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L2 Pharmacie – Physiologie N°6
24/09/13 – Pr Schumann-Bard
Groupe 16 : Lauriane et Marie
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ANATOMIE ET PHYSIOLOGIE DU
SYSTEME NERVEUX
IV- Anatomie et organisation générale du système
nerveux
3) Les compartiments liquidiens
b) Circulation sanguine cérébrale
c) La barrière hémato-encéphalique
V- Systèmes sensoriels
1) Généralités
a) Traitement au niveau des récepteurs

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IV- Anatomie et organisation générale du système
nerveux
3) Les compartiments liquidiens
b) Circulation sanguine cérébrale
Les échanges se font au niveau des capillaires sanguins dans le parenchyme cérébral.
De ces capillaires partent des veines corticales ou sous-corticales, dépendamment de leur
origine. Ces veines vont toutes se projeter dans des sinus, qui sont des sortes de cavités dont la
paroi ressemble à un endothélium veineux. Ces cavités sont plus larges que les veines, elles
sont distribuées dans le cerveau. Toutes les veines vont se retrouver dans des sinus : inférieur
ou supérieur. In fine, tout le sang veineux va se retrouver dans un des deux sinus latéraux. Ces
deux sinus se terminent dans les veines jugulaires.
Remarque :
Neurogénèse : la fabrication de nouveaux neurones à partir de cellules souches, de
progéniteurs des précurseurs, donne naissance à des neurones. Elle se produit de façon intense
pendant la vie fœtale et se poursuit un peu durant l’enfance. Elle est possible car il y a des
cellules souches dans le cerveau. Dans le cas de lésion, il y a un potentiel de neurogénèse :
certains précurseurs donnent de nouveaux neurones = neurogénèse post lésionnelle chez
l’adulte. C’est un mécanisme de compensation mais pas suffisant pour fabriquer suffisamment
de nouveaux neurones et compenser totalement ce qui a été perdu (exemple : maladie de
Parkinson). Il existe aussi une neurogénèse physiologique qui est possible chez l’adulte, en
dehors de tout contexte lésionnel. Beaucoup de chercheurs essaient de savoir si les nouveaux
neurones sont les substrats de la formation de nouveaux souvenirs et s’ils participent à

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l’apprentissage et la mémorisation. Il a été largement démontré chez les primates, rongeurs,
que le sport augmente la capacité de neurogénèse.
c) La barrière hémato-encéphalique (BHE)
Elle constitue la barrière entre le sang (hémato) et le cerveau (céphalique).
Cette BHE existe au niveau du cerveau mais aussi au niveau de la moelle épinière. Sur
un plan historique, l’idée de l’existence d’une barrière entre le sang et le cerveau est issue des
travaux d’un savant : Paul Ehrlich (XIXe siècle). Il a injecté un colorant bleu par voie
systémique à un animal anesthésié, puis a euthanasié l’animal. Il a récupéré différents organes
dont le cerveau. Quasiment tous les organes étaient colorés en bleu (le colorant avait franchi
la membrane capillaire), sauf le cerveau qui était resté rose pâle. Cette barrière est spécifique
à cet organe, on ne la retrouve quasiment pas dans les autres organes.
Des études se sont intéressées à la nature de cette barrière grâce à la microscopie
électronique à balayage qui a permis d'en disséquer la composition. Sa première fonction vise
à protéger le cerveau des substances situées à la périphérie : substances toxiques que
l’individu pourrait ingérer. Mais elle protège aussi de l’entrée de substances naturelles,
comme celles retrouvées dans le sang, par exemple les hormones : érythropoïétine,
l'adrénaline.
Ces substances exogènes ou endogènes entraineraient des réactions inappropriées si
elles entraient dans le cerveau. Il faut donc que le cerveau soit isolé de ces substances. La
sortie est également empêchée. Le cerveau synthétise de nombreuses molécules, en particulier
des neurotransmetteurs, qui s’ils se trouvaient dans le compartiment systémique pourraient
rencontrer des récepteurs et entrainer des réactions tels que les chocs vasculaires (cas de la
dopamine par exemple). On empêche donc la sortie de substances du cerveau afin d’éviter de
les retrouver le compartiment systémique. Elle permet de maintenir une certaine constance,
une homéostasie dans le milieu extra cellulaire dans lesquels baignent les neurones.
La BHE se situe dans la zone dévolue aux échanges sang-tissu habituellement, c’est-à-
dire les capillaires.
Image : vaisseau = bifurcation des artères
cérébrales majeures. Elles plongent et
descendent à la verticale pour pénétrer dans le
tissu cérébral, donner naissance à des
artérioles puis des capillaires. C’est au niveau
de cette barrière, d'où sont proches les
neurones, que va se situer cette BHE.

