CCI : physiologie de la synapse

Couplage stimulation-sécrétion

Organisation générale

La dépolarisation des CCI entraine l’ouverture des canaux calciques sensible au potentiel de type L et situés au voisinage des zones actives des synapses afférentes. Chaque zone active se caractérise par la présence d’une structure dense aux électrons appelé ruban (corps) synaptique. Le corps synaptique est ancré à la membrane plasmique et entouré de vésicules synaptiques, lesquelles contiennent du glutamate, le neurotransmetteur des CCI.
Il y a un ruban par zone active et une dizaine à une vingtaine de zones actives par CCI. 
Chaque zone active est connectée à la terminaison (dendritique) d’une seule fibre du nerf auditif. Cela signifie que 10 à 20 neurones ganglionnaires de type I sont ainsi connectés à une seule CCI.

Animation schématique

S. Blatrix, d'après R. Nouvian

Légende

• Les synapses des cellules ciliées sont dotés d’un organelle non conventionnel : le ruban synaptique. Ce dernier est entourée d’une monocouche de vésicules synaptiques et est ancré à la membrane grâce à la protéine Bassoon.
• La protéine RIBEYE est le composant majeur des rubans synaptiques.
• Le transporteur vésiculaire VGLUT3 assure le remplissage de glutamate dans les vésicules synaptiques. L’Otoferline serait le détecteur calcique de l’exocytose.
• En réponse à une stimulation sonore, les canaux sensibles à l’étirement s’ouvrent.
• L’entrée de potassium de l’endolymphe dépolarise les CCI.
• Les canaux calciques sensibles au potentiel s’ouvrent, ce qui provoque une entrée de calcium au voisinage des rubans.
• La fixation du calcium sur les domaines C2 de l’Otoferline provoque la fusion des vésicules synaptiques à la membrane plasmique.
• Le glutamate, libéré dans la fente synaptique, active les récepteurs (AMPA) du glutamate des fibres auditives afférentes.
• Le message nerveux est véhiculé vers les noyaux cochléaires.

Génétique moléculaire

Le transfert de l’information à la première synapse auditive est essentiel à la transmission de l’information acoustique vers les centres supérieurs. Le rôle crucial de cette étape est d’ailleurs reflété par les surdités qui proviennent d’un déficit du fonctionnement des synapses à rubans des CCI.

• La mutation du gène codant pour la sous-unité Cav1.3,  responsable de l’influx calcique des CCI, est à l’origine d’une surdité associée à une bradychardie.
• Harmonine, impliquée dans le syndrome de Usher 1C (perte de vision et surdité), régule la distribution des canaux calciques à la membrane plasmique.
• Otoferline, qui serait le détecteur calcique de l’exocytose et nécessaire au réapprovisionnement des vésicules aux zones actives, est responsable de la surdité non-syndromique DFNB9.
• La mutation de VGLUT3, le transporteur vésiculaire du glutamate, entraine la surdité non-syndromiques DFNA25.
• La mutation de CABP2, qui régule l’activité des canaux calciques, provoque la surdité non-syndromique DFNB93.