Plusieurs études ont suggéré que l'obésité et la résistance à l'insuline peuvent altérer la cognition, cependant les processus sous-jacents restent mal compris. Cette étude de l'Université Augusta montre avec un régime riche en graisse une réduction des péricytes ou cellules de l'endothélium et une perméabilité accrue des capillaires de la barrière hémato-encéphalique (Visuel ci-dessous à droite). En synthèse, ces travaux, présentés dans le Journal of Neuroscience nous expliquent comment l'obésité peut détruire notre barrière hémato-encéphalique protectrice, entraînant des troubles de l’apprentissage et de la mémoire.
On connait l’association obésité et troubles cognitifs : Il a déjà été constaté que les personnes souffrant d'obésité et de diabète présentent des taux élevés de déficience cognitive, des taux qui augmentent progressivement avec le vieillissement. La plupart des changements structurels connexes observés chez ces patients concernent l'hippocampe, un centre de l’apprentissage et de la mémoire. On sait aussi que la graisse est pro-inflammatoire et que la réduction de l'inflammation chronique dans le cerveau peut contribuer à prévenir les pertes de mémoire liées à l'obésité.
En cause dans le mécanisme « obésité- perte de cognition », une protéine, le récepteur Adora2a, dont l’activation chronique, en cas d’obésité, agit sur les cellules endothéliales qui bordent la barrière hémato-encéphalique dans notre cerveau et qui laissent alors entrer des facteurs sanguins dans le cerveau. Cet afflux de facteurs sanguins affecte le fonctionnement des neurones. Dans ces travaux, les scientifiques de Georgia montrent que, lorsqu'ils bloquent Adora2a dans un modèle d'obésité induite par un régime riche en graisses, la fonction de la barrière est maintenue. L’auteur principal, le Dr Alexis M. Stranahan, neuroscientifique au département de neuroscience et de médecine régénératrice de l'Université Augusta résume l’objectif de l’étude : « Nous savions que l'obésité et la résistance à l'insuline suppriment la barrière hémato-encéphalique chez l'homme et les modèles animaux, mais nous avons tenté de comprendre pourquoi ». Intervient également dans ce processus, une autre protéine, l'adénosine, un neurotransmetteur qui nous aide à dormir et à réguler notre pression artérielle. C'est également un composant de l'adénosine triphosphate, ou ATP, un carburant pour nos cellules. L'adénosine active également les récepteurs Adora1a et Adora2a sur les cellules endothéliales, ce qui favorise normalement des relations saines entre le flux sanguin et l'activité cérébrale.
Obésité et perméabilité de la barrière hémato-encéphalique chez l’animal : L’équipe montre sur la souris nourrie avec un régime riche en graisses et modèle d’obésité et de résistance à l’insuline, que l'obésité augmente la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique. La barrière laisse alors entrer de très petites molécules telles que la fluorescéine dans les vaisseaux ou capillaires de l'hippocampe. La résistance à l'insuline induite par le régime augmente cette perméabilité, de sorte qude des molécules plus grosses, en forte affinité pour l'albumine sérique, la protéine la plus abondante dans le sang, passent également. Au microscope électronique, les chercheurs constatent ainsi que :
- le diabète résultant a favorisé le rétrécissement des jonctions habituellement étroites entre les cellules endothéliales ;
- les péricytes (en bleu sur visuel ci-contre) qui enveloppent l'extérieur des vaisseaux sanguins microscopiques dans le cerveau pour leur donner plus de force et leur permettre de faire avancer le sang, perdent leur adhérence ;
- les vaisseaux sanguins commencent à perdre leur tonus, à devenir dysfonctionnels et enflammés ;
- la forme et la fonction des astrocytes, des cellules du cerveau qui alimentent les neurones sont modifiées ;
- l'angiogenèse, ou « fabrication » de vaisseaux sanguins est retardée, en réponse à une insuffisance de flux sanguin et d'oxygène dans l'hippocampe ;
- cependant, lorsque les chercheurs bloquent temporairement Adora2a, ou travaillent sur une souris transgénique privée de Adora2a, cela résout/évite les problèmes de perméabilité de la barrière.
Et chez l’Homme ? Il faudra valider bien évidemment ce résultat chez les humