Les cellules gliales, également appelées cellules gliales ou névroglie, sont des cellules non neuronales situées dans le système nerveux central et le système nerveux périphérique qui apportent un soutien physique et métabolique aux neurones, notamment l’isolation et la communication neuronales, ainsi que le transport des nutriments et des déchets.
Les cellules gliales sont un terme général désignant de nombreux types de cellules gliales, par exemple les cellules microgliales, les astrocytes et les cellules de Schwann, chacune ayant ses propres fonctions dans l’organisme. Chaque type de cellule gliale effectue des tâches spécifiques qui permettent au cerveau de fonctionner.
En premier lieu, les cellules gliales soutiennent et protègent les neurones (cellules nerveuses), maintiennent l’homéostasie, nettoient les débris et forment la myéline. Elles s’occupent essentiellement des neurones et de l’environnement dans lequel ils se trouvent.
Le biologiste allemand Rudolf Virchow aurait été le premier à découvrir les cellules gliales en 1856. En cherchant du tissu conjonctif dans le cerveau, Virchow a identifié des substances connectées aux neurones.
Cette substance a reçu le nom de nervenkitt en allemand et de neuroglial en grec, qui se traduisent tous deux par « colle nerveuse ». Il était entendu que les cellules gliales ne servaient que de colle pour les neurones, jouant un rôle passif par rapport au rôle actif des neurones dans le cerveau.
Plus tard, certains chercheurs ont proposé que les cellules gliales nourrissent les neurones, tandis que d’autres pensaient qu’elles pouvaient être des isolants pour l’activité électrique des neurones.
Aujourd’hui, nous comprenons mieux le rôle des cellules gliales dans le cerveau : elles remplissent des fonctions actives et importantes dans l’entretien général du cerveau et des zones périphériques.
Les cellules gliales diffèrent des neurones en termes de structure. Les neurones possèdent un axone et des dendrites pour transférer des signaux électriques entre d’autres cellules nerveuses. Les cellules gliales, en revanche, n’ont ni axones ni dendrites.
Cela signifie que les cellules gliales ne participent pas directement aux interactions synaptiques et à la signalisation électrique, bien qu’elles aident les neurones à maintenir ces fonctions.
En outre, bien que les cellules gliales aient des prolongements complexes à partir de leur corps cellulaire puisqu’elles n’ont pas d’axones ou de dendrites, elles sont généralement plus petites que les neurones. Les astrocytes, qui sont le plus grand type de cellules gliales, ont un diamètre de 40 à 50 microns.
Types de cellules gliales dans le système nerveux central (SNC)
Les astrocytes sont des cellules en forme d’étoile que l’on trouve uniquement dans le cerveau et la moelle épinière. Leur rôle principal est de maintenir l’environnement autour des cellules nerveuses afin de favoriser la signalisation entre elles.
Pour ce faire, ils régulent les niveaux de neurotransmetteurs autour des synapses (connexions entre les cellules nerveuses). Les astrocytes peuvent détecter les niveaux de neurotransmetteurs et libérer des molécules qui influencent directement l’activité des cellules nerveuses. Ils jouent donc un rôle important dans la modification des synapses et la communication entre les cellules nerveuses.
Par exemple, le glutamate est un neurotransmetteur excitateur qui stimule l’activité cérébrale. Les astrocytes recyclent l’excès de glutamate pour éviter la surstimulation des neurones.
Les astrocytes recyclent également les neurotransmetteurs restants après la transmission d’un signal nerveux.
Ils nettoient également les débris lorsqu’une cellule nerveuse meurt et éliminent les ions potassium en excès. Le potassium est une substance chimique importante pour la fonction nerveuse.
En outre, les astrocytes contribuent à la formation de la barrière hémato-encéphalique. Cette barrière filtre les substances nocives pour maintenir le cerveau en bonne santé. Les astrocytes stockent également le sucre sanguin pour alimenter les cellules nerveuses et contribuent à réguler le métabolisme du cerveau.
Lorsque les astrocytes sont dysfonctionnels, ils ne peuvent plus nourrir correctement les neurones.
Le dysfonctionnement des astrocytes a été associé à des maladies neurodégénératives telles que la SLA, la maladie de Huntington et la maladie de Parkinson (Phatnani & Maniatis, 2015).
Les astrocytes deviennent également « réactifs » dans ces maladies, modifiant leur forme et leur comportement. Cela peut être à la fois bon et mauvais. Il peut aider à isoler les zones endommagées, mais aussi libérer des substances chimiques inflammatoires nocives qui endommagent les neurones (Liddelow et al., 2017).
Oligodendrocytes
Les oligodendrocytes forment des gaines de myéline autour des axones des cellules nerveuses dans le cerveau et la moelle épinière. Les gaines de myéline sont constituées de graisses et servent d’isolant aux axones, qui sont les longues parties filiformes des cellules nerveuses.
Cette isolation permet aux signaux électriques de voyager plus rapidement le long des axones.
