Concours de vulgarisation scientifique 2015 | lauréate

Le carburant du cerveau : un facteur dans la maladie d’Alzheimer?

Quand les cellules du cerveau, les neurones, ont de la difficulté à obtenir ou à utiliser le glucose, elles fonctionnent moins bien, deviennent affamées et peuvent mourir.

Quand les cellules du cerveau, les neurones, ont de la difficulté à obtenir ou à utiliser le glucose, elles fonctionnent moins bien, deviennent affamées et peuvent mourir.


Photo : Hélène Beaudet

Le cerveau est un grand consommateur d’énergie. Son carburant principal est le sucre, précisément le glucose. Quand les cellules du cerveau, les neurones, ont de la difficulté à obtenir ou à utiliser ce précieux carburant, elles fonctionnent moins bien, deviennent affamées et peuvent mourir.

Lorsque des neurones meurent massivement, il y a une perte de capacité cérébrale. Si vous pouviez examiner le cerveau d’une personne atteinte de la maladie d’Alzheimer, vous verriez que certaines zones sont atrophiées, c’est-à-dire qu’elles ont rapetissé. Ce qui se traduit par une perte de la mémoire, de la capacité de réflexion en plus de comportements de plus en plus étranges et incohérents.

Mais qu’est-ce qui distingue un cerveau âgé en bonne santé d’un cerveau atteint de la maladie d’Alzheimer?

La réponse à cette question est essentielle afin de diagnostiquer efficacement la maladie d’Alzheimer et de lui trouver un remède. Pour comprendre le vieillissement cérébral, et définir sa « normalité », l’équipe de Stephen Cunnane, Ph. D., docteur en physiologie et professeur-chercheur à la FMSS et au CRCHUS a sondé le cerveau de jeunes et d’aînés en bonne santé.

Le cerveau sous toutes ses coutures

Grâce à un examen de tomographie d’émission par positrons (TEP), il est possible de mesurer l’activité du cerveau. Pendant cet examen, les chercheurs ont injecté un type de sucre (appelé « FDG ») aux personnes à l’étude. Ils ont ensuite pris une série d’images à l’aide d’une caméra spéciale qui permet de voir la quantité de sucre consommée par les différentes régions cérébrales. Finalement, les participants ont passé un examen d’imagerie par résonance magnétique (IRM) qui produit une image détaillée du cerveau et permet de mesurer sa taille. Les images TEP et IRM ont été superposées afin de calculer précisément la consommation de sucre de chaque région du cerveau.

Les chercheurs ont recruté un groupe de 34 jeunes âgés de 18 à 30 ans et un groupe de 41 personnes âgées de 65 à 85 ans. Ces personnes ne fumaient pas, ne souffraient pas de diabète et ne présentaient pas de troubles de la mémoire.

En plus des examens d’imagerie, les personnes à l’étude ont passé des questionnaires pour évaluer leur capacité de mémoire et de réflexion. Les résultats à ces tests cognitifs démontrent que le temps laisse sa marque sur le cerveau. En effet, les aînés ont obtenu certains résultats inférieurs à ceux des jeunes alors que d’autres résultats n’étaient pas différents. Cette différence liée à l’âge est bien connue des chercheurs et ne signifie pas nécessairement qu’une personne âgée développera la maladie d’Alzheimer.

Les résultats d’IRM et de TEP permettent d’expliquer en partie les différences observées aux tests cognitifs. Par exemple, l’IRM effectuée chez les aînés montre un autre phénomène bien connu qui survient avec l’âge : l’atrophie cérébrale et la perte de matière grise. Il s’agit d’une réduction lente et progressive du volume du cerveau (d’environ 2 % par décennie) qui s’amorce dès la vingtaine.


Peut-on ralentir le vieillissement du cerveau?

L’atrophie s’accompagne d’une diminution d’activité observable en TEP. Chez les participants à l’étude, le cerveau des plus âgés consommait en moyenne 7 % moins de sucre que celui des plus jeunes. Cette diminution n’était cependant pas répartie également — elle était plus importante dans le lobe frontal, une zone responsable de fonctions comme la planification ou l’adaptation à des situations nouvelles. Selon les chercheurs, il s’agit d’une répartition différente de celle observée chez les patients souffrant de la maladie d’Alzheimer. Chez ces derniers, ce sont surtout les lobes temporal et pariétal, des régions liées à la mémoire à court terme et au traitement de l’information sensorielle (vue, odorat, etc.), qui consomment moins de sucre.

Images de la structure (IRM) et de l’activité (TEP) du cerveau. La maladie d’Alzheimer est associée à une diminution de la consommation de sucre (FDG) dans des régions précises indiquées par les flèches.
Images de la structure (IRM) et de l’activité (TEP) du cerveau. La maladie d’Alzheimer est associée à une diminution de la consommation de sucre (FDG) dans des régions précises indiquées par les flèches.
Photo : https://www.flickr.com/photos/institut-douglas/2677257668

À ce jour, il est impossible d’arrêter ou de renverser les effets du vieillissement. Cependant, des résultats de grandes études démontrent clairement qu’adopter certaines habitudes comme manger sainement, faire de l’exercice ou s’adonner à des activités intellectuelles permet de retarder le déclin cognitif. De plus, comme le cerveau consomme moins de sucre en vieillissant, peut-être faudrait-il lui fournir un carburant alternatif? L’équipe du Professeur Cunnane se penche présentement sur un tel carburant : les corps cétoniques dérivés des graisses.

Source: S. Nugent, C-A Castellano , C. Bocti, et al. Relationship of metabolic and endocrine parameters to brain glucose metabolism in older adults: do cognitively-normal older adults have a particular metabolic phenotype? Biogerontology. Springer Netherlands; online publication, September 12, 2015