Etude par spectroscopie de RMN du métabolisme des neurones et des astrocytes en culture primaire

par Magali Martin-Biran

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et médicales

Sous la direction de Paul Canioni.

Soutenue en 1994

à Bordeaux 2 .


  • Résumé

    Dans la perspective de mieux comprendre les phénomènes de compartimentation cellulaire au sein du système nerveux central, nous avons choisi de définir les caractéristiques métaboliques des neurones et des astrocytes en culture primaire homogène. Le devenir métabolique du [1-13C]glucose dans les neurones et les astrocytes cérébelleux, de même que dans les astrocytes corticaux, a été caractérisé par spectroscopie de RMN. Les astrocytes, contrairement aux neurones, synthétisent la glutamine. La maturation des voies de biosynthèse de cet acide aminé est retardée dans les astrocytes cérébelleux par rapport aux astrocytes corticaux. La quantification des flux du catabolisme du glucose exogène a été réalisée. Ces résultats ont montré l'utilisation quasi-exclusive du glucose comme source de carbone par les neurones, alors que les astrocytes utilisent des sources plus diversifiées (glucose, acides aminés exogènes, sources endogènes de carbone). De même, l'activité de la voie de la pyruvate carboxylase est de faible importance dans les neurones, ce qui implique la nécessité d'un apport de carbone extérieur pour ces cellules. Cette étude nous a permis de mettre en évidence des composés synthétisés et libérés par les astrocytes dans le milieu extracellulaire, l'alanine et le citrate, susceptibles de servir de navettes de carbone et/ou d'azote, autres que la glutamine, entre les neurones et les astrocytes. Les données acquises par RMN du 31P ont révélé des charges énergétiques très similaires dans les neurones et les astrocytes cérébelleux, de même que dans le cervelet entier. Des différences concernant les composés liés au métabolisme des membranes ont pu être observées. Une étude du développement du cervelet de rat a été réalisée par RMN du 31P et du 1H, démontrant l'existence d'un contenu élevé en acétate dans le cervelet à la naissance. Celui-ci décroît lors des 1ers jours postnataux, alors que la concentration en NAA augmente.


  • Résumé

    In order to investigate the cellular compartmentation of the central nervous system, we first defined the metabolic properties of neurons and astrocytes in homogenous primary culture. The metabolic fate of [1-13C]glucose in cerebellar neurons and astrocytes, as well as in cortical astrocytes, was characterized by NMR spectroscopy. The astrocytes, contrary to neurons, synthesized glutamine. The maturation of the glutamine synthesis pathway was delayed in cerebellar astrocytes, as compared to cortical astrocytes. The fluxes involved in exogenous glucose utilization were quantified. The results demonstrated that if neurons used exclusively glucose as carbon source to fuel the Krebs cycle, the carbon sources for astrocytes were diversified (glucose, exogenous amino acids, endogenous carbon sources). In the same way, the pyruvate carboxylase activity was of minor importance in neurons, that implied the need for these cells of exogenous carbon substrates. We evidenced that alanine and citrate were also synthesized by astrocytes and exported to their extracellular medium. These metabolites may play a role as carbon and/or nitrogen shuttles betwen neurons and astrocytes. 31P NMR data showed similar energy charges in cerebellar neurons, astrocytes and in the cerebellum. Differences in the content of metabolites linked to membrane metabolism were observed. The postnatal development of the cerebellum was studied using 31P and 1H NMR spectroscopy. A large content of acetate was evidenced at birth, that decreased during the first postnatal days whereas the NAA content increased.

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Informations

  • Détails : 142 f

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  • Bibliothèque : Université de Bordeaux. Direction de la Documentation. Bibliothèque des Sciences du Vivant et de la Santé - Josy Rieffers.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : CMTB 1994-314
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 3799
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : BIUM Bordeaux 1994
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