Mécanismes amino-acidergiques cellulaires impliqués dans l'hyperexcitabilité du système nerveux central de mammifère sous haute pression d'hélium : Etude électrophysiologique in vitro des transferts synaptiques et électrotoniques dans l'hippocampe de rat

Abstract

Quand l’Homme (cas du plongeur) ou l’animal est soumis à des pressions supérieures à 20 barn il manifeste des troubles d’ordre moteurs (tremblement, myoclonies et convulsions) et électroencéphalographiques. Ce travail se propose d’analyser, au niveau tissulaire, les mécanismes cellulaires qui seraient à la base de l’effet excitant de la pression dont témoignent ces différents symptômes. Pour ce faire, nous avons choisi comme modèle d’étude, l’hippocampe de rat, in vitro. Dans cette structure, les cellules pyramidales CA1 sont activées par des afférences de nature glutamatergique. Leur excitabilité est contrôlée, d’une part, par des interneurones inhibiteurs "modérateurs" GABAergiques aux niveaux dendritique et somatique et d’autre part, par un système excitateur "neuromodulateur" de la nature NMDA. Nous montrons que la pression : - déprime la transmission synaptique, excitatrice. Cette hypoexcitabilité synaptique ne serait pas d’origine postsynaptique puisque, l’effet dépolarisant des acides aminés excitateurs qui dépend strictement des mécanismes postsynaptiques de cette synapse n’est pas modifié sous pression. - diminue (de 50%) l’inhibition GABAergique des cellules pyramidales, d’une part, et facilite l’effet excitateur neuromodulateur du NMDA sur ces cellules d’autre part. le NMDA, acide aminé excitateur neuromodulateur connu dans cette région CA1, est le seul à montrer une augmentation de 300% de son effet dépolarisant sous pression. - mais, par ailleurs, elle facilite l’excitabilité intrinsèque des cellules pyramidales en augmentant le transfert de la polarisation synaptique des dendrites vers le soma. Cette hyperexcitabilité intrinsèque est partiellement réduite après blocage des récepteurs NMA par le phosphonovalérate (APV) ou potentiation de l’inhibition GABAergique par des agonistes GABA (GABA et muscimol) ou des inhibiteurs de la sa recapture (acide nipécotique). Mais, après injection simultanée de ces deux types de drogues (APV et GABA-mimétiques) sous pression, l’excitabilité cellulaire retourne complètement à la normale. - Induit l’apparition de post-décharges de populations de cellules et aussi des décharges répétitives unitaires de ces mêmes cellules qui, après le même traitement que le précédent, sont inhibées sous pression. Au total, nos résultats montrent que la diminution de l’efficacité des transferts synaptiques excitateur et inhibiteur serait d’origine pré-synaptique et plus précisément le résultat d’une diminution de libération des neurotransmetteurs. D’autre part, l’hyperexcitabilité des cellules pyramidales sous pression serait le résultat de la désinhibition GABAergique et de l’hyperactivité des mécanismes NMDA ; deux phénomènes connus pour leur effet épileptogène. La pression altère donc l’équilibre du système de régulation couplée GABA/NMDA qui, normalement, maintient l’activité cellulaire à la normale. Vu que ce système de régulation est général au SNC, son altération pourrait être à l’origine des troubles neurologiques hyperbares observés chez l’animal, voire l’Homme in vitro sous haute pression.