- Le vieillissement est associé à des changements dans le flux sanguin dans le cerveau.
- Ces changements peuvent être liés à un risque accru de maladies neurodégénératives.
- Une nouvelle étude sur la souris montre comment ces changements varient dans différentes régions du cerveau.
- Les auteurs espèrent que leurs résultats amélioreront notre compréhension de la manière dont et des raisons pour lesquelles les maladies neurodégénératives apparaissent.
À l'aide d'un modèle murin, un groupe de scientifiques a récemment étudié les changements vasculaires dans le cerveau vieillissant. Pour la première fois, ils ont étudié comment ces changements se produisent dans le cerveau. entier cerveau.
L'étude, qui paraît dans
Ils notent également que les régions du cerveau impliquées dans la maladie d’Alzheimer sont particulièrement sensibles aux changements de la fonction vasculaire liés à l’âge, ce qui peut aider à expliquer pourquoi la mort cellulaire se produit dans ces zones.
Comment le vieillissement des vaisseaux sanguins affecte-t-il la santé du cerveau ?
La démence, la maladie de Parkinson et d'autres maladies neurodégénératives restent très difficiles à traiter et il n'existe aucun remède contre elles. De nombreuses questions sur leur origine restent obscures.
Un facteur commun à tous ces phénomènes est qu’ils sont tous causés par la mort de neurones, ou cellules cérébrales. C’est pourquoi une grande partie des recherches existantes se concentre sur la manière dont cette mort cellulaire se produit et sur les raisons pour lesquelles elle se produit.
Cependant, le système vasculaire du cerveau pourrait être la principale raison de cette mort neuronale.
Comme le soulignent les auteurs de la nouvelle étude, les maladies qui affectent les vaisseaux sanguins, comme les accidents vasculaires cérébraux, l’athérosclérose et le diabète de type 2, augmentent toutes le risque de démence vasculaire.
Un transport sanguin perturbé dans le cerveau peut empêcher les cellules de recevoir l'énergie dont elles ont besoin et empêcher l'élimination des déchets métaboliques, ce qui peut également entraîner la mort des cellules cérébrales.
« Il est de plus en plus reconnu que la perturbation de la vascularisation cérébrale peut précéder les dommages neuronaux associés aux maladies neurodégénératives et à d’autres types de démence », écrivent les auteurs.
Étant donné que le facteur de risque le plus important des maladies neurodégénératives est l’âge, comprendre comment les vaisseaux sanguins évoluent à mesure que nous vieillissons peut fournir des indices essentiels sur la manière dont ces maladies commencent.
Que se passe-t-il lorsque les vaisseaux sanguins du cerveau vieillissent ?
Les recherches antérieures dans ce domaine se concentraient principalement sur les gros vaisseaux cérébraux dans des régions cérébrales spécifiques. En revanche, la dernière étude s'intéresse également aux micro-vaisseaux et examine l'ensemble du cerveau.
Grâce aux progrès technologiques récents, les scientifiques peuvent désormais visualiser en 3D l'intégralité du réseau vasculaire du cerveau d'une souris. Les scientifiques ont constaté un certain nombre de changements distincts dans le système vasculaire du cerveau au cours du vieillissement.
Par exemple, on a observé une réduction significative de la densité vasculaire, c'est-à-dire de la longueur des vaisseaux sanguins par rapport à la surface dans laquelle ils se trouvent.
Ainsi, une réduction de la densité vasculaire signifie que certaines sections de tissu sont probablement mal desservies par les vaisseaux sanguins. De même, il y a moins de ramifications des vaisseaux sanguins, ce qui aurait le même effet.
Pourquoi les vaisseaux sanguins du cerveau deviennent-ils plus sinueux avec l’âge ?
Les scientifiques ont également noté des changements dans les artérioles, qui sont de petits vaisseaux sanguins qui se ramifient à partir d'artères plus grosses. Certaines artérioles alimentent en sang la couche externe du cerveau, on les appelle surface artérioles.
À partir de ces artérioles superficielles, des artérioles dites pénétrantes se ramifient pour atteindre les couches les plus profondes du cerveau. Les scientifiques ont découvert que celles-ci étaient de plus en plus tortueuses et sinueuses avec l’âge. Ils expliquent que cela altère la circulation sanguine « en augmentant la résistance au flux ».
Actualités médicales d'aujourd'hui Nous avons discuté avec le Dr José Morales, neurologue vasculaire et chirurgien neurointerventionnel au Pacific Neuroscience Institute de Santa Monica, en Californie. Nous avons demandé à Morales, qui n'a pas participé à l'étude, pourquoi les vaisseaux sanguins peuvent devenir plus tortueux avec le temps.
Il nous a dit:
« Je pense que la diminution de la ramification peut contribuer à ce phénomène en augmentant la résistance au sein du circuit d’écoulement, mais la contrainte de cisaillement exercée sur l’artère au fil du temps pourrait également être un facteur contributif. »
Nous avons également contacté Mustali Dohadwala, docteur en médecine, praticien exclusif de Heartsafe LLC à North Andover, dans le Massachusetts. Il nous a expliqué que « l’intégrité de la paroi endothéliale » pouvait également être en cause, ce qui pourrait être dû à une inflammation, entre autres raisons.
