Plasticité de la modulation serotoninergique de rythmes moteurs chez deux vertebrés inférieurs : la lamproie et l'urodele

par Ianina Amontieva

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et médicales. Neurosciences et pharmacologie

Sous la direction de Jean-Marie Cabelguen.

Soutenue en 2003

à Bordeaux 2 .


  • Résumé

    Il est maintenant bien établi que les activités motrices rythmiques chez les Vertébrés résultent de l'activation de réseaux neuronaux soumis à l'influence de plusieurs neuromodulateurs, parmi lesquels la sérotonine (5-HT) occupe une position centrale car elle est capable de moduler l'activité de nombreux réseaux neuronaux moteurs et de favoriser la restauration post traumatique de leur activité. Cette thèse est consacrée à l'étude de la modulation 5-HT de l'activité du réseau respiratoire chez la lamproie et aux conséquences fonctionnelles de modifications post lésionnelles du contrôle 5-HT du réseau locomoteur chez l'urodèle (Pleurodeles waltlii). Chez la lamproie, l'utilisation d'une approche électrophysiologique in vitro a permis de mettre en évidence un ralentissement du rythme respiratoire aux fortes (> 50 mu M)concentrations 5-HT, l'inverse se produisant aux faibles concentrations (10 mu M). Chez l'urodèle, notre approche électrophysiologique in vivo a consisté à combiner enregistrements électromyographiques et applications d'agents pharmacologiques sur 1-2 segments de la moelle épinière sous lésionnelle chez des animaux spinaux ayant restauré leur capacité locomotrice (3-8 mois post op. ) Les modifications des différents paramètres locomoteurs ont été appréciées par comparaison avec des données obtenues dans les mêmes conditions chez les animaux intacts. Nos données montrent que l'application exogène de 5-HT (0. 5-25 mu M) provoque un ralentissement du ryhme natatoire de l'animal intact alors qu'elle induit une accélération de celui de l'animal spinalisé. Ces modifications du rythme natatoire sont dose-dépendantes et accompagnées d'un changement dans la coordination intersegmentaire. Ces effets peuvent être reproduits par augmentation de la libération de 5-HT endogène induite par blocage de la recapture de 5-HT. De plus, l'utilisation de différents agonistes et antagonistes des récepteurs 5-HT montre que l'inversion des effets modulateurs de la 5-HT entre animaux intacts et spinalisés résulte d'une inversion des effets via l'activation des récepteurs de type 5-HT3. . Nos données électrophysiologiques montrent également, qu'au contraire des réseaux de nage, les réseaux de marche chez l'animal intact ou spinalisé ne sont pas affectés par une application locale de 5-HT sur quelques segments médullaires. Un marquage immunohistochimique met en évidence, par comparaison avec l'animal intact, une absence de modifications post lésionnelles dans la localisation des récepteurs 5-HT3 au sein de la moelle épinière chez les animaux spinaux ayant restauré leur activité locomotrice. De plus, au moyen d'une technique de double marquage rétrograde, nous avons mis en évidence une régénération translésionnelle d'axones ascendants. Par marquage immunohistochimique nous montrons que certains de ces neurones ont le phénotype GABAergique et qu'ils expriment une immunoréactivité 5-HT3. En conclusion, l'ensemble de ces travaux révèle une grande plasticité du contrôle sérotoninergique des réseaux moteurs des Vertébrés inférieurs. Les résultats obtenus après traumatisme médullaire peuvent avoir des retombées intéressantes dans le domaine de la restauration locomotrice post lésionnelle.

  • Titre traduit

    Plasticity of serotonergic modulation of motor rythms in two lower vertebrates, lamprey and salamander


  • Résumé

    It is now well established that the rythmic activities underlying motor behaviors in Vertebrates are generated by neural networks, which are under the control of several neuromodulators, among which serotonin (5-HT) plays a critical role because it is involved in the modulation and functional recovery after lesion of several motor networks. In the present study we have studied the serotonergic 5-HT modulation of the respiratory network in lamprey and that of the locomotor network after spinal cord injury in an adult salamander (Pleurodeles waltlii). Extracellular recordings from the ventral roots in lamprey showed that 5-HT modulates the activity of the respiratory rythm generator in different directions, depending on its concentration. The respiratory rythm was decreased at high concentration (>50 mu M) while it was increased at low (< mu M) concentration. We have investigated the effects of a local application (1-2 spinal segments) of 5-HT on the sublesional spinal cord in recovered (3-8 months post op. ) spinalized salamanders. The induced effects were compared to those induced by a similar drug application in intact animals. The locomotor pattern was documented using electromyographical recordings. Our results showed that an exogenous application of 5-HT (0. 5-205 mu M) induced a decrease of the swimming rythm in intact animal whereas it induced an increase in the swimming rythm in recovered spinal-transected animals. All these effects were mimicked by a local application of a specific 5-HT uptake blocker. This suggested that endogenously released 5-HT could also induce these changes. Pharmacological analyses using different specific 5-HT receptor agonists evidenced that reversal of 5-HT effects on the swimming frequency involved 5-HT3 like-receptors. . . . .

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Informations

  • Détails : 183 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f.154-182

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  • Bibliothèque : Université de Bordeaux. Direction de la Documentation. Bibliothèque des Sciences du Vivant et de la Santé.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : CMTB 2003-1082
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 137
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