Trop de sucres ou pas assez ? Quels effets sur le cerveau ?

« Le contrôle de la glycémie est un système autorégulé qui permet de maintenir un équilibre du taux de glucose dans le sang en dépit des perturbations extérieures comme les repas, l’intensité des efforts physiques ou encore, le jeûne. En fonction de ces facteurs externes, des capteurs de glycémie et des organes effecteurs (pancréas, foie, muscle, tissu adipeux) libèrent ou stockent du glucose pour conserver une glycémie comprise entre 0.7 et 1.1 gramme par litre à jeun. Des taux de glucose trop faibles ou trop élevés dans le sang sont susceptibles d’endommager les cellules du cerveau, qui utilisent comme substrat énergétique essentiellement le glucose, et d’engendrer, au fil du temps, une baisse des capacités cognitives. Autrement dit, une performance moins importante dans les processus de mémorisation, d’apprentissage, de comportement et de réflexion », explique Julie P, journaliste scientifique à Santé sur le web. Dans une synthèse sur le sujet, Michael Wheeler et ses collègues, de l’Institut Baker du cœur et du diabète de Melbourne (Australie), résument ce que l’on sait : 1/ une hyperglycémie récurrente freine le métabolisme du glucose dans le cerveau avec un risque de léser les neurones et les cellules gliales (cellules de soutien et de protection du système nerveux) ; 2/ une hypoglycémie répétée favorise l’apoptose (ou mort cellulaire programmée) des neurones ; 3/ le débit sanguin cérébral, en lien direct avec l’approvisionnement du glucose dans le cerveau, est également un paramètre à considérer. Sa variation, à la hausse ou à la baisse, peut avoir des effets sur la santé des cellules cérébrales.

Une autre étude, du groupe de recherche collaborative internationale Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI), portant sur 1 062 personnes, montre que l’anosognosie (méconnaissance de la maladie par les personnes malades) est associée à une réduction du métabolisme du glucose. Cet hypométabolisme est particulièrement marqué dans des aires cérébrales impliquées dans l’apprentissage, la motivation, le langage complexe, le traitement des nombres et l’attention (Gerretsen P et al, 2017).

www.sante-sur-le-net.com/comportement-sedentaire-troubles-cognitifs/, 8 septembre 2017. Wheeler MJ et al. Sedentary behavior as a risk factor for cognitive decline? A focus on the influence of glycemic control in brain health. Alz Dement Transl Res Clin Interv 2017; 3(3): 291–300. Septembre 2017.www.trci.alzdem.com/article/S2352-8737(17)30025-2/pdf. Gerretsen P et al. Anosognosia Is an Independent Predictor of Conversion From Mild Cognitive Impairment to Alzheimer's Disease and Is Associated With Reduced Brain Metabolism. J Clin Psychiatry, 10 octobre 2017. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29022655.

Trop de sucres ou pas assez : de l’insuline dans les neurones ou le « diabète du cerveau »

L’insuline (hormone clé pour le maintien de l’équilibre du taux de glucose dans le sang) a aussi un rôle essentiel dans la plasticité des synapses, dans l’apprentissage et dans la mémoire. L’équipe du Pr Angel Cedazo-Minguez, du département de neurobiologie, sciences des soins et société de l’Institut Karolinska de Stockholm (Suède), observe que l’insuline s’accumule dans les neurones atteints par la protéine tau hyperphosphorylée (toxique) dans la maladie d’Alzheimer et plusieurs des tauopathies les plus fréquentes. Cette accumulation est directement dépendante de la progression de la tauopathie, et les neurones concernés deviennent résistants à l’insuline, avec pour effet une réduction de l’utilisation du glucose. Pour les chercheurs, la résistance à l’insuline et son accumulation aurait ainsi des conséquences fonctionnelles sur le métabolisme du glucose dans le cerveau et contribuerait au processus neurodégénératif. Au plan conceptuel, la maladie d’Alzheimer pourrait ainsi être considérée comme une maladie métabolique, une sorte de diabète spécifique au cerveau. Ces résultats suggèrent aussi qu’il faut être prudent avant tout usage thérapeutique de l’insuline dans le traitement des maladies neurodégénératives associées à la protéine tau.  

Rodriguez-Rodriguez P et al.Tau hyperphosphorylation induces oligomeric insulin accumulation and insulin resistance in neurons. Brain, 13 octobre 2017.https://academic.oup.com/brain/article-pdf/doi/10.1093/brain/awx256/21192774/awx256.pdf(texte intégral).

