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"Cuite" néonatale et effets à long terme sur la plasticité synaptique et les processus de mémorisation

> Izumi Y et al.
A single day of ethanol exposure during development has persistent effects on bi-directional plasticity, N-methyl-D-aspartate receptor function and ethanol sensitivity
Neuroscience 2005 ; 136 : 269-79


Il est bien établi que l’exposition prénatale à l’alcool peut produire des effets physiques et comportementaux profonds dans la descendance des mères ayant consommé de l’alcool pendant la gestation, induisant dans les cas les plus graves le syndrome d’alcoolisation fœtale (retard de croissance, anomalies morphologiques et désordres comportementaux incluant déficit d’attention, d’apprentissage et de mémorisation). Plusieurs études ont rapporté des déficits dans les capacités d’apprentissage et de mémorisation spatiale des rats dans le test du labyrinthe aquatique (piscine de Morris) après une exposition prénatale ou néonatale à l’alcool. Cette diminution des performances d’apprentissage et de mémorisation spatiale semble liée à des altérations physiologiques et biochimiques de l’hippocampe. Il a ainsi été montré que l’exposition précoce à l’alcool diminue le nombre de récepteurs NMDA dans l’hippocampe, ce qui pourrait perturber les phénomènes de plasticité synaptique et notamment la potentialisation à long terme (LTP, Long Term Potentiation) qui est critique dans l’apprentissage spatial. La plasticité synaptique implique des modifications de l’efficacité de la neurotransmission en réponse à un stimulus et constitue, à l’heure actuelle, l’un des meilleurs substrats neurobiologiques de la mémoire.
Dans cette étude, Izumi et ses collaborateurs ont analysé les effets d’une exposition à l’alcool pendant un seul jour lors de la première semaine postnatale chez le rat (qui correspond au troisième trimestre gestationnel et aux premières années de vie postnatale chez l’homme) sur les processus de plasticité synaptique hippocampique in vitro et sur les capacités d’apprentissage et de mémorisation chez les rats adolescents (âgés de 30 jours). Les rats ont reçu à l’âge de 7 jours deux injections sous-cutanées d’alcool 2,5 g/kg espacées de deux heures, ce qui permet d’obtenir un pic d’alcoolémie de 500 mg/dl après une heure et une alcoolémie de 200 mg/dl pendant plusieurs heures. Les mesures électrophysiologiques ont été effectuées au niveau de l’aire CA1 sur des tranches d’hippocampe et la LTP et la LTD (Long Term Depression) ont été induites par une stimulation des collatérales de Schaffer avec un stimulus tétanique (100 Hz, 1 sec) et un pulse unique (1 Hz, 15 min), respectivement. Les potentiels postsynaptiques liés au récepteur NMDA ont également été mesurés. Les capacités d’apprentissage et de mémorisation ont été appréciées dans le test du labyrinthe aquatique (piscine de Morris) et le labyrinthe en Y.
Les résultats montrent que cette exposition à l’éthanol à un stade précoce du développement réduit les deux formes de plasticité hippocampique à l’adolescence, alors que ce même traitement à l’alcool réalisé le jour de la naissance n’altère que la LTD. De plus, la transmission glutamatergique liée aux récepteurs NMDA est beaucoup moins sensible aux effets inhibiteurs de l’ifenprodil ches les rats exposés précocement à l’alcool, suggérant ainsi que l’exposition précoce à l’alcool altère la transmission glutamatergique via une modification des récepteurs NMDA contenant la sous-unité NR2B. De la même manière, les effets inhibiteurs de l’alcool sur le fonctionnement des récepteurs NMDA sont beaucoup moins puissants chez les rats exposés précocement à l’alcool. Ces modifications d’activité synaptique sont associées à des modifications comportementales. En effet, les rats exposés précocement à l’alcool présentent un nombre d’alternances spontanées diminué dans le test du labyrinthe en Y. De manière surprenante, les capacités d’apprentissage et de mémorisation spatiale ne sont quant à elles pas modifiées après alcoolisation précoce. La diminution de la sensibilité aux effets inhibiteurs de l’alcool sur l’activité des récepteurs NMDA mesurée chez les rats exposés précocement à l’alcool est aussi associée à la diminution de la sensibilité des rats aux effets sédatifs de l’injection d’alcool à la dose de 3 g/kg.
L’ensemble de ces données montre que l’exposition à une quantité importante d’alcool pendant un seul jour à une période critique du développement cérébral modifie à l’adolescence certaines formes de plasticité synaptique hippocampique impliquées dans les processus d’apprentissage et de mémorisation. Ces résultats renforcent l’idée qu’une seule exposition à l’alcool, surtout pendant le développement, n’est pas sans conséquences dans la trajectoire de vie des individus.

M. Naassila, PhD
mickael.naassila@u-picardie.fr
Groupe de Recherche sur l’Alcool et les Pharmacodépendances (GRAP), JE 2462, Amiens