Les scientifiques découvrent un lien jusque-là inconnu entre le métabolisme et la santé du cerveau

Lier le mode de vie aux changements cérébraux

Pour l’étude, les chercheurs ont analysé les données de 26 239 personnes de la UK Biobank qui étaient exemptes de démence et d’AVC au moment du recrutement. Les participants étaient âgés de 37 à 73 ans au moment du recrutement et 52 % étaient des femmes.

Les chercheurs ont examiné les données d’IRM cérébrale des participants, notamment :

• volume cérébral total (TBV)
• volume de matière grise (GMV)
• volume d’hyperintensité de la substance blanche (WMH)
• volume de l’hippocampe (HV)
• dépôt de fer

Parmi ces mesures d’IRM cérébrale, TBV inférieurréduire la VBG et plus grand volume WMV ont été associés à des lésions cérébrales et à une perte de fonction.

Pendant ce temps, un dépôt de fer plus important a été associé à un risque accru de maladie d’Alzheimer, qui est la forme de démence la plus courante. Une HV réduite est également liée à une mémoire, un apprentissage verbal, une vitesse de traitement et une fonction exécutive plus faibles.

Les chercheurs ont évalué l’imagerie cérébrale selon un certain nombre de biomarqueurs, notamment :

• taux de cholestérol
• niveaux d’inflammation
• fonction rénale
• la fonction hépatique
• Indice de masse corporelle (IMC)
• Taux métabolique de base (BMR) – le nombre de calories brûlées au repos
• pression artérielle
• Niveaux de 25(OH)D, qui est une mesure de la vitamine D

Ils ont constaté qu’un âge plus jeune, un niveau d’éducation plus élevé, le fait de ne jamais avoir fumé, un plus grand nombre d’heures de travail et un niveau d’exercice physique plus élevé étaient liés à un HV plus élevé et à moins de lésions cérébrales.

Ils ont également noté que les niveaux de dépôt de fer avaient tendance à augmenter avec l’âge et étaient plus élevés chez les fumeurs et les ex-fumeurs, ceux qui avaient un niveau d’éducation plus élevé, plus d’heures de travail et des niveaux d’exercice intense plus élevés.

Les chercheurs ont en outre découvert que des triglycérides élevés, un IMC élevé, une mauvaise fonction hépatique et rénale et des niveaux élevés d’inflammation étaient liés aux résultats cérébraux les plus néfastes.

Des triglycérides élevés et un dysfonctionnement hépatique, en particulier, étaient liés aux niveaux les plus élevés de dépôt de fer, de lésions cérébrales et de perte de GMV.

Les chercheurs ont noté qu’un BMR plus élevé était lié à plus de dépôts de fer, à un GMV plus faible et à un HV plus faible que l’obésité.

Ils ont également noté que des niveaux inférieurs de vitamine D étaient liés à davantage de lésions cérébrales et à une diminution du TBV et du GMV.

Accumulation de fer dans le cerveau

Lorsqu’on lui a demandé comment le fer s’accumule dans le cerveau, le Dr Russel H. Swerdlow, directeur du centre de recherche sur la maladie d’Alzheimer de l’Université du Kansas, faculté de médecine de l’Université du Kansas, qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré Nouvelles médicales aujourd’hui :

« [The brain needs iron] pour construire certaines structures appelées « enzymes de la chaîne respiratoire » [proteins that play a role in cell metabolism] qui sont défectueux dans la maladie d’Alzheimer. Si l’on ne peut pas former correctement ses enzymes de la chaîne respiratoire, les niveaux de fer commenceront à augmenter.

Le Dr Mikhail Kolonin, professeur et directeur du Center for Metabolic and Degenerative Diseases de l’Université du Texas, qui n’a pas non plus participé à l’étude, a ajouté :

« Normalement, la barrière hémato-encéphalique (BBB) ​​limite l’accès du fer aux cellules cérébrales. Les microhémorragies récurrentes peuvent être une explication de l’augmentation de l’accumulation de fer à un âge plus avancé. Cependant, les dysfonctionnements métaboliques et inflammatoires chroniques associés au vieillissement compromettent [cells that form the BBB]qui entraîne une augmentation de l’entrée de fer dans le cerveau, peut être plus important.

