Quels sont les rôles respectifs du glucose et du lactate au cours de la transmission synaptique et de la plasticité synaptique à long terme ?

What are the respective roles of glucose and lactate during synaptic transmission and long-term synaptic plasticity?

• Auteur / Autrice : Juan Garcia-ruiz
• Direction : Aude Panatier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2022
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Neurocentre Magendie
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Relations glie-neurone

Mots clés

Mots clés libres

Transmission synaptique

Plasticité synaptique

Lactate

Glucose

Métabolisme

Astrocyte

Synaptic transmission

Metabolism

Synaptic plasticity

Astrocyte

Glucose

Lactate

Résumé

Le fonctionnement du cerveau repose sur le transfert d'information de neurones en neurones au niveau d'une structure spécialisée, la synapse. Il a longtemps été considéré que la transmission synaptique était uniquement une histoire de neurones. Cependant, les neurones ne sont pas seuls dans le cerveau et des données dans la littérature indiquent que l'astrocyte est une cellule gliale jouant un rôle clé dans les processus de transmission synaptique et de plasticité synaptique à long terme. En effet, cette cellule gliale, idéalement positionnée entre les vaisseaux et les synapses, est capable notamment de réguler l'efficacité de la transmission synaptique et d'apporter aux neurones du lactate, comme source énergétique. Les neurones pour fonctionner ont besoin d'énergie, dont l'origine est le glucose. Le glucose fourni par la circulation sanguine peut soit directement être absorbé par les neurones via leur transporteur au glucose spécifique, le GLUT3, soit être transporté dans les astrocytes, via le GLUT1, puis transformé en lactate. En fonction du niveau d'activité synaptique le lactate est libéré par les astrocytes à travers les transporteurs aux monocarboxylates de type 1 et 4 (les MCT1 et 4). Une fois libéré, le lactate présent dans l'espace extracellulaire est absorbé par les neurones via le MCT2. Une telle expression différentielle de ces différents transporteurs nous offre une occasion unique d'étudier la contribution respective du glucose et du lactate au cours de l'activité cérébrale et de répondre à la question suivante : Quels sont les rôles respectifs du glucose et du lactate au cours de la transmission synaptique et de la plasticité synaptique à long terme ? L'objectif de ce projet de thèse est de décrypter les rôles respectifs du glucose et du lactate en tant que substrats énergétiques au cours de la transmission synaptique et de la plasticité synaptique à long terme dans le cortex somatosensoriel de rats adultes.

Brain processing depends on the transfer of information between neurons at the level of a specialized structure, the synapse. For a long time, the transmission of information in the brain was only considered as a neuronal story. However, neurons are not alone. Data in the literature indicate that the astrocyte, a type of glial cell, plays a key role in basal synaptic transmission and long-term synaptic plasticity. Indeed, this glial cell ideally positioned between blood vessels and synapses 1) regulates the efficacy of synaptic transmission and 2) sustains neuronal energy needs through the production and release of lactate. Neurons need energy, which originates from glucose. Glucose supplied by the bloodstream can either be directly absorbed by neurons through their specific glucose transporter, GLUT3, or be transported in astrocytes, through GLUT1, and then transformed into lactate. Depending on the level of synaptic activity, lactate is released by astrocytes through type 1 and 4 monocarboxylate transporters (MCT1 and 4). Once released, the lactate present in the extracellular space is taken up by neurons thanks to MCT2. Such a differential expression of these different transporters give us a unique opportunity to study the respective contribution of glucose and lactate during brain activity and to answer the following question: What are the respective roles of glucose and lactate during synaptic transmission and long-term synaptic plasticity? The objective of this thesis project is to decipher the respective roles of glucose and lactate as energy substrates during synaptic transmission and long-term synaptic plasticity in the somatosensory cortex of adult rats.