Soutenance mémoire
La Neurotoxicité est l’action néfaste des agents chimiques ou physiques sur le système nerveux. Au sens large, la neurotoxicité est un effet négatif sur la structure ou la fonction du système nerveux centrale et / ou du système nerveux périphérique liés à l’exposition à une substance chimique ou physique (Derelanko, 2002). Dans nos sociétés de consommation de plus en plus industrialisées, les circonstances d’exposition à des substances possédant des potentialités neurotoxiques sont multiples, que cela soit sur les lieux de travail ou en dehors. Depuis les années 70 de nombreuses intoxications collectives avec neurotoxicité ont été décrites ; il est possible de citer, en excluant les pathologies professionnelles :
– le cas du tri-ortho-cresyl phosphate (TOCP) dans les années 1930 et 1960,
– les dérivés mercuriels dans les années 1950 et 1970,
– le triéthyl-étain qui fut plus de 100 morts en France dans les années 1950,
– le clioquinol 1950-1970
– la méthyl-1-phenyl-4-1,2,3,6 tétrahydropyridine (MPTP) dans les années 1980 (Dorandeu, 2006).
Au Sénégal en 2008 une intoxication au Plomb a été mise en évidence suite à une série de décès inexpliqués (OMS, 2008). Ces évènements justifient l’intérêt de savoir diagnostiquer ces intoxications ayant des répercussions sur le système nerveux afin de pouvoir les prévenir. Cependant identifier l’origine toxique d’un syndrome neurologique n’est pas aisé. Il faut savoir évoquer une cause toxique devant un syndrome confusionnel, un déficit moteur brutal en rapport avec une neuropathie aigue ou un syndrome mystahénique. L’évaluation de la neurotoxicité lors d’étude, est le plus souvent basée sur des signes cliniques de toxicité en utilisant des signes comportementaux (mouvements involontaires), des mesures physiologiques (poids corporel, température, activité locomotrice, des changements dans la fréquence respiratoire, des changements cardiovasculaires, des modifications du système nerveux central tels que les tremblements, convulsions ou coma). Elle peut aussi se faire en post mortem à l’aide des résultats de l’autopsie, de l’histopathologiques du cerveau, de la moelle épinière et des nerfs périphériques. Ces évaluations montrent des limites du fait de leur manque de spécificité mais aussi du fait que certaines d’entre elles soient invasives et nécessitent la mort du sujet (ou de l’animal d’expérience), d’où l’intérêt de réaliser des dosages biologiques notamment la recherche de toxiques.
anatomie et physiologie du système nerveux
ANATOMO-HISTOLOGIE DU SYSTEME NERVEUX
Le système nerveux central est constitué par l’ensemble des centres nerveux chargé d’assurer le fonctionnement des différents appareils de l’organisme. Il est relié à ces appareils par des nerfs répartis en nerfs crâniens et nerfs rachidiens (Braillon, 1984).
Les cellules du système nerveux
L’élément de base du système nerveux est le neurone, ou cellule nerveuse. Cette dernière s’associe aux cellules gliales qui sont indispensables au maintien des fonctions cellulaires et métaboliques des neurones (Pritchard et coll., 1999).
Le neurone
La structure du neurone reflète ses caractères fonctionnels. Il se distingue des autres cellules de l’organisme par sa capacité à donner naissance à des informations et à les transmettre rapidement sur de grandes distances. Il est composé par :
– Le corps cellulaire ou soma,
– les dendrites
– l’axone et
– les terminaisons synaptiques (Valciukas, 2000).
Soma
Le soma est le centre métabolique du neurone. Il renferme la plupart des organites impliqués dans la synthèse des macromolécules indispensable à ses fonctions. A l’intérieur du soma, un grand noyau possède, en général, au moins un nucléole (Pitchard et coll., 1999).
Les dendrites
Les dendrites partent du soma et sont caractérisées par la richesse de leurs embranchements, à la manière des branches d’un arbre, ce qui leur a donné ce nom. Le nombre, l’organisation et les angulations des dendrites sont très variable en fonction de la structure du système nerveux. La principale caractéristique de la membrane dendritique est sa très grande richesse en zones post-synaptiques hautement spécialisées par leur contenu en récepteurs. En revanche il n’y a pratiquement aucun canal ionique voltagedépendant permettant la propagation de potentiels d’action (Vibert et coll., 2011).
