Les vésicules embryonnaires du système nerveux des Vertébrés

Dernière modification
Mercredi 7 décembre 2016
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Présentation

Mise en place et rôle des vésicule embryonnaires du système nerveux des Vertébrés.

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La mise en place du système nerveux chez les Vertébrés

Le système nerveux des Vertébrés se met en place lors du développement embryonnaire. Il dérive du feuillet embryonnaire externe dorsal : le neuroderme.

Figure 1 : Carte des territoires présomptifs d’un embryon d’Amphibien (pleurodèle) au stade jeune gastrula

 
Carte des territoires présomptifs d'un embryon d'amphibien (pleurodèle) au stade jeune gastrula

La partie dorsale du neurectoderme correspond au neuroderme, qui donnera l’ensemble des structures nerveuses. L’ectoderme donnera les structures épidermiques (peau, etc.). Le mésoderme donnera essentiellement les tissus musculaires, les reins. Enfin, l’endoderme sera à l’origine du tube digestif et des glandes annexes (foie, poumons…). PA : pôle animal. PV : pôle végétatif. V : ventral. D : dorsal.

Figure 2 : Embryon d’Amphibien au stade bourgeon caudal

Embryon d'amphibien au stade bourgeon caudal

Suite à la gastrulation et à la neurulation, les différents feuillets se sont mis en place, aboutissant au plan d’organisation de l’animal. Le neuroderme est en position dorsale, le long de l’axe antéro-postérieur. A : antérieur. P : postérieur. D : dorsal. V : ventral.

Au cours de la neurulation, ce neuroderme subit d’importants mouvements morphogénétiques, aboutissant à la formation d’un tube neural dorsal. Ce tube neural est à l’origine du système nerveux central (encéphale et moelle épinière des Vertébrés).

Figure 3 : Neurula d’Amphibien

 
Neurula d'amphibien

Les bourrelets neuraux, conduisant à la formation du tube neural, sont nettement visibles.
A : Antérieur ; P : Postérieur

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La formation du système nerveux céphalique

La partie antérieure du tube neural présente un renflement, correspondant à une vésicule unique. Il s’agit là de l’ébauche du système nerveux céphalique. Pendant l’organogenèse, cette vésicule se divise dans un premier temps en trois vésicules, puis en cinq vésicules (par subdivision de deux des trois vésicules).

Figure 4 : Représentation schématique de l’évolution des vésicules céphaliques au cours de l’embryogenèse

 
Représentation schématique de l'évolution des vésicules céphaliques au cours de l'embryogenèse

Le tube neural est représenté selon l’axe antéro-postérieur (A – P). La vésicule initiale (à peine observable in vivo) donne naissance à trois vésicules : le prosencéphale (antérieur), le mésencéphale (moyen), et le rhombencéphale (postérieur). Le prosencéphale se divise ensuite en un télencéphale antérieur et un diencéphale, alors que le rhombencéphale donne lui le métencéphale et le myélencéphale (postérieur) : à ce stade, le tube neural antérieur est donc composé de cinq vésicules. La partie postérieure du tube neural donne la moelle épinière.

Figure 5 : Embryons au stade 3 vésicules

Embryons au stade 3 vésicules

On peut noter que le prosencéphale a déjà commencé à se développer chez l’embryon de poulet (on observe deux vésicules optiques latérales en formation). De même, on peut s’apercevoir ici que le rhombencéphale présente une segmentation.
A : antérieur ; P : postérieur ; D : dorsal ; V : ventral.

Figure 6 : Embryons de poulet au stade 5 vésicules

Embryons de Poulet au stade 5 vésicules

Embryons de 85 heures observés après coloration (à gauche) ou en coupe sagittale (à droite). On note la présence de plusieurs vésicules céphaliques, dues au développement des trois vésicules précédentes. Les yeux, issus du diencéphale, sont déjà bien développés. À ce stade de développement, le métencéphale est encore peu visible. La coupe montre bien que le cerveau des Vertébrés est constitué de vésicules creuses.

Figure 7 : Passage du stade 3 vésicules au stade 5 vésicules chez le poulet

Les embryons présentés sont les mêmes que dans les figures précédentes.

Ces cinq vésicules aboutissent chacune à la formation de structures bien précises du système nerveux des Vertébrés.

Figure 8 : Structures formées à partir des vésicules

 
Stade 3 vésicules Stade 5 vésicules Structures formées Fonctions
Prosencéphale Télencéphale Lobes olfactifs Odorat
Hippocampe Mise en mémoire
Cerveau Associations cérébrales ("intelligence")
Diencéphale Rétine Vision
Thalamus Centre de relais pour les neurones optiques et auditifs
Epithalamus, Hypothalamus Contrôle de la température, du sommeil, de la respiration, du rythme circadien
Mésencéphale Mésencéphale Cerveau moyen Faisceaux de fibres axoniques entre diverses parties du cerveau
Rhombencéphale Métencéphale Cervelet (et Pont chez les mammifères) Coordination des mouvements musculaires complexes
Myélencéphale Bulbe Centre des réflexes autonomes; contrôle des fonctions végétatives

La mise en place et la différenciation des vésicules neurales est sous le contrôle des gènes du développement. Une anomalie au cours de ce développement conduit en général à un embryon non viable. Il est aussi important de noter que l’importance relative de ces vésicules (et surtout des structures qui en dérivent) varie énormément au sein des différents groupes de Vertébrés. Par exemple, le diencéphale est très développé chez les Amphibiens, alors que l’espèce humaine présente elle un développement très prononcé du télencéphale.

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Remerciements et bibliographie

  • « Biologie du développement », S. Gilbert, Ed. De Boeck.
  • « Biologie du développement – la modèle amphibien », T. Darribère, Ed. Diderot

Les photographies proviennent de documents du service de biologie du développement de l’université Pierre et Marie Curie (Photos Jean Desrosiers) et des prises de vues personnelles effectuées dans ce même service. Nous remercions nos collègues de l’UMR 7622 de l’université Paris VI, (notamment Claire Fournier et Françoise Guillet), et de l’institut d’embryologie expérimentale du Collège de France (Marie-Aimée Teillet).

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Pour citer cet article

Gilles Furelaud, Michel Delarue, Les vésicules embryonnaires du système nerveux des Vertébrés, Planet-Vie, Jeudi 1 mai 2003, http://planet-vie.ens.fr/article/1818/vesicules-embryonnaires-systeme-nerveux-vertebres, voir