elle aurait sur un processus particulier : la
neurogenèse adulte. L’hippocampe est une structure du cerveau qui bénéficie d’une prolifération et intégration
neuronale au-delà du stade embryonnaire chez de nombreuses espèces animales dont l’Homme. Plusieurs études se
rejoignent pour confirmer la stimulation de l’estradiol sur ce processus. Les conséquences sur le plan neuronal sont
nombreuses. Neuroprotection et cognition pourraient ainsi être modulées par la présence de cette
hormone.
Introduction 3
I – Généralités sur l’estradiol 4
1 –Définition 4
2 – Récepteurs spécifiques 5
3 – Rôles établis 6
II – Neurogenèse adulte 7
1 – Définition 7
2 – Zones associées 8
3 – Influence de l’estradiol 10
4 – Influence de l’aromatase 12
5 – Influence des œstrogènes 13
III – Cognition 14
1 – Lien avec la neurogenèse 14
2 – Implication de l’estradiol 14
3 – Implication de l’aromatase 15
IV – Neuroprotection 16
1 – Implication de l’estradiol 16
2 – Implication de l’aromatase 17
Conclusion 19

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–
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L’estradiol et la neurogenèse adulte
Romain Marcadé - Mars 2012
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Bibliographie 20
Note des responsables du diplôme : «Le tuteur chercheur a pour rôle de conseiller l'étudiant, l'orienter dans ses recherches
bibliographiques, l'aider à comprendre les articles, en faire une synthèse de manière logique et rigoureuse. Il ne peut vérifier
toutes les citations et interprétations de l'étudiant. Il ne peut donc s'engager vis à vis d'éventuelles erreurs ».
Introduction
Avec la progression d’Alzheimer, Parkinson ou de la Chorée de Huntington, le nombre de personnes souffrant de
maladies neuro-dégénératives ne cessent de s’étendre. La présence d’une activité apoptotique neuronale plus intense
que chez individus sains est un fait dans ce genre de maladies. Aujourd’hui, les scientifiques cherchent un traitement
adéquat et de qualité pour répondre à la demande des patients. Seulement, de par la multiplicité de leur forme
symptomatique, il n’est pas évident de trouver une solution convenable. L’un des axes de recherches actuel repose sur
un processus complexe : la neurogenèse adulte.
Normalement observée lors du développement embryonnaire, la neurogenèse peut se déployer à l’âge adulte. Ce
mécanisme, essentiellement localisé dans l’hippocampe et la zone sous-ventriculaire du cerveau, permet de synthétiser
de novo des neurones. Cette neurogenèse adulte pourrait, à une échelle beaucoup plus faible, remplacer les neurones.
Une hormone stéroïdienne s’est révélée être l’un des nombreux facteurs de stimulation.
Les œstrogènes sont majoritairement connus dans la physiologie de la reproduction et du comportement. Il est
aujourd’hui possible de lier cette classe d’hormones avec des comportements spécifiques non liés à la reproduction
comme la cognition. L’hippocampe qui est une structure du système limbique montre un degré de plasticité très
important en réponse à des hormones stéroïdiennes comme les œstrogènes et les glucocorticoïdes (Galea, et al .,
2006). Des évidences variées laissent à envisager que l’estradiol participe à des fonctions du système nerveux central
comme la cognition et la neuroprotection chez l’animal (Walf, et al. , 2011).
Au cours de l’embryogenèse, de hautes concentrations en aromatase ont pu être retrouvées. Cette découverte suggère
qu’un rôle important pourrait être joué par la production locale d’œstrogènes dans le développement neuronal. A ce
stade, l’activité de l’estradiol sur le cerveau permet de contrer la mort cellulaire et stimuler le processus d’extension
neuronal (Forger, et al ., 2004).
L’objectif de cette synthèse bibliographique est de comprendre le lien entre l’estradiol et la neurogenèse adulte ainsi
que ses conséquences sur le plan neuronal. D’où le choix de cette problématique qui permettra de faire un état des
lieux des recherches et des résultats acquis: Quelle est l’influence de l’estradiol sur la neurogenèse à l’âge adulte ?

Après a
voir présenté la molécule et son environnement (famille, récepteurs, synthèse, rôles établis associés), une
partie sera consacrée à la neurogenèse adulte et l’implication de l’estradiol. Ensuite, seront exposé
de cette activité sur le sy
stème neuronal à travers deux exemples majeurs, la cognition et la neuroprotection.
