On l’appelle le centre de la mémoire, mais c’est aussi la première zone touchée par la neurodégénérescence. Plus vulnérable sans doute que d’autres zones cérébrales, l’hippocampe apparaît comme un site précurseur et prédictif de la maladie d'Alzheimer, avec cette étude, une première mondiale, menée par des scientifiques de l'Université du Sussex. L’équipe démontre, dans la revue Nature Communications que les niveaux d'oxygène dans le flux sanguin irrigant l'hippocampe sont un marqueur fiable du risque voire du développement de la maladie d’Alzheimer.
Ces observations confirment la composante santé cérébrovasculaire dans le risque de démence mais suggèrent également que l'augmentation du flux sanguin dans l'hippocampe pourrait être vraiment efficace pour prévenir les dommages aux neurones. « Des travaux qui constituent une étape importante dans la recherche de mesures préventives et de traitements pour la maladie d'Alzheimer », explique l’auteur principal, le Dr Catherine Hall professeur à la School of Psychology and Sussex Neuroscience, « car ils suggèrent que l'augmentation du flux sanguin dans l'hippocampe pourrait être une nouvelle option efficace pour prévenir la neurodégénérescence ».
Pour comprendre pourquoi cette zone est plus sensible,
les scientifiques ont étudié l'activité cérébrale et la circulation sanguine dans l'hippocampe de souris puis utilisé différentes simulations pour prédire quelle quantité d'oxygène doit être apportée aux neurones de l'hippocampe les plus éloignés des vaisseaux sanguins pour que ces cellules puissent continuer à fonctionner normalement.
L’hippocampe, une zone cérébrale moins bien « irriguée » : les chercheurs constatent que le débit sanguin et les niveaux d'oxygène dans l'hippocampe sont inférieurs à ceux du cortex visuel. De plus, lorsque les neurones sont actifs, il y a une forte augmentation du débit sanguin et des niveaux d'oxygène dans le cortex visuel. Cela fournit de l'énergie aux neurones, cependant, dans l'hippocampe, ces réponses s’avèrent beaucoup plus faibles.
Des vaisseaux de l’hippocampe plus rigides : les vaisseaux sanguins de l'hippocampe contiennent en effet, moins de transcriptions en ARNm (codes de fabrication de protéines) pour les protéines qui façonnent la dilatation des vaisseaux sanguins. De plus, les cellules qui dilatent les petits vaisseaux sanguins, appelées péricytes, ont une forme différente dans l'hippocampe vs cortex visuel.
Un flux sanguin plus facilement compromis : les scientifiques font ainsi l’hypothèse que le flux sanguin cérébral et les niveaux d'oxygène diminuent à des niveaux qui empêchent les neurones de fonctionner normalement dans l'hippocampe, offrant en quelque sorte une vulnérabilité particulière de cette zone au développement de la maladie d'Alzheimer : en d’autres termes, la diminution précoce du flux sanguin empêche l'hippocampe de fonctionner correctement, agmente sa vulnérabilité aux agrégats toxiques et annonce un risque accru de maladie d’Alzheimer.
« Les mêmes facteurs qui exposent au risque de crise cardiaque augmentent le risque de démence ».
Ainsi, notre cerveau a besoin d'un flux sanguin suffisant :
- pour fournir de l'énergie, sous forme d'oxygène et de glucose, aux cellules cérébrales afin qu’elles puissent fonctionner correctement,
- pour éliminer les déchets tels que les protéines bêta-amyloïdes qui s'accumulent dans la maladie d'Alzheimer.
Quelle relation de cause à effet ? Est-ce la baisse du débit sanguin et des niveaux d'oxygène dans l'hippocampe qui favorise l'accumulation de bêta-amyloïde dans la maladie d'Alzheimer ou les agrégats de protéines toxiques qui induisent un dysfonctionnement cérébrovasculaire ?
Dans l’attente « d’y voir plus clair », les auteurs concluent, avec un esprit à la fois clinique et pratique : « S'il est exact que l'augmentation du flux sanguin dans l'hippocampe est importante pour protéger le cerveau contre les maladies dégénératives comme la maladie d'Alzheimer, c'est aussi un argument supplémentaire à la pratique régulière de l’exercice et à l’adoption d’un régime pauvre en cholestérol, ici pour la santé cérébrale à long terme ».
Source: Nature Communications Neurovascular 27 May, 2021 DOI: 10.1038/s41467-021-23508-y Neurovascular coupling and oxygenation are decreased in hippocampus compared to neocortex because of microvascular differences
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