Cela peut également être dû au fait que les vaisseaux sanguins ont une capacité réduite à se contracter et à se détendre, a expliqué Dohadwala, qui n’a pas participé à l’étude.
Étant donné que les artérioles pénétrantes ont été plus touchées que les artérioles de surface, cela signifie que les parties plus profondes du cerveau sont plus susceptibles de subir une réduction de l’apport en oxygène et en nutriments.
Les scientifiques ont également noté d’autres changements : le rayon de ces vaisseaux sanguins, c’est-à-dire leur largeur, a augmenté de manière significative, en particulier dans les micro-vaisseaux. Ils sont également devenus plus « perméables ».
Les changements ci-dessus étaient plus prononcés dans les profondeurs du cerveau, en particulier dans la couche corticale la plus profonde, connue sous le nom de
Un autre facteur de mort cellulaire dans la maladie d’Alzheimer ?
Comme les scientifiques ont étudié l’ensemble du cerveau des animaux, ils ont pu se concentrer sur les régions où les changements étaient plus prononcés.
L'une de ces régions est le prosencéphale basal, qui envoie des projections neuronales dans tout le cerveau. Dans cette zone cérébrale, la densité vasculaire était particulièrement réduite. On a également observé une réduction marquée des cellules appelées
Les péricytes sont des cellules de soutien polyvalentes présentes à intervalles réguliers le long des vaisseaux sanguins. Elles favorisent notamment la formation de nouveaux vaisseaux sanguins, contribuent au maintien de la barrière hémato-encéphalique et contrôlent le flux sanguin.
Certains neurones de cette région sont particulièrement sensibles, et dans la maladie d'Alzheimer, leur dégénérescence est responsable de pertes de mémoire.
Les auteurs suggèrent que les changements vasculaires dans le prosencéphale basal pourraient aider à expliquer la mort cellulaire associée à la maladie d'Alzheimer.
Une autre zone du cerveau fortement impactée par le vieillissement est le cortex entorhinal. Dans cette région, les chercheurs ont observé une réduction significative de la longueur des vaisseaux et, encore une fois, une diminution du nombre de péricytes.
Le cortex entorhinal joue également un rôle dans la maladie d'Alzheimer.
Les changements dans l’apport d’oxygène peuvent également jouer un rôle dans le vieillissement du cerveau
Enfin, les chercheurs ont étudié l'apport d'oxygène au cerveau. Ils ont découvert que la capacité des globules rouges à transporter l'oxygène diminuait avec l'âge.
Dans le même temps, en raison de la longueur réduite et de la ramification des vaisseaux sanguins, le tissu cérébral était plus susceptible de recevoir des niveaux inadéquats d’oxygène.
Pour compliquer encore le problème, comme les cellules cérébrales vieillissantes sont « hyperexcitables », elles sont plus gourmandes en énergie que les cellules cérébrales des animaux plus jeunes.
En résumé, les globules rouges transportent moins bien l’oxygène, les vaisseaux sanguins sont moins nombreux et les cellules cérébrales plus âgées ont besoin de plus d’oxygène. Ces changements se combinent pour rendre le cerveau beaucoup plus vulnérable à l’hypoxie (un manque d’oxygène).
En outre, dans les cerveaux plus jeunes, l’hypoxie déclenche normalement la formation de nouveaux vaisseaux sanguins. Dans le cerveau vieillissant, cette réponse est altérée.
Dans l’ensemble, les auteurs concluent que les effets vasculaires négatifs du vieillissement sont plus prononcés dans les couches les plus profondes du cerveau. Et que ces changements peuvent déclencher des réponses compensatoires, comme l’augmentation du nombre de péricytes dans les couches du cerveau plus proches de la surface.
Cela peut à son tour provoquer une redistribution du flux sanguin vers les couches superficielles. Comme l’apport d’oxygène est moins efficace avec l’âge, ces changements rendent les couches corticales profondes particulièrement vulnérables à la mort cellulaire.
Ces résultats obtenus chez la souris s’appliquent-ils aux humains ?
Comme cette étude porte sur des souris, il faut être prudent avant d’extrapoler aux humains. « Le vieillissement des souris peut ne pas refléter avec précision le vieillissement des humains, compte tenu de nos durées de vie différentes et de notre physiologie divergente », a déclaré Morales. MNT.
Cependant, il a également expliqué que « même s’il y aura certainement des divergences entre les espèces, beaucoup de nos cellules partagent une programmation génétique et un fonctionnement physiologique très similaires. »
« Nous disposons de preuves pour étayer cette hypothèse », a-t-il poursuivi, « et pouvons en déduire que de nombreux mécanismes moléculaires qui signalent les changements liés à l’âge sont conservés au cours de l’évolution. »
Cette recherche nous rapproche un peu plus de la compréhension de la façon dont les maladies neurodégénératives peuvent se développer. Les traitements étant actuellement loin d’être parfaits, comprendre les changements qui provoquent ces maladies pourrait être la clé pour les inverser avant l’apparition des symptômes.
À l’avenir, Morales espère que des études similaires seront menées sur des humains : « Il existe un certain nombre de nouvelles modalités d’imagerie à très haute résolution, telles que la tomographie à contraste de phase hiérarchique et les nouvelles techniques d’IRM 7T par marquage cellulaire, qui pourraient être potentiellement utilisées dans des études longitudinales humaines pour corroborer les éléments clés de ces résultats sur des modèles animaux. »