Les défenseurs du cerveau – DAVID PERLMUTTER, MD
Le cerveau pèse 1,36 kg contenant 172 milliards de cellules. Environ 50%, soit 86 milliards sont des neurones. Leur travail principal consiste à communiquer. Les synapses dans le cerveau servent à transmettre les signaux entre les neurones afin de réguler les pensées, les émotions et comportements, permettant la formation des réseaux complexes d’émotion. Tous les apprentissages se produisent parce que les neurones se connectent les uns aux autres. Les neurones gardent les synapses actifs et et remplacent ceux qui meurent et qui sont plus qu’essentiels au fonctionnement normal du cerveau tout au long de sa vie.
Les 86 milliards de cellules dans le cerveau appelées glia. En grec le mot signifie «colle». Les cellules gliales ont pour tâche de tenir ensemble les neurones, de les protéger – ainsi les coller.
Plusieurs types de cellules gliales – mais étudions surtout la microglie – les résidents du cerveau, les cellules de l’immunité innée. Ils comprennent 5 -10% des cellules du cerveau, mais en dépit de ce nombre restreint, ils ont une importance cruciale sur notre santé et le fonctionnement du cerveau. Le système immunitaire est composé d’une armée pour se battre contre les ennemis envahisseurs (bactéries, virus et cellules cancéreuses). Cette armée constitue la ligne de défense pour protéger notre système et est composé de globules blancs, lymphocytes et autres. Lors d’une période d’infection aigüe ou blessure, l’armée se mobilise à l’aide de ses ressources, élimine les pathogènes, neutralise les toxines, et facilite la guérison. En cas de non menace, les cellules immunitaires agissent en tant que vigie: nettoient, brossent, conservent l’équipement en parfaite condition, restent vigilantes à l’affut des alarmes, surveillent l’environnement, et communiquent avec les autres casernes de pompiers.
La routine de maintenance est essentielle , voire vitale afin de prévenir toute inflammation chronique: maladies graves, troubles cardio-vasculaires. La routine d’entretien du système immunitaire est critique afin de prévenir l’inflammation chronique qui sous-tend nos maladies les plus envahissantes, envahissantes et coûteuses, des troubles cardio-vasculaires aux conditions neurodégénératives.
Ce qui rend la microglie si unique est que parmi toutes les cellules immunitaires est de changer de forme et de fonction. Selon ce qu’il faut faire – à savoir réagir à une crise ou prendre soin de manière proactive – elles se transforment complètement comme par magie d’apparence et d’utilité. Il s’agit des mêmes cellules mais épousent un phénotype différent. Il y a deux phénotypes microgiales que l’on doit connaître qui sont M1 (lequel s’appelle jumeau maléfique) et M2 (bon jumeau).
Le bon jumeau
Avez-vous parmi vos amis, l’un qui peut tout réparer, possède tous les outils et qui a des habiletés uniques de jardinage (il a une main verte), nettoie comme un pro, puis en dernier recours écoute religieusement et répond rapidement quand vous lui posez une question en ajoutant «Cela est-il correct?» Ce soit disant ami est personnifié comme étant le phénotype M2. Comme nous avons de la chance d’avoir des milliards d’amis dans notre cerveau droit en ce moment présent.
À l’instar d’une étoile de mer épineuse dotée de longs bras qui résident dans un petit corps. Il peut détecter la présence de menaces potentielles (agents pathogènes, déchets cellulaires), et s’en débarrasse. Ils sont également capables de détecter des signaux de synapses en train de mourrir. Les jardiniers sont comme des jardiniers, capables de faire une élimination sélective des mauvais herbes afin de créer de l’espace propice afin de rediriger les nutriments pour faciliter une nouvelle croissance. De plus, le phénotype M2 peut se débarrasser des protéines mal repliées (comme les amas d’amyoloïde, les cellules endommagées et composantes cellulaires si nécessaire, qui ont cessé de se diviser et qui peuvent devenir inflammatoires si elles n’ont pas été vérifiées. L’habileté du système immunitaire consiste à identifier et nettoyer les cellules essentielles afin de prévenir l’inflammation chronique et les conséquences chroniques en aval, troubles dégénératifs tels que l’Alzheimer, l’ostéosporose, l’arthrite, les maladies coronaires, l’AVC, le diabète de type 2, divers formes de cancer, la maladie de Parkinson, le DMLA (dégénérescence liée à l’âge) la perte auditive liée à l’âge, l’hypertension, les cataractes et les glaucomes.