Sans myéline, les signaux seraient beaucoup plus lents, ce qui entraînerait une altération des fonctions cérébrales. Des maladies comme la sclérose en plaques endommagent la myéline. Les oligodendrocytes fournissent également aux axones des nutriments provenant du sang.
D’autres maladies liées à des problèmes avec les oligodendrocytes comprennent les leucodystrophies, qui affectent la myéline, et l’oligodendrogliome, une tumeur cérébrale.
La formation anormale de myéline a également été associée à des troubles mentaux tels que la schizophrénie (Scheel et al., 2013), une densité réduite d’oligodendrocytes ayant été observée dans le cortex préfrontal et l’hippocampe des personnes atteintes de ce trouble (Schmitt et al., 2019).
Le dysfonctionnement des oligodendrocytes a également été associé au trouble bipolaire (Konradi et al., 2012).
Microglie
Les microglies sont les cellules immunitaires du cerveau et de la moelle épinière. Elles surveillent les lésions et les maladies et réagissent en éliminant les cellules mortes, les toxines et les organismes envahissants.
Cette réponse inflammatoire aide à guérir les blessures, mais peut parfois causer des problèmes. Par exemple, dans la maladie d’Alzheimer, la microglie peut devenir hyperactive, ce qui entraîne une inflammation trop importante.
La microglie joue également un rôle dans le développement et la plasticité du cerveau. Elle élague les connexions inutiles entre les cellules nerveuses pour ne garder que les plus importantes.
Un dysfonctionnement a été associé à des pathologies telles que la douleur chronique et la fibromyalgie (Ohgidani et al., 2017).
Une densité et une activation accrues de la microglie ont été constatées dans le cerveau des personnes atteintes de troubles du spectre autistique (TSA) par rapport aux cerveaux neurotypiques, ce qui suggère que la neuroinflammation pourrait jouer un rôle dans les TSA (Tetreault et al., 2012).
Cellules épendymaires
Les cellules épendymaires tapissent les voies de passage du cerveau appelées ventricules, ainsi que le canal central de la moelle épinière. Ces cellules forment une fine membrane appelée épendyme.
Dans les ventricules, les cellules épendymaires possèdent de minuscules projections ressemblant à des cheveux, appelées cils, qui se déplacent d’avant en arrière pour faire circuler le liquide céphalo-rachidien.
Le liquide céphalo-rachidien (LCR) transporte les nutriments vers le cerveau et la moelle épinière tout en éliminant les déchets. Il agit également comme un coussin pour protéger le cerveau et maintenir l’homéostasie en régulant la température. Les cellules épendymaires produisent ce liquide important.
Si les cellules épendymaires sont endommagées, la production et la circulation du liquide céphalorachidien peuvent être perturbées. Les déchets s’accumulent alors et les nutriments ont plus de mal à atteindre le cerveau et la moelle épinière. L’effet d’amortissement est également supprimé, ce qui augmente le risque de blessure.
Le dysfonctionnement épendymaire a été associé à l’hydrocéphalie, une affection caractérisée par une accumulation excessive de liquide dans le cerveau (Ji et al., 2022), ainsi qu’à la sclérose en plaques (Hatrock et al., 2020).
Un dysfonctionnement des cellules épendymaires peut entraîner une modification de la composition du LCR et une altération de l’élimination des déchets. Dans des maladies comme la maladie d’Alzheimer, l’altération du flux de LCR suggère que les cellules épendymaires ne parviennent pas à éliminer correctement les déchets. Cela peut favoriser la poursuite de la neurodégénérescence (Nelles & Hazrati, 2022).
Gliale radiale
Les cellules gliales radiales sont considérées comme un type de cellules souches dans le cerveau, ce qui signifie qu’elles peuvent générer de nouvelles cellules. Elles servent de précurseurs pour la création des neurones, des astrocytes et des oligodendrocytes.
Lorsque vous étiez un embryon, la glie radiale fournissait un échafaudage pour guider les nouvelles cellules cérébrales en place pendant le développement.
La glie radiale contribue également à la plasticité du cerveau et à sa capacité d’adaptation plus tard dans la vie. Leur rôle de cellules souches en a fait un domaine d’intérêt pour les chercheurs qui cherchent à réparer les lésions cérébrales dues à des blessures ou à des maladies.
Étant donné que la glie radiale crée d’autres cellules cérébrales importantes, son endommagement peut nuire à la production et à la fonction des neurones. Cela pourrait potentiellement contribuer aux troubles neurodégénératifs.
Leur dysfonctionnement peut également réduire la capacité du cerveau à former de nouvelles connexions, ce qui a un impact sur l’apprentissage.
Types de cellules gliales dans le système nerveux périphérique (SNP)
Cellules de Schwann
Les cellules de Schwann isolent de la myéline les axones des cellules nerveuses du système nerveux périphérique, à l’instar des oligodendrocytes du système nerveux central.
La membrane des cellules de Schwann s’enroule autour des axones pour former la gaine de myéline. Cela permet une transmission plus rapide des signaux électriques le long des nerfs.
