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l
Neurone
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Vol 17
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N°9
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2012
giques et comportementales en relation
avec notre monde (8, 9).
La connaissance des voies utilisées par
les NSC pour distribuer le signal circa-
dien comme des voies impliquées dans
les différents rétrocontrôles est une
condition nécessaire à la compréhen-
sion des régulations temporelles dans les
organismes.
Sorties nerveuses et endocrines
de l'horloge impliquées dans la
distribution des signaux
circadiens
Aujourd'hui, il est connu que les NSC
distribuent le signal circadien par voies
humorales, nerveuses, hormonales et
comportementales (6).
Des facteurs humoraux
La restauration en moins d'une semaine
d'un rythme circadien d'activité locomo-
trice après greffe dans le III
e
ventricule de
NSC ensachés dans une membrane per-
méable chez des rongeurs arythmiques
(lésion préalable des NSC) prouve que
les NSC, par simple diffusion de sub-
stances, sont capables de distribuer un
message circadien (10). Bien qu'ils ap-
paraissent apparentés au TGF- (transfor-
ming growth factor alpha
) ou à la proki-
neticin 2 (11), la nature exacte de ce(s)
facteur(s) humoral(aux), les neurones
concernés comme les structures cibles
ne sont pas encore parfaitement détermi-
nés, mais la zone sub-paraventriculaire
de l'hypothalamus semble être un site
privilégié d'action. Dans ce protocole
particulier (aucune connexion nerveuse
entre le greffon et l'hôte ne peut s'éta-
blir), certains rythmes (p. ex. corticosté-
rone et mélatonine) ne sont pas rétablis.
Et il apparaît donc que ces facteurs diffu-
sibles ne sont pas suffisants pour induire
l'expression de rythmes circadiens dans
toutes les structures.
Les autres voies de distribution du signal
circadien, voies nerveuses et hormonales
sont donc très importantes à considérer.
Les projections efférentes
Depuis l'identification des NSC dans les
années 70, de nombreuses études ana-
tomiques ont porté sur l'identification
de ses projections efférentes. Dès les
premières études, il est apparu que les
neurones des NSC projettent presque
exclusivement sur des structures hypo-
thalamiques, à l'exception notable des
noyaux paraventriculaires du thalamus
et des feuillets intergeniculés latéraux.
Actuellement, il est connu que les cibles
de ces efférences de l'horloge (noyaux
paraventriculaires de l'hypothalamus ­
PVN ­, aire préoptique médian ­ MPOA
­, noyaux dorsomédians ­ DMH) pro-
jettent elles-mêmes sur de très nom-
breuses régions du cerveau comme sur
des structures périphériques, de sorte
que de multiples fonctions sont influen-
cées par les NSC (12-14).
Des efférences très spécialisées sur 3 dif-
férents types de neurones ont été identi-
fiées dans l'hypothalamus médian.
·
Le premier groupe de ces neurones-
cibles correspond aux neurones en-
docrines, comme ceux contenant de
la corticotropin-releasing hormone
(CRH), de la thyrotropin-releasing
hormone
(TRH) et de la gonadotropin-
releasing hormone
(GnRH).
·
Un deuxième groupe correspond aux
neurones «autonomes», qui sont
eux-mêmes à l'origine des projec-
tions hypothalamiques descendantes
sur les neurones préganglionnaires
parasympathiques et sympathiques,
respectivement dans le tronc cérébral
et la corde spinale (18).
·
Le troisième groupe correspond aux
neurones intermédiaires (dans les
MPOA, PVN et DMH), qui projettent
eux-mêmes sur les neurones endo-
crines (14-16). Très probablement,
ces neurones intermédiaires intègrent
les informations circadiennes avec
les autres signaux hypothalamiques
avant de les transmettre aux neurones
endocrines. La grande diversité des
neurotransmetteurs (p. ex. GABA,
glutamate) et des neuropeptides (en
particulier la vasopressine, VP, et le
peptide vasoactif intestinal, VIP) libé-
rés au niveau des terminaisons des
fibres efférentes dote l'horloge d'un
grand nombre de combinaisons pos-
sibles pour la transmission du signal
circadien et des associations spéci-
fiques pour les différentes fonctions
ont déjà été déterminées.
Les sorties hormonales
Les neurones des NSC délivrent un mes-
sage circadien via la libération ryth-
mique de transmetteurs au niveau de
cibles précises dans le cerveau. Les sor-
ties hormonales de l'horloge sont, elles,
distribuées dans tout l'organisme via la
circulation sanguine et les effets obser-
vés sont médiés par une action sur des
récepteurs spécifiques exprimés dans les
différents tissus.
Le contrôle circadien du rythme journa-
lier de corticostérone peut être pris
comme exemple pour expliquer com-
ment les NSC utilisent les efférences ner-
veuses et hormonales pour piloter la sé-
crétion circadienne des glucocorticoïdes
(17). La libération circadienne de la cor-
ticostérone est sous le contrôle de
l'ACTH. Elle est aussi largement dépen-
dante d'un contrôle circadien de la sen-
sibilité des surrénales à l'ACTH médié
par une voie nerveuse poly-synaptique
entre les NSC, PVN, corde spinale et sur-
rénales (18, 19).
Le rythme circadien de corticostérone,
étant sous le contrôle des NSC, il repré-
sente une sortie hormonale de l'horloge.
L'horloge peut donc utiliser ce rythme
hormonal pour distribuer le message cir-
cadien dans tout l'organisme et, ainsi,
induire des organisations temporelles de
diverses fonctions. Par exemple, chez les
rongeurs, ce rythme de corticostérone
est responsable de la synthèse rythmique
de sérotonine (5-HT) dans les neurones
des raphés médians et dorsaux (au ni-
veau de l'expression des gènes tph2 et
de la protéine tryptophane hydroxylase)