Impact de la gravité sur la constitution du compartiment endolymphatique et conséquences de ses variations sur les mécanismes de sécrétion de l'endolymphe chez le mammifère

Looking for molecular basis of vestibular disorders induced by gravity changes

• Auteur / Autrice : Mélanie Cavalier
• Direction : Christian Chabbert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; ....-2014)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Endolymphe

Vestibule du labyrinthe osseux

Vertige

Effets de la gravité réduite

Mammifères

Mots clés libres

Vestibule

Endolymphe

Potassium

Variations de gravité

Résumé

Le mal de l'espace se caractérise principalement par l'apparition de vertiges qui persistent plusieurs jours, lors des phases de transition entre la normogravité (1G) et la microgravité. L'étiologie de ce syndrome n'est toujours pas déterminée à ce jour. Nous avons donc mis en place un paradigme expérimental pour tester si des variations de [K+] de l'endolymphe peuvent être à l'origine de ce syndrome. Ce liquide de l'oreille interne baigne le vestibule et possède une richesse en K+ particulière qui constitue le moteur électrochimique du processus de traduction des informations de déplacement en message électrique. La stabilité de la [K+] est donc essentielle au bon codage du mouvement. Pour tester ces hypothèses, nous avons soumis des rats à des modifications de gravité par passage de 1 à 2G pendant des durées variables à l'aide d'une centrifugeuse terrestre. Nous avons constaté l'apparition de désordres vestibulaires transitoires en utilisant des tests comportementaux de la fonction vestibulaire. Nous avons développé en parallèle des modèles expérimentaux in vitro (cultures organotypiques d'utricules) et in vivo (implantation chirurgicale d'électrode à sélectivité ionique dans l'utricule) afin d'évaluer les conséquences des variations de gravité sur la [K+] endolymphatique. Nous avons démontré que ces mêmes conditions de stimulation provoquent des altérations de la [K+] endolymphatique ainsi que lors du passage NG/µG sur cultures organotypiques d'utricules à l'aide du Rotary Cell Culture System (RCCS). D'après ces observations, nous postulons pour une relation de causalité entre stimulations cinétogènes et altération de l'homéostasie ionique de l'endolymphe

Space Motion Sickness (SMS) is the most clinically significant phenomenon occurring during the first few days of space flight. The usual symptoms include nausea and vertigo. Little is known about the cellular mechanisms that underlie this sickness. Endolymph in the inner ear fills the sensory vestibular organs. It's an unusual extracellular fluid in that its composition is reminiscent of cerebrospinal fluid. K+ provides the major charge carrier for sensory transduction and is ideal in this function, since it is by far the most abundant ion in the endolymph. We developed an experimental paradigm to test if variations of endolymphatic ionic concentration are linked to SMS. To investigate this question, we first placed adult rats under hypergravity conditions (2g) during variable periods in a terrestrial centrifuge. Using a behavioural test battery, animals exposed to hypergravity develop a transient syndrome of vestibular behaviour abnormalities. We then developed experimental models in vitro (three-dimensional culture of mice utricle) and in vivo (selective K+ microelectrode chirurgical implantation in the rat vestibule) to evaluate the effects of gravity modification on the endolymphatic K+ concentration and potential. Our results show alterations in endolymphatic [K+] in each condition. We also investigated the effect of microgravity on utricular culture using Rotary Cell Culture System (RCCS). We then applied for a relation between cinetogen stimulations and alteration of endolymphatic ionic homeostasis