La mélatonine, synthétisée la nuit par la glande pinéale, est présente dans le liquide cérébrospinal (LCS), mais ni son lieu d’entrée dans le système ventriculaire, ni son rôle au sein de ce milieu ne sont connus. Par différentes approches, nous avons mis à l’épreuve l’hypothèse selon laquelle la mélatonine parviendrait dans le LCS via une évagination du 3e ventricule (3eV), nommée le récessus pinéalien. Ainsi, les concentrations de mélatonine dans le LCS sont beaucoup plus importantes près de la glande pinéale que dans la partie antérieure du 3eV, puis chutent de 80% lors de l’obturation chirurgicale du récessus pinéal. L’analyse ultrastructurale de la surface de contact entre le LCS et le parenchyme pinéalien, ainsi que l’évaluation de la perméabilité de cette zone montrent que la mélatonine pourrait parvenir dans le LCS, soit directement à partir de pinéalocytes qui avancent dans le 3eV et sont en contact direct avec le LCS, soit par diffusion à partir de l’espace extracellulaire du parenchyme pinéalien. La variabilité des concentrations de mélatonine dans le LCS étant indépendante de la taille de la glande pinéale chez le mouton, il est probable que la mélatonine du LCS soit issue d’un faible nombre de pinéalocytes présents à la base de la glande pinéale, vers le récessus pinéal.

Au cours de la deuxième partie de la thèse concernant le rôle potentiel de la mélatonine du LCS dans l’intégration de la photopériode, nous avons montré, d’une part, que la diminution très importante des concentrations de mélatonine dans le LCS perturbe la réponse à la photopériode, et d’autre part, que les concentrations nocturnes carotidiennes de mélatonine sont suffisantes pour transmettre l’information photopériodique. Donc, la mélatonine présente à la fois dans le sang et le LCS est capable d’assurer cette fonction, mais suite à ce travail, il devient nécessaire de montrer laquelle atteint le plus efficacement les sites d’action cérébraux de l’hormone.

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Melatonin in the Cerebrospinal Fluid : Delivery Route and Role in the Photoperiod Integration

Synthesized at night by the pineal gland, melatonin is present in the cerebrospinal fluid (CSF), but neither its entry site, nor its role in this medium are known. Using several approaches, we tested the hypothesis, that melatonin would enter the CSF through a 3rd ventricle (3V) evagination, named pineal recess. CSF melatonin concentrations are higher near the pineal gland than in the 3V anterior part, and decreased dramatically (80%) after sealing off the pineal recess. Moreover, ultrastructure and permeability analyses of the pineal-CSF interface showed that melatonin could reach the CSF either via delivery in situ by protruding pinealocytes contacting directly the CSF, or via extracellular secretion and interstitial fluid draining until the ventricular lumen. Further, CSF melatonin concentrations are not related to the size of the pineal gland in sheep, suggesting that CSF melatonin probably originates from few pinealocytes of the basal part of the pineal gland, in the pineal recess.

In the second part of this work concerning the role of CSF melatonin in the photoperiodic integration, we showed, firstly, that a dramatic decrease in CSF melatonin concentrations disrupted the photoperiodic response and secondly, that the nocturnal carotid melatonin concentrations were sufficient to convey the photoperiod. Then, melatonin in the CSF and in the blood can assume this function, and it is now critical to determine which pathway allows melatonin to reach its central targets more efficiently.

Mots clés : mélatonine, liquide cérébrospinal, pinéale, photopériode, reproduction, ovin

Présentée le 14 juin 2002

Laboratoire où a été préparée la thèse :

Neurobiologie et Maîtrise des fonctions saisonnières, UMR INRA-CNRS-Université de Tours, 37380 Nouzilly

Nom du directeur de thèse: Benoît Malpaux