Portant un autre chapeau , le microglie M2 agit comme diagnostiqueur en enrobant leurs bras semblables à des pattes d’araignée autour des neurones afin de procéder à de nombreuses inspections. Advenant que le neurone est jugé sain, M2 le relâche en liberté et passe à un autre en se collant à lui afin de s’enquérir de son état de santé. En retour, les neurones laissant échapper des signaux qui maintiennent M2 dans leur forme offrant du soutien. Au-delà de la simple prise en charge, de l’entretien ménager, jardinage et diagnostic, le phénotype M2 joue un rôle central ou prépondérant en tant que mécanicien, déclenchant la libération de facteurs neurotrophiques (molécules qui supportent les neurones de croissance) et qui orchestrent la réparation des synapses et des tissus du cerveau ou à une usure anormale. Ils sont nos véritables défenseurs du cerveau. Lorsque le phénotype amical M2 devient «activé» suite à une blessure ou à une infection aigüe ou encore sous certaines conditions environnementales et métaboliques – une transformation se produit – le phénotype M2 n’est désormais plus le défenseur de notre cerveau. Il devient alors le jumeau maléfique, le phénotype M1.
Le jumeau maléfique
Contrairement au bon phénotype M2, lequel agit en tant que protecteur en déblayant les neurones endommagés et en élagant les synapses dysfonctionnels afin de maintenir la circuiterie du cerveau en bonne santé,. La microglie M1 agit dans une mesure bien plus destructrice. Une fois activés ces cellules microgliales se tractent leurs bras d’araignée se condensant en formes trapues et amyloïdes qui leur permettent de se déplacer rapidement vers leur cible. Passant à l’offensive, les cellules microgliales M1 dépouillent non seulement les synapses compromis mais également celles qui sont parfaitement fonctionnelles et qui sont critiques en ce qui concerne l’apprentissage et la mémoire. En faisant ceci, elles inondent l’environnement immédiat avec des produits chimiques inflammatoires et des radicaux libres, créent un milieu toxique mettant ainsi en péril les neurones sains , les rendant blessés ou morts.
Les cellules du phénotype M1 sont pro-inflammatoires. Lorsque le cerveau ou subit l’attaque de bactéries ou virus, les cellules M1 déclenchent la libération de ces cytokines inflammatoires à se précipiter.
Qu’est-ce qui cause l’inflammation dans le cerveau? Une crue de cytokine convoquée par les cellules M1.
Il n’y a rien d’intrinsèquement insidieux en ce concerne le phénotype M1. En soi, il existe pour protéger le cerveau contre les assauts variés et répétés tels que l’infection traumatique et la toxicité. Le problème est que, une fois les cellules microgliales du phénotype M1 sont formées, elles peuvent être coincées dans leur forme amiboïde de jumeau maléfique. Sous certaines conditions il s’avère difficile de les faire revenir à la forme amicale du phénotype M2. Et une fois que le cerveau bascule ayant trop de M1, les problèmes commencent.
Mais les phénotypes M1 ont une politique de terre brûlée. Lorsque M2 se débarrasse du bois mort, M1 arrive aussi afin de se débarrasser des synapses en santé en même temps. Chez les patients affublés de la maladie d’Alzheimer, l’élagage trop zélé de M1 mène à des symptômes qui se caractérisent de la condition telle que la perte de la mémoire, la confusion et le changement de comportement. La perte de synapses est la particularité centrale de la maladie et c’est causé par les attaques répétées non réglementées de M1.
En résumé, la microglie s’occupe de la taille précoce lorsque cela est utile et après, quand elle est destructive au lieu de conserver les synapses favorisant la cognition, les cellules M1 engloutissent ceux qui sont essentiels aux connexions. Cette aberrante perte accélérée synaptique du déclin cognitif contribue à la progression de la maladie d’Alzheimer.
L’inflammation chronique et l’élagage inapproprié ne sont pas le seul exemple de la force destructrice de M1. Un autre problème surgit, le stress oxydatif se produit lorsque le corps produit plus de produits chimiques nocifs, appelés «espèces réactives de l’oxygène (ERO)» lesquels peuvent être éliminés. Les produits chimiques sont extrêmement dangereux. Ils peuvent endommager l’ADN entraînant la production de gènes pour causer le cancer. Ils sont responsables de d’un mauvais fonctionnement et d’une panne de la cellule. Le stress oxydatif est associé aux maladies dégénératives ainsi qu’aux maladies cardio-vasculaires et le cancer.
Il est important à ce stade de comprendre comment les cellules immunitaires du cerveau peuvent aider ou nuire, selon dans quel mode il se situe,
| Le jumeau maléfique M1 | Le bon jumeauM1 |
|---|---|
| Affaiblir la barrière hémato-encéphalique (BHE) | Maintenir l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique (BHE) |
| Production de molécules inflammatoires tels que cytokines qui favorisent la neuro- inflammation, cause première de la maladie neurodégénérative | Réduire la neuro-inflammation |
| Augmenter la production des espèces réactives d’oxygène (ERO), les quels endommagent les neurones ainsi que les cellules de la microglie M2, les transformant en phénotypes M1 | Promouvoir la formation de nouveaux neurones |
| Ne peut parvenir à digérer les protéines beta-amyloïdes, la marque distinctive de la maladie d’Alzheimer | Éliminer les protéines beta-amyloïdes |
| Ne peut parvenir à se débarrasser des synapses non fonctionnels, entravant la neuroplasticité, consomme des synapses sains | Améliorer la formation de nouveaux synapses, promouvoir la neuro-plasticité |
La microglie est très occupée. Les cellules microgliales ont une longue liste de responsabilités, incluant la surveillance, le nettoyage, la récupération, l’élagage, les soins assumés, la réparation des neurones, répondre à une blessure ou une infection, et incitant la libération des facteurs neurotoxiques et neurotrophiques. Cela demande énormément d’énergie de la part de la microglie afin d’accomplir cette tâche gigantesque. Où prend-elle son carburant? Dans de minuscules raffineries d’énergie appelées mitochondrie.