L’axone :
L’axone a son origine au niveau du corps cellulaire. Il peut s’étendre sur de grandes distances avant d’entrer en contact avec d’autres neurones (Pritchard et coll., 1999). Chaque neurone a habituellement un seul axone. (Felten et Coll., 2011). Les axones contiennent des faisceaux de neurofilaments et de microtubules qui participent au soutien structural et joue un rôle primordial dans le transport de molécules sous forme de vésicules (les protéines membranaires, le réticulum lisse), des glycoprotéines et de l’acétylcholinestérase. (Vibert et coll, 2011). Contrairement aux dendrites les axones ne contiennent pas de ribosomes et ne participent donc pas à la synthèse protéique (Pritchard et coll., 1999).
La terminaison synaptique
Les terminaisons synaptiques ou fonctionnelles sont des structures spécialisés qui permettent au neurone de communiquer avec d’autres neurones ou avec des effecteurs (muscles ou glandes). L’extrémité terminale d’un axone forme une structure particulière, le bouton synaptique qui s’applique étroitement à la membrane plasmique d’une autre cellule cible (Pritchard et coll., 1999).
La cellule gliale
C’est la cellule de support du tissu nerveux connu sous le nom de névroglie. On les retrouve dans le système nerveux central et périphérique où elles sont plus nombreuses que les neurones. Les cellules gliales peuvent se multiplier, et quand leur réplication devient anarchique on observe la naissance de tumeur appelées gliomes. Ces cellules comprennent :
➤ Les oligodendrocytes et les cellules de Schwann qui produisent de la myéline. Ils ont un rôle phagocytaire et ont une importante fonction de nettoyage des détritus présent dans les cellules du système nerveux périphérique ;
➤ Les astrocytes sont présents dans le système nerveux central. Ils soutiennent les neurones et entourent les vaisseaux prenant une part importante dans la formation de la barrière hémato-encéphalique ;
➤ Les cellules de la microglie, retrouvées dans le système nerveux central, sont des sortes de macrophage. Ce sont des cellules phagocytaires qui jouent un rôle dans les zones lésées ou inflammatoires ;
➤ Les cellules de l’épendyme bordent les cavités liquidiennes du cerveau et de la moelle. Certaines d’entre eux couvrent les plexus choroïdes qui secrètent le liquide céphalo-rachidien et d’autres ont des cils avec lesquels elle font circuler le liquide céphalo-rachidien (Brooker, 1998).
Classification des neurones
A l’observation au microscope, on voit qu’il existe de nombreux types de neurones dont la structure diffère selon le rôle qu’ils jouent dans le système nerveux : un neurone sensoriel n’a pas la même conformation qu’un neurone moteur par exemple ou qu’un inter neurone de la moelle épinière ou de l’écorce cérébrale. Cette classification peut se faire selon :
Selon le nombre de neurites
Le terme neurite désigne l’ensemble des prolongements constituant un neurone, c’est-à-dire l’axone et les dendrites. On retrouve :
● Les neurones unipolaires : ils sont constitués d’un seul type de prolongement, un axone. La synapse s’effectue directement sur le corps cellulaire.
● Les neurones bipolaires constitués d’un axone et d’une dendrite.
● Les neurones multipolaires.
Selon les dendrites
● Arborisation dendritique : Certains neurones ont un développement important de la région dendritique ; dans ce cas, un même neurone peut établir des milliers de synapses. Certains neurones sont appelés cellules étoilées ; on observe des prolongements tout autour du corps cellulaire.
● Epines dendritiques : la surface des dendrites n’est pas lisse ; il existe des replis et sur chacun d’eux s’effectue un contact synaptique.
Selon les connexions établies
Selon les connexions établies on distingue :
● Neurones sensoriels
● Neurones moteurs
● Inter neurones
Selon la longueur de l’axone
On se réfèrera à la classification de Golgi :
● Neurone de type I : neurone de projection : l’axone est très long ce qui permet de projeter, d’emmener l’information très loin.
● Neurone de type II : l’axone est très plus court ; ce sont les neurones d’association.
Selon le neurotransmetteur
Chaque neurone va synthétiser des neurotransmetteurs (une substance chimique) selon sa fonction (Fouchey, 2009).