« Accumulation de fer, dommages oxydatifs [from excessive iron accumulation] favorise en outre la mort cellulaire, les processus sous-jacents à toutes les maladies neurodégénératives.
— Dr Mikhaïl Kolonine

Mécanismes sous-jacents

Les chercheurs ont noté que la plupart de leurs conclusions sont conformes à précédent rechercher. Cependant, le Dr Kolonin a noté que les résultats de l’étude sur le BMR étaient surprenants.

« Le taux métabolique basal diminue avec l’âge, et les athlètes sont connus pour avoir un métabolisme basal significativement plus élevé, ce qui rend les résultats de l’étude contre-intuitifs. Il est évident que le taux métabolique de base peut être modulé à la fois par des processus favorables à la santé et pathogènes », a-t-il déclaré.

« Des recherches supplémentaires seront nécessaires pour identifier des marqueurs prédisant de manière plus sélective le risque de dysfonctionnement neurophysiologique », a-t-il ajouté.

Les chercheurs ont noté que si le BMR est essentiel à la fonction neuronale, un BMR plus élevé peut favoriser le stress oxydatif s’il n’est pas suffisamment contrebalancé par les antioxydants dans le corps. Ils ont convenu, cependant, que d’autres études sont nécessaires pour explorer ce lien.

Les chercheurs ont conclu que les marqueurs métaboliques tels que BMR et BP pourraient fournir des informations précieuses sur le développement de la démence.

Interrogé sur les limites de l’étude, le Dr Kolonin a déclaré :

« L’une de ses limites est l’exclusion des personnes ayant des antécédents de démence ou d’accident vasculaire cérébral. On pourrait s’attendre à des informations cliniques utiles d’une analyse distincte incluant ce groupe. Un autre problème est que la cohorte de la biobanque britannique peut ne pas refléter la population générale car elle est limitée aux participants d’ascendance britannique blanche et est sujette à des préjugés volontaires sains. Par conséquent, ces résultats doivent être réévalués dans des ensembles de données indépendants contenant d’autres groupes ethniques et socio-économiques.

Le Dr Swerlow a ajouté que bien que l’étude ait trouvé un lien entre les mesures métaboliques et les données d’imagerie cérébrale suggérant une déficience cognitive, elle n’a pas abordé la causalité.

Maintenir la santé métabolique

« La meilleure façon de maintenir un métabolisme sain est d’éviter l’accumulation de poids excessif grâce à une alimentation saine et à une activité physique. En effet, l’exercice est peut-être l’approche la plus efficace pour prévenir la maladie d’Alzheimer », a déclaré le Dr Kolonin.

« Les mécanismes de son effet ne sont pas complètement compris. Cependant, ils sont susceptibles d’impliquer la réduction de la glycémie et la normalisation de la fonction vasculaire. Cela conduit éventuellement à une amélioration de la BHE, [and thus a decreased] risque de démence vasculaire et d’autres maladies neurodégénératives », a-t-il ajouté.

Le Dr Swerdlow a convenu qu’un mode de vie sain est essentiel pour améliorer la santé métabolique. Il a déclaré: « Des choses comme manger constamment avec excès, un mode de vie sédentaire, fumer, se promener avec une hypertension incontrôlée, et des choses de ce genre semblent certainement avoir un impact négatif sur le métabolisme. »

« Bien qu’il y ait toujours un débat en cours, des données alléchantes – dont certaines générées dans notre centre de recherche sur la maladie d’Alzheimer – suggèrent de faire des choses qui profitent au métabolisme et d’éviter les choses qui nuisent au métabolisme, peuvent réduire le risque de démence. »
— Dr Russel H. Swerdlow