Le dialogue cerveau-système endocrine : une question d’organisation du temps

Résultats scientifiques

En enregistrant la libération in vivo de dopamine au niveau de la jonction cerveau-système porte hypophysaire, l’équipe de Patrice Mollard à l’Institut de génomique fonctionnelle de Montpellier a identifié un code neuroendocrine qui permet le dialogue entre le cerveau et des grandes fonctions comme la reproduction. Cette étude a été publiée le  13 février  2017 dans la revue PNAS.

Que nous soyons éveillés ou lors de notre sommeil, le cerveau doit contrôler des fonctions qui évoluent sur des échelles de temps bien plus longues que l’activité électrique et synaptique de chaque neurone. Les chercheurs autant que les cliniciens avec l’analyse d’encéphalogrammes, connaissent bien toute la gamme d’oscillations cérébrales et leur organisation hiérarchique qui contrôle des fonctions complexes comme les mouvements des yeux lors du sommeil. Mais nous connaissons encore si peu le dialogue entre le cerveau et les rythmes lents des sécrétions hormonales qui contrôlent des fonctions princeps de notre organisme comme la reproduction, la croissance corporelle ou encore la gestion de notre stress. 
L’équipe de Patrice Mollard vient de déchiffrer ce mode de communication dans des modèles animaux (souris) complétement libres de leurs mouvements. Pour cela, ils ont introduit de très fines aiguilles de carbone (30 microns à la pointe) directement dans l’éminence médiane. Cette dernière contient la jonction neuro-hémale entre les terminaisons nerveuses hypothalamiques sécrétant les neuro-hormones et le système porte hypophysaire qui véhicule ensuite ces neuro-hormones vers leur cible, la glande hypophysaire productrice des rythmes hormonaux.


Les chercheurs ont ainsi montré que les rythmes de sécrétion de prolactine, hormone clé de la reproduction, sont contrôlés par une organisation jusqu’alors inconnue d’événements sécrétoires rapides de dopamine (fréquences de 1-10 Hz). Ces événements sont répartis précisément dans l’éminence médiane lors d’épisodes de plusieurs minutes nécessaires pour créer le bolus de neuro-hormones dans le sang porte.

 

Ces résultats révèlent pour la première fois le code multi-échelle du dialogue entre le cerveau et des organes périphériques via une connexion neuro-endocrine. A l’instar de l’analyse des oscillations cérébrales qui sont conservées quelle que soit la taille du cerveau chez les mammifères (y compris l’homme), le déchiffrage de ce code neuro-endocrine devrait être d’importance pour l’élucidation des rythmes hormonaux d’origine hypophysaire et bien sûr de leurs pathologies.

 

Image retirée.
Figure : Neurones dopaminergiques (DA, neurones en vert) de l’hypothalamus (base ventrale du cerveau) qui contrôlent la sécrétion hypophysaire de prolactine, hormone clé de la reproduction. Ces neurones libèrent la dopamine dans le sang porte au niveau d’une jonction neuro-hémale dans l’éminence médiane (ME, terminaisons nerveuses en vert).

© Nicola Romanò et Patrice Mollard

 

 

En savoir plus

  • Multiple-scale neuroendocrine signals connect brain and pituitary hormone rhythms.
    Nicola Romanò, Anne Guillou, David J. Hodson, Agnès O Martin, Patrice Mollard.
    PNAS 2017 ; published ahead of print February 13, 2017, doi:10.1073/pnas.1616864114

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Patrice Mollard