Alors que le cerveau humain ne représente que 2% de la masse corporelle totale, il consomme 20% de l’oxygène inspiré. Cette forte consommation d’oxygène et le niveau élevé d’oxydation associé expliquent que le cerveau puisse héberger les niveaux de cuivre (et de fer et de zinc) les plus importants de l’organisme. Cette étude du Berkeley Lab explique pourquoi des niveaux de cuivre adaptés sont essentiels à l’activité neuronale. Ainsi, ces travaux présentés dans les Actes de l’Académie des Sciences américaine (PNAS) expliquent, grâce à de nouvelles techniques d’imagerie moléculaire comment une mauvaise « gestion » du cuivre peut contribuer à un dérèglement de la signalisation de cellule à cellule.
Déjà connu comme un ingrédient essentiel dans les enzymes qui activent les neurotransmetteurs du cerveau en réponse aux stimuli, le cuivre joue un rôle essentiel dans la santé cérébrale. Une étude, publiée en 2013 dans la même revue a montré des niveaux de cuivre quadruplés dans le cerveau de souris modèles d’Alzheimer. Ici, les chercheurs de Berkeley montrent que des niveaux de cuivre appropriés sont également essentiels à la santé du cerveau au repos.
L’équipe a développé une technique d’imagerie moléculaire fluorescente capable de cartographier le mouvement du cuivre dans les cellules vivantes, les tissus ou même chez l’animal, afin de pouvoir préciser les relations complexes entre les niveaux et les fonctions du cuivre, la santé ou différents stades de la maladie. Ces nouvelles techniques d’imagerie moléculaire ont permis d’identifier le cuivre comme un facteur indispensable à l’une des activités de base des neurones au repos, le développement des circuits neuronaux, ce qui leur permet de s’adapter. Jusqu’ici le cuivre était considéré comme un facteur métabolique passif, devant être « digéré » par les enzymes, pour protéger le cerveau contre la production d’espèces réactives de l’oxygène et les dommages des radicaux libres. Les chercheurs montrent ici son rôle actif dans le développement des synapses et des circuits.
Mauvaise gestion du cuivre dans le cerveau et dérèglement de la signalisation neuronale : A l’aide d’une sonde fluorescente, l’équipe montre ainsi que les neurones et le tissu neural gèrent des réserves de cuivre qui peuvent être diminuées par chélation pour donner un « pool labile » dont la perturbation peut modifier l’activité neuronale. En synthèse, ces travaux suggèrent que la mauvaise gestion du cuivre dans le cerveau déjà documentée comme associée à certains troubles neurologiques peut également contribuer à un dérèglement de la signalisation neuronale.
Des implications thérapeutiques : Le besoin d’une supplémentation en cuivre ou en chélateurs du cuivre dépend donc des niveaux de cuivre dans les différentes zones du cerveau.
Source: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) November 5, 2014, doi: 10.1073/pnas.1409796111Copper is an endogenous modulator of neural circuit spontaneous activity
Jeu de briques
Snake
Pacman
Bubble