Les astrocytes du VLPO, acteurs clés de la régulation du sommeil

Abstract

Les astrocytes sont des cellules gliales du système nerveux central, dont le rôle dans la physiologie cérébrale est de mieux en mieux compris. Récemment, leur implication dans la régulation du sommeil, notamment via la régulation des taux extracellulaires d’adénosine, a été particulièrement étudiée. Cette purine joue en effet un rôle central dans la régulation du sommeil, en particulier au niveau du noyau préoptique ventrolatéral (VLPO), une région clé du cerveau impliquée dans la promotion du sommeil lent. En combinant des quantifications enzymatiques in situ des taux d’adénosine, des mesures en vidéomicroscopie infrarouge de la réactivité vasculaire, ainsi que des enregistrements en patch-clamp de l’activité neuronale, il a été démontré que ces astrocytes du VLPO ajustent les taux d’adénosine extracellulaires en réponse du glucose disponible, des taux de prostaglandine D₂ (PGD₂) et du moment circadien. L’adénosine extracellulaire active les récepteurs A_2A situés au niveau des cellules endothéliales des vaisseaux sanguins et des neurones promoteurs du sommeil du VLPO, afin d’ajuster simultanément l’augmentation du flux sanguin à l’activité neuronale. Ainsi, l’apport énergétique nécessaire à l’activation neuronale est assuré, ce qui permet ainsi une activation optimale du VLPO et le sommeil. Ce mécanisme gliocentrique est également intégratif, adaptant la réponse adénosinergique au moment circadien, plus important quand la pression de sommeil est élevée, que lorsqu’elle est faible. Les astrocytes du VLPO ne se contentent donc pas de soutenir structurellement les neurones, mais jouent également un rôle dynamique et intégratif dans la régulation des états de vigilance.

Astrocytes are glial cells of the central nervous system, whose role in brain physiology is increasingly well understood. Recently, their involvement in sleep regulation, particularly through the regulation of extracellular adenosine levels, has been extensively studied. This purine plays a central role in sleep regulation, especially in the ventrolateral preoptic nucleus (VLPO), a key brain region involved in the promotion of slow-wave sleep. By combining in situ enzymatic quantification of adenosine levels, infrared videomicroscopy measurements of vascular reactivity, and patch-clamp recordings of neuronal activity, it has been demonstrated that these VLPO astrocytes adjust extracellular adenosine levels in response to available glucose, prostaglandin D₂ (PGD₂) levels, and circadian timing. Extracellular adenosine activates A_2A receptors located on endothelial cells of blood vessels and sleep-promoting neurons of the VLPO, simultaneously adjusting the increase in blood flow to neuronal activity. This ensures the necessary energy supply for neuronal activation, thereby allowing optimal activation of the VLPO and promoting sleep. This gliocentric mechanism is also integrative, adapting the adenosinergic response to circadian timing, with a greater impact when sleep pressure is high compared to when it is low. Thus, VLPO astrocytes do not merely provide structural support to neurons but also play a dynamic and integrative role in the regulation of vigilance states.