Localisation périnucléaire des mitochondries dans les motoneurones phréniques

Les mitochondries sont des organites essentiels au maintien de l'apport énergétique et de l'homéostasie cellulaire. Dans les motoneurones phréniques (PhMNs), les mitochondries soutiennent le niveau d'activité élevé nécessaire au maintien du contrôle neuromoteur du muscle diaphragmatique pendant la respiration. Auparavant, nous avions observé que les petits PhMNs recrutés pendant la respiration présentaient une densité volumique mitochondriale (MVD) plus élevée par rapport aux grands PhMNs qui sont recrutés peu fréquemment lors des comportements de dégagement des voies respiratoires nécessitant une force plus importante. À l'appui de cela, nous avons également constaté que la vitesse maximale de l'activité succinate déshydrogénase (SDHmax) était plus élevée dans les petits PhMNs par rapport aux grands PhMNs. Cependant, le volume mitochondrial total était comparable entre les PhMNs de différentes tailles. Cela suggère que la demande totale en ATP des PhMNs ne varie pas en fonction de la taille. La distribution des mitochondries reflète probablement les exigences de la consommation d'ATP. Dans les cellules musculaires lisses des voies respiratoires, les mitochondries ne sont pas réparties de manière homogène, présentant une densité plus élevée dans la région périnucléaire. De plus, les mitochondries semblent être localisées à proximité étroite du réticulum endoplasmique (RE), très probablement pour soutenir la régulation cytosolique et mitochondriale du Ca 2+. Le RE est également regroupé dans le compartiment périnucléaire des cellules. Ce regroupement périnucléaire des mitochondries reflète très probablement une consommation d'ATP plus élevée à proximité du noyau. Nous avons émis l'hypothèse que la MVD est plus élevée dans la région périnucléaire des PhMNs par rapport aux compartiments plus distaux. Les PhMNs de rats Fisher 344 jeunes (6 mois), femelles et mâles, ont été marqués de manière rétrograde par injection intrapleurale de toxine cholérique B (CTB) conjuguée à Alexa 488. Trois jours plus tard, les mitochondries ont été marquées par injection sous-durale de MitoTracker Red CMXRos. Le tissu de la moelle épinière a été prélevé après perfusion transcranienne avec 4% de paraformaldéhyde, sectionné longitudinalement à 70 µm et monté sur lames. Des mosaïques de PhMNs et de mitochondries marqués ont été acquises en 3D (coupes optiques en Z de 0,5 μm) à l'aide d'un objectif à immersion à l'huile 60x Plan Apo (NA 1.40). En utilisant une méthode de coquilles concentriques (10 mm) pour l'analyse, la MVD a été quantifiée en fonction de la distance par rapport à la membrane nucléaire des PhMNs. Nos résultats montrent une MVD disproportionnellement plus élevée dans la région périnucléaire par rapport aux régions plus distales des PhMNs. Cette distribution périnucléaire des mitochondries a été retrouvée quelle que soit la taille des PhMNs. Ces résultats suggèrent que les besoins énergétiques du noyau et du RE sont des moteurs majeurs de la biogenèse mitochondriale. Cet abstract a été présenté à l'American Physiology Summit 2026 et est uniquement disponible au format HTML. Aucun fichier téléchargeable ni version PDF n'est disponible. Le comité de rédaction de Physiology n'a pas participé au processus d'évaluation par les pairs.