Contrairement aux oligodendrocytes, chaque cellule de Schwann ne myélinise qu’un seul axone. Les cellules de Schwann participent également à la régénération des nerfs périphériques endommagés. En cas de lésion, elles aident à éliminer les débris et à ouvrir la voie à la repousse de nouvelles fibres axonales.
Une myélinisation anormale par les cellules de Schwann peut entraîner une perte de fonction dans le système nerveux périphérique. Cela peut entraîner un engourdissement, une faiblesse, une paralysie ou des signaux de douleur.
Les maladies impliquant les cellules de Schwann comprennent le syndrome de Guillain-Barre, qui provoque des lésions des nerfs périphériques, et la maladie de Charcot-Marie-Tooth, qui est une neuropathie périphérique héréditaire.
Les recherches suggèrent que le dysfonctionnement des cellules de Schwann provoque un stress dans leurs composants internes, ce qui pourrait expliquer comment elles déclenchent une inflammation nocive dans certaines neuropathies. Il s’agit là d’une cible potentielle pour de nouveaux traitements (Ydens et al., 2013).
Cellules satellites
Les cellules satellites sont situées dans les ganglions sensoriels, sympathiques et parasympathiques, qui sont des groupes de corps de cellules nerveuses.
Elles entourent les corps cellulaires nerveux dans ces ganglions. On pense que les cellules satellites sont similaires aux astrocytes du système nerveux central.
Leur rôle principal semble être de réguler l’environnement autour des cellules nerveuses, y compris le soutien et la protection des nutriments.
Elles peuvent absorber des toxines pour éviter d’endommager les neurones. Les cellules satellites réagissent également aux lésions et à l’inflammation, comme le font les microglies.
Le dysfonctionnement des cellules satellites peut perturber les ganglions dans lesquels elles se trouvent. Par exemple, dans les ganglions sensoriels, cela pourrait affecter des sens comme la vision, l’audition ou le toucher.
Leur dysfonctionnement peut également altérer la communication entre le cerveau et les organes internes contrôlés par le système nerveux autonome.
Les mutations des gènes impliqués dans la fonction des cellules satellites peuvent directement provoquer des troubles musculaires connus sous le nom d' »ostéopathies primaires à cellules satellites », où la faiblesse et l’atrophie musculaires résultent principalement d’un dysfonctionnement des cellules souches musculaires (Servian-Morilla et al., 2021).
Même dans les troubles musculaires qui ne sont pas directement causés par des mutations des cellules satellites, l’augmentation des lésions musculaires peut toujours entraver indirectement la régénération des cellules satellites, comme c’est probablement le cas dans les maladies du motoneurone telles que la SLA et l’amyotrophie spinale (Ganassi et al., 2022).
Foire aux questions
Que font les cellules gliales ?
Les cellules gliales sont des cellules non neuronales qui soutiennent et protègent les neurones du système nerveux central.
Elles régulent les neurotransmetteurs, isolent les neurones, détruisent les agents pathogènes, guident la migration des neurones au cours du développement, favorisent la plasticité synaptique et éliminent les neurones morts.
Les cellules gliales sont essentielles au bon fonctionnement du système nerveux.
Les cellules gliales produisent-elles de la myéline ?
Oui, certains types de cellules gliales appelées oligodendrocytes et cellules de Schwann produisent la gaine de myéline autour des axones neuronaux dans les systèmes nerveux central et périphérique, respectivement.
La myéline agit comme une couche isolante qui augmente la vitesse des signaux neuronaux en empêchant la fuite des impulsions électriques hors de l’axone.
La production de myéline par les cellules gliales est essentielle au bon fonctionnement des neurones et à la communication.
Pourquoi les cellules gliales sont-elles importantes pour les neurones et le fonctionnement du cerveau ?
Les cellules gliales sont cruciales car elles contribuent à maintenir le microenvironnement dont les neurones ont besoin pour fonctionner correctement.
Elles fournissent des nutriments et de l’énergie aux neurones, régulent les niveaux de neurotransmetteurs, isolent les axones et protègent les neurones contre les dommages et les infections.
Le dysfonctionnement des cellules gliales peut-il avoir un impact sur la santé mentale ?
Oui, des recherches émergentes impliquent des anomalies des cellules gliales dans des pathologies telles que la dépression, l’anxiété, la schizophrénie et les troubles bipolaires.
Les astrocytes et la microglie dysfonctionnels contribuent probablement à l’inflammation qui endommage les neurones.
Le ciblage des cellules gliales pourrait-il déboucher sur de nouveaux traitements des maladies neurodégénératives ?
Potentiellement. La recherche sur la manipulation des astrocytes réactifs et de la microglie pour réduire l’inflammation dans des maladies telles que la maladie d’Alzheimer semble prometteuse.
Le renforcement des oligodendrocytes pourrait également contribuer à réparer les lésions de la myéline. D’autres études sont nécessaires.