Trop de sucres ou pas assez ? Quel exercice physique ?

« En l’absence de pharmacothérapie ciblée, les approches de prévention par la modification du style de vie restent la meilleure option pour ralentir la survenue de la démence », écrivent Michael Wheeler et ses collègues, de l’Institut Baker de Melbourne (Australie). Selon les recommandations des instituts de santé publique américains, dans l’objectif de préserver ses capacités cognitives, il est conseillé aux adultes, y compris les personnes âgées de plus de soixante-cinq ans, de pratiquer, au minimum, un exercice physique modéré ou intense, à raison de cent-cinquante minutes par semaine. Cependant, 30% des adultes dans le monde et 55 à 70% des aînés ne respectent pas ce programme d’activité physique de base. Pour les chercheurs, il faut aussi considérer le temps consacré à la réalisation des activités physiques d’intensité plus faible comme la marche ou une balade en vélo. En effet, ces habitudes peuvent avoir un impact positif sur la régulation de la glycémie et donc, de la santé cérébrale. Cependant, d’autres études sont encore nécessaires pour montrer dans quelles mesures ces périodes d’activité physique modérée influencent le métabolisme du glucose dans le cerveau. De nombreuses études ont montré les bénéfices d’une marche modérée intermittente, en particulier après les repas, sur le contrôle du glucose. Grâce à la dépense physique, le taux de glucose ne fluctue ni trop haut ni trop bas. En effet, en consommant une partie de ce glucose pour leur fonctionnement, les muscles évitent une variation trop importante de son taux dans le sang.

www.sante-sur-le-net.com/comportement-sedentaire-troubles-cognitifs/, 8 septembre 2017. Wheeler MJ et al. Sedentary behavior as a risk factor for cognitive decline? A focus on the influence of glycemic control in brain health. Alz Dement Transl Res Clin Interv 2017; 3(3): 291–300. Septembre 2017.www.trci.alzdem.com/article/S2352-8737(17)30025-2/pdf.

Fermeture Éclair

Lothar Gremer et ses collègues, de l’Institut des systèmes complexes du centre de recherche de Jülich (Allemagne), ont déterminé la structure en trois dimensions d’une fibrille bêta-amyloïde à une résolution jusque-là sans précédent (0.4 millionièmes de millimètre, le niveau des atomes individuels). Cette structure révèle que les molécules de protéine bêta amyloïde s’empilent en couches les unes sur les autres et sont arrangées en proto-filaments « en chevauchement échelonné » semblables à des fermetures Éclair. « Cette structure détaillée, qui montre la position dans l’espace des quarante-deux acides aminés de la protéine bêta-amyloïde et sa conformation globale, permet de mieux comprendre comment plusieurs modifications génétiques accroissent le risque de développer la maladie : elles permettent de stabiliser les fibrilles. Cela peut aussi expliquer pourquoi les souris ne développent pas la maladie d’Alzheimer dans la nature, et pourquoi une partie de la population islandaise semble être résistante à la maladie », expliquent les chercheurs. Les observations permettent aussi de mieux comprendre le mécanisme de formation des dépôts par empilement.

Nous ne sommes pas seuls

Les grands singes présentent une accumulation considérable de plaques bêta-amyloïdes après l’âge de quarante ans (âge équivalent à plus de quatre-vingts ans chez l’homme dans les pays développés), mais sans présenter de dégénérescence apparente des neurones à proximité des plaques. Le Pr Mary-Ann Raghanti, du département d’anthropologie de l’Université Kent State (Ohio, Etats-Unis) et ses collègues, viennent d’étudier vingt cerveaux de chimpanzés âgés de 37 à 62 ans, dans les régions affectées par la maladie chez l’homme. Les dépôts de protéine amyloïdes sont observés davantage dans les vaisseaux sanguins (angiopathie amyloïde) que dans les plaques, et sont corrélés à un accroissement des neurofibrilles de protéine tau anormale dans les neurones. Pour les chercheurs, ces résultats suggèrent que ces lésions ne sont pas spécifiques au seul cerveau humain.

Edler MK et al. Aged chimpanzees exhibit pathologic hallmarks of Alzheimer's disease. Neurobiol Aging, 1er août 2017. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28888720. Finch CE et Austad SN. Commentary: is Alzheimer's disease uniquely human? Neurobiol Aging 2015; 36(2): 553–555. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4394838/pdf/nihms675302.pdf(texte intégral).

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