I –
1 –
Définition
La famille des œstrogènes
produisent ces molécules sur les cycles d’œstrus (ou de chaleurs) qui
il est établi
que ces hormones ont un rôle au
principalement l’estradiol
anciennement œstradiol
3 one-17) et l'estriol (estratriène-
1,3,5 triol
Les œstrogènes endogènes
sont produits
du cholestérol
en androstènedione. Ce dernier
17
β
-Estradiol) est produit
suite à une
aromatase (figure 2) (Walf, et al.
, 2011)
Figure 1 : Molécule d’estradiol
Blair, 2010
Figure 2 :
Schéma fonctionnel de la synthèse d’estradiol dans l’organisme humain à partir du cholestérol
Master Biologie Gestion & Marketing
Synthèse
Bibliographie en Biologie et Biotechnologie
voir présenté la molécule et son environnement (famille, récepteurs, synthèse, rôles établis associés), une
partie sera consacrée à la neurogenèse adulte et l’implication de l’estradiol. Ensuite, seront exposé
stème neuronal à travers deux exemples majeurs, la cognition et la neuroprotection.
Généralités sur l’estradiol
Définition
La famille des œstrogènes
est une classe d’hormones stéroïdes. C’est
produisent ces molécules sur les cycles d’œstrus (ou de chaleurs) qui
est à l’origine de leur dénomination.
que ces hormones ont un rôle au
-delà de la physiologie reproductive.
Dans cette famille, sont présents
anciennement œstradiol
(estratriène-1,3,5 diol-3,17) (figure 1), l'
estrone
1,3,5 triol
-3,6,17) (Blair, 2010).
sont produits
majoritairement dans les cellules folliculaires
. Ils résultent de la conversion
en androstènedione. Ce dernier
est alors transformé en testostérone. L
’estradiol (E2
suite à une
délétion d’un méthyle au niveau du carbone 10 de la testostérone
, 2011)
.
Schéma fonctionnel de la synthèse d’estradiol dans l’organisme humain à partir du cholestérol
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–
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L’estradiol et la neurogenèse adulte
Romain Marcadé - Mars 2012
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voir présenté la molécule et son environnement (famille, récepteurs, synthèse, rôles établis associés), une
partie sera consacrée à la neurogenèse adulte et l’implication de l’estradiol. Ensuite, seront exposé
es les conséquences
stème neuronal à travers deux exemples majeurs, la cognition et la neuroprotection.
est une classe d’hormones stéroïdes. C’est
l’activité que
est à l’origine de leur dénomination.
Aujourd’hui,
Dans cette famille, sont présents
estrone
(estratriène-1,3,5 ol-
. Ils résultent de la conversion
’estradiol (E2
, 17
α
-Estradiol ou
délétion d’un méthyle au niveau du carbone 10 de la testostérone
par l’enzyme

Dans la membrane interne de la mitochondrie, le cholestérol est converti en prégnénolone par l’enzyme cytochrome P450 par un
chaine (P450scc). L’une des
protéines qui permet de faciliter
Steroidogenic Acute Regulatory (StAR). Dan
précurseur de la testostérone. La testostérone est ensuite métabolisée en D
former l’estradiol à partir de la testostérone
Les cellules de la granulosa, le corps jaune et le placenta sont capables de
produire les œstrogènes. Mais il existe d’autres sources de synthèse pour
l’estradiol qui ont été identifiées et qui sont sollicité
glandes surrénales,
molécule
notamment au moment de la ménopause quand les ovaires ne sont plus capables
de la produire (Blair. 2010). En tant qu’hormone endocrinienne, le sang va
l’acheminer vers des tissus cibles (co
cœur et cerveau entre autres) (Walf,
2 –
Récepteurs spécifiques
Dans la littérature, l’estradiol possède des récepteurs membranaires et des récepteurs nucléaires. Il n’y a, à l’heure
actuelle, pas de consensus sur les récepteurs membranaires. La suite de cette synthèse se pe
récepteurs nucléaires (Kampa, e
t al
., 2012).
réponses spécifiques (Kuiper, et al
., 1996). Ces deux récepteurs sont différenciés par leur
et ER
β
partagent 60 % de leur domaine d’association avec le ligand en commun. Ils ont également des rôles distincts
dans la régulation des gènes (Green,
et al
Des organes, comme la vess
ie, les intestins et les poumons ont plus de ER
exprimé dans l’épithélium glandulaire de l’utérus alors que celui de Er
al. , 1999).