Le système nerveux central
Le système nerveux central, formé par l’encéphale et la moelle épinière. Il est en effet parcouru par une cavité centrale, tapissée par une membrane unicellulaire : la membrane épendymaire.
L’encéphale
On désigne sous le nom d’encéphale, la portion du névraxe situé dans la boite crânienne. Elle se prolonge sans discontinuité au niveau du trou occipital par la moelle épinière, séparée de l’encéphale par une limite, en fait théorique. Elle constitue une masse de substance nerveuse très importante par rapport à la moelle puisque celle-ci ne pèse que 30g alors que le poids moyen de l’encéphale est de 1200g. Entièrement entouré par les méninges qui adhèrent aux parois osseuses de la boite crânienne, l’encéphale se moule sur les faces endocrâniennes des os de la voute et de la base s’exposant ainsi, dans les traumatismes ouverts ou fermés du crâne, à des lésions directes par les agents contondants ou les fragments osseux fracturés. Ceci explique aussi que l’encéphale, ainsi à l’étroit dans sa loge de protection, ne peut augmenter de volume sans se comprimer, réalisant le syndrome d’hypertension intracrânienne si caractéristique des lésions œdémateuses et hémorragiques. L’encéphale correspond aux trois organes qui sont situés dans la cavité de la boîte crânienne qui sont le cerveau, le cervelet et le tronc cérébral (Spence et coll, 1983).
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : ANOTOMIE ET PHYSIOLOGIE DU SYSTEME NERVEUX
I. ANATOMO-HISTOLOGIE DU SN
I.1. Les cellules du SN
I.1.1.le neurone
I.1.2.la cellule gliale
I. 2. Le SNC
I-2-1- Encéphale
I.2.1.1. Encéphale
I.2.1.2. Le cervelet
I.2.1.3. Le tronc cérébral
I.2.2-la moelle épinière
I.2.- la vascularisation du SNC
I.2.1. Le système artériel
I.2.2. Le système veineux
I.3. Le SNP
I.4. La barrière hémato-encéphalique et la barrière nerveuse périphérique
I.4.1. La barrière hémato-encéphalique
I.4.2. La barrière nerveuse périphérique
II. PHYSIOLOGIE DU SN
II.1. Physiologie du neurone
II.1.1. Potentiel de repos
II.1.2. Potentiels gradués
II.1.3. Potentiel d’action
II.2. La transmission au niveau des synapses
II.3. Les neuromédiateurs du SN
II.3.1. Acétylcholine
II.3.2. Le Glutamate
II.3.3. Le GABA et la Glycine
II.3.4. Les monoamines
DEUXIEME PARTIE : PHYSIOPATHOLOGIE DES INTOXICATIONS DU SYSTEME NERVEUX
I. CLASSIFICATION DES SUBSTANCES NEUROTOXIQUES
1. Neurotoxiques d’origine naturelle
2. Médicaments neurotoxiques
3. Neurotoxiques d’auto-intoxication
4. Neurotoxiques produits par l’industrie chimique
5. Neurotoxiques utilises comme armes chimiques
6. Neurotoxiques produites directement ou indirectement lors des processus pathogènes
II. MECANISMES D’ACTION DES NEUROTOXIQUES
II.1. Agents neurotoxiques non sélectifs
II.1.1. Hypoxie anoxique
II.1.2. Hypoxie ischémique
II.1.2. Hypoxie cytotoxique
II.2. Agents neurotoxiques sélectifs
II.2.1. Neuronopathie
II.2.2. Axonopathie
II.2.3. Myélinopathie
II.2.4. Synaptopathie
TROISIEME PARTIE : METHODES PERMETTANT L’EVALUATION DE LA NEUROTOXICITE
I. LA PROTEINE S100B
1. Structure-physiopathologie
2. Rôles
3. Technique de dosage
4. Données toxicologiques
II. LA PROTEINE GLIALE FIBRILAIRE ACIDE : (GFPA)
1. Structure
2. Rôles physiologique
3. Technique de dosage
4. Données toxicologiques
III. LA NEURON SPECIFIC ENOLASE (NSE)
1. Structure
2. Rôles physiologiques
3. Technique de dosage
4. Données toxicologiques
CONCLUSION
REFERENCES