Mitochondrie
La mitochondrie, souvent appelée «centrale énergétique ou centrale de cellules», requiert une énorme quantité d’énergie, tout comme les muscles et le cerveau. Le coeur, muscle qui requiert une formidable forme d’énergie et qui contient une énorme quantité de mitochondries, soit environ 5 000 sont bourrés dans 40% de chacune des cellules du coeur. Le foie en a environ 2 000 mitochondries par cellule. Les neurones en exécutent 1 000 par cellule. Chaque neurone brûle 50 impulsions nerveuses par seconde. Ils ont besoin d’une grande quantité d’énergie.
La microglie est autant affamée que les neurones, et elles dépendent grandement de leur mitochondrie en tant que source d’énergie afin de jouer leurs rôles prépondérant. Leur concentration mitochondriale est un fluide qui dépend de leur phénotype et de leur fonction.
Les mitochondries ne sont pas des cellules. Elles sont des organelles, en quelque sorte des structures spécialisées à l’intérieur d’une cellule et vivant dans un cytoplasme gélatineux le long du noyau de la cellule. Une seule mitochondrie possède une forme ovale avec une membrane externe poreuse qui permet au glucose (sucre) des molécules de passer au travers. À l’intérieur de l’organelle existe une membrane interne à la fois tunélisée et tordue qui augmente la surface de la zone (comme des bigorneux dans le cerveau). La zone à travers ces tunnels (la matrice) est remplie d’Une protèine visqueuse et d’ADN. L’ADN mitochondriale n’est pas la même que celle de l’ADN contenant le plan pour chaque trait et fonction de l’organisme dans son entier, de la couleur des cheveux au quotient intellectuel. L’ADN mitochondrial procure suelement le plan qui permet à l’organelle de fabriquer de l’énergie.
EN RÉSUMÉ
- Le phénotype M2 de la microglie est impliqué dans le processus d’élagage synaptique qui rationalise le cerveau pendant nos années de jeunesse. Un égarement, une suppression inappropriée de synapses vitaux médiatisé par le phénotype M1 est une caractéristique distinctive de la maladie d’Alzheimer.
- La microglie possède une habileté unique de changer dramatiquement de forme, selon ce qu’elle est en train de faire, l’environnement interne du cerveau, et leur propre métabolisme.
- Le phénotype M2 – le bon jumeau guérisseur – prend grand soin du ménage, soigne, évalue la santé neuronale, procède à l’élagage (dépouille les superflues), surveille attentivement, et procède à l’entretien mécanique.
- Le phénotype M1 – jumeau maléfique – bénéficie de leurs rôles de défenseurs de la première ligne en ce qui concerne une éventuelle blessure et infection.
- Lorsque non réglementé, le phénotype M1 fait trop bien son travail, mangeant les synapses et les neurones sains, et propagent l’inflammation.
- L’inflammation chronique causée par l’activation de M1 est la caractéristique distinctive de toutes les maladies dégénératives.
- La dominance de M2 conduit également au stress oxydatif et à la formation de produits chimiques nocifs (espèces réactives de l’oxygène – ERO) qui sont extrêmement dangereuses en causant des mutations de gène et de pannes cellulaires.
- L’inflammation et le stress oxydatif causés par l’activation de M1 rend difficile la possibilité de M1 de passer à M2, lorsque M1 se blesse au cours de sa mutation en cours en changeant de structure destructive, et les conditions ne font qu’empirer.
- Il y a deux chemins pour produire l’énergie la très efficace « phosphorylation oxydative», laquelle a lieu à l’intérieur de la mitochondrie avec l’oxygène pour produire l’adenosine triphosphate – ATP en quantité abondante, et le processus inférieur de la glycolyse, laquelle a lieu à l’extérieur de la mitochondrie, n’utilise pas d’oxygène et produit l’AP en quantité insuffisante.
- Lorsque tous les systèmes fonctionnent correctement, la microglie dispose la quantité suffisante via la production de l’ATP microgliale pour demeurer dans le bon M2. S’il advenait que quelque chose tourne mal avec la microglie qu’avec de la glycolyse, les bons M2 se transforment et deviennent des malfaiteurs M2.
- Le métabolisme cérébral reflète le métabolisme corporel, ce qui explique l’association entre les conditions métaboliques comme le diabète de type 2, l’obésité, la résistance à l’insuline, et la maladie neurodégénérative.
Lien: Immunométabolisme