Une différence d’expression d
deux localisés dans l’hippocampe mais l’expression d’E
2003). 17
α
-estradiol et 17
β
-
estradiol sont les deux isomères naturels de l’estradiol.
l’hippocampe possède les deux types de récepteurs (Weiland,
cerveau
seins
glandes surrénales
ovaires
Figure
3
:
Schéma de répartition des structures
impliquées dans la production d’œstrogènes
Walf, et al. , 2011
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Synthèse
Bibliographie en Biologie et Biotechnologie
Garcia-Segura, 2008
Dans la membrane interne de la mitochondrie, le cholestérol est converti en prégnénolone par l’enzyme cytochrome P450 par un
protéines qui permet de faciliter
le transfert du cholestérol vers la
membrane interne de la mitochondrie est la
Steroidogenic Acute Regulatory (StAR). Dan
s le réticulum endoplasmique, la
prégnénolone est métabolisé en DeHydroEpiAndrosterone (DHEA),
précurseur de la testostérone. La testostérone est ensuite métabolisée en D
iHydroTestosterone (DHT) ou en estradiol. C’est l’aromatase qui va
former l’estradiol à partir de la testostérone
Les cellules de la granulosa, le corps jaune et le placenta sont capables de
produire les œstrogènes. Mais il existe d’autres sources de synthèse pour
l’estradiol qui ont été identifiées et qui sont sollicité
e
s durant la vie du sujet. Ainsi,
glandes surrénales,
ovaires,
seins, tissus adipeux et cerveau produisent cette
molécule
(figure 3)
. Ces sources d’estradiol peuvent se révéler fondamentales,
notamment au moment de la ménopause quand les ovaires ne sont plus capables
de la produire (Blair. 2010). En tant qu’hormone endocrinienne, le sang va
l’acheminer vers des tissus cibles (co
mme les glandes mammaires, utérus, os,
cœur et cerveau entre autres) (Walf,
et al. , 2011).
Récepteurs spécifiques
Dans la littérature, l’estradiol possède des récepteurs membranaires et des récepteurs nucléaires. Il n’y a, à l’heure
actuelle, pas de consensus sur les récepteurs membranaires. La suite de cette synthèse se pe
t al
., 2012).
L’estradiol possède deux récepteurs (ER
α
et ER
., 1996). Ces deux récepteurs sont différenciés par leur
extrémité
partagent 60 % de leur domaine d’association avec le ligand en commun. Ils ont également des rôles distincts
et al
., 1986) et sont répartis spécifiquement
selon les tissus (Gustafason, 2003).
ie, les intestins et les poumons ont plus de ER
β
que de ER
α
(Kuiper,
exprimé dans l’épithélium glandulaire de l’utérus alors que celui de Er
α
est significativement moins important (Hiroi,
Une différence d’expression d
e ces récepteurs peut être observée entre le cerveau
deux localisés dans l’hippocampe mais l’expression d’E
R
β
au niveau de l’hippocampe dorsal est plus élevée (Mitra,
estradiol sont les deux isomères naturels de l’estradiol.
Le gyrus denté (ou dentelé) de
l’hippocampe possède les deux types de récepteurs (Weiland,
et al
., 1997). De plus, il est possible de retrouver ces
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Dans la membrane interne de la mitochondrie, le cholestérol est converti en prégnénolone par l’enzyme cytochrome P450 par un
clivage de sa
membrane interne de la mitochondrie est la
prégnénolone est métabolisé en DeHydroEpiAndrosterone (DHEA),
iHydroTestosterone (DHT) ou en estradiol. C’est l’aromatase qui va
Les cellules de la granulosa, le corps jaune et le placenta sont capables de
produire les œstrogènes. Mais il existe d’autres sources de synthèse pour
s durant la vie du sujet. Ainsi,
seins, tissus adipeux et cerveau produisent cette
. Ces sources d’estradiol peuvent se révéler fondamentales,
notamment au moment de la ménopause quand les ovaires ne sont plus capables
de la produire (Blair. 2010). En tant qu’hormone endocrinienne, le sang va
mme les glandes mammaires, utérus, os,
Dans la littérature, l’estradiol possède des récepteurs membranaires et des récepteurs nucléaires. Il n’y a, à l’heure
actuelle, pas de consensus sur les récepteurs membranaires. La suite de cette synthèse se pe
nchera sur les
et ER
β
), chacun ayant des
extrémité
N-Terminale. ER
α
partagent 60 % de leur domaine d’association avec le ligand en commun. Ils ont également des rôles distincts
selon les tissus (Gustafason, 2003).
(Kuiper,
et al ., 1997). ER
β
est
est significativement moins important (Hiroi,
et
e ces récepteurs peut être observée entre le cerveau
. ER
α
et ER
β
sont tous
au niveau de l’hippocampe dorsal est plus élevée (Mitra,
et al. ,
Le gyrus denté (ou dentelé) de
., 1997). De plus, il est possible de retrouver ces