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La faible perméabilité est assurée principalement par l’existence de jonctions serrées
entres les cellules endothéliales des capillaires.
Il y a la possibilité de fabriquer des BHE artificielles : modèles. Celles-ci sont utiles
pour les chercheurs qui étudient le passage des molécules à travers cette barrière. Ils prennent
des cellules endothéliales et des capillaires d’origine bovine (ils sont plus gros et donc plus
faciles à manipuler). On met également des astrocytes, car si on prend des capillaires
cérébraux et qu’on les met dans un banc de survie mais sans astrocytes, les cellules
endothéliales « se séparent » et perdent leurs jonctions serrées. Ce qui montre bien que
l’existence de ces jonctions serrées est sous la dépendance de facteurs moléculaires
synthétisés de façon directe par les astrocytes. Ceux-ci concourent également à cette barrière
en envoyant des pieds astrocytaires qui se mettent bout à bout et forment un manteau
astrocytaire qui n’a rien d’étanche : membrane plasmique et cytoplasme de base. Mais plus on
met de couches plus on isole : couches supplémentaires que doivent traverser les substances :
contribue à la BHE.
L’activité métabolique très intense au niveau des cellules endothéliales cérébrales
participe aussi à la BHE, avec de nombreuses enzymes qui vont y être présentes. La
monoamine oxydase (MAO) va oxyder des monoamines et en particulier la dopamine. Ces
cellules endothéliales capillaires cérébrales sont particulièrement riches en MAO et autres
molécules de dégradation, ce qui explique le fait que la dopamine ne traverse pas la BHE, et
est donc impropre à l’élaboration de médicaments. Effectivement la dopamine qui aura
franchi la première barrière subira l’action des enzymes de dégradation. Cette forte activité
métabolique explique pourquoi la dopamine ne franchit pas la barrière dans un sens ou dans
l’autre.
Il y a peu de transports vésiculaires non spécifiques car il y a peu de vésicules de
pinocytose. Il y a en revanche quelques récepteurs qui peuvent réaliser l’endocytose :
mécanisme plus spécifique. Ce qui est non spécifique n’a pas de possibilité de rentrer, cela
contribue à la spécificité du transport.
Il existe des pompes d’efflux à large spectre qui sont capables de transporter un large
nombre de molécules. PGP : P glycoprotéine : pompe capable de prendre en charge les

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substances qui auront réussi à quitter le compartiment vasculaire pour rejoindre le cytoplasme
endothélial et de les renvoyer vers le compartiment vasculaire. C'est un mécanisme de
protection : si la substance toxique a pénétré, elle le happe et le renvoie à l’extérieur. Ça peut
devenir un véritable problème pour certaines thérapies. Exemple : chimiothérapie qui vise à
limiter les tumeurs cérébrales : la vinblastine n’atteint pas le cerveau car elle fait fortement
l’effet d’un efflux par la PGP.
Les épithéliums sont des couches cellulaires polarisées qui ont des transporteurs X sur
la membrane basale et des Y sur la membrane apicale, ou qui n'en ont que d'un côté. Les
transporteurs, les récepteurs ne sont pas situés du même côté de la membrane plasmique :
localisation ciblée selon les fonctions. Par exemple, des transporteurs de la dopamine pourront
être présents à un pôle de la cellule, mais on en trouvera beaucoup moins du côté de la
lumière du vaisseau.
La BHE n’est pas complétement imperméable (compartiment pour traverser la BHE).
Le passage intercellulaire n’est pas possible pour les molécules, seul un transport
transcellullaire pourra permettre à une molécule de franchir cette barrière. Ces capacités de
transfert à travers la membrane (couches lipidiques) dépendent des caractères
physicochimiques de la molécule et en particulier de la capacité à diffuser librement au
travers de la bicouche lipidique. Les molécules de petite taille, lipophiles, et sous forme non
ionisée c’est-à-dire apolaire peuvent diffuser.
Les molécules qui vont passer à travers la BHE sont :
 Substances endogènes :
- Gaz : O2, CO2
- L'eau
 Substances exogènes (comme les médicaments) :
- Diazépam (médicament à visée centrale : tranquillisant, anxiolytique, petite
molécule lipophile)
- Anesthésiques généraux (petite taille, lipophiles : Isoflurane)
Si les caractéristiques de la molécule ne sont pas adaptées à ce transport, elles vont
devoir emprunter des protéines de transport ou des canaux.
 Canaux perméables à l’eau : aquaporine au niveau de la BHE : accélère le transport
d’eau.
 Canaux ioniques : tels que les canaux potassiques.
Les protéines de transport font traverser la molécule dans le sens de son gradient de
concentration: cas du glucose (il entre dans le parenchyme cérébral par ces modes de transport
facilité : gradient de concentration). Il existe des systèmes de transport qui concernent les
précurseurs des neurotransmetteurs comme la Levodopa. L’acide valproïque (médicament
antiépileptique), hydrosoluble, va entrer dans le cerveau par des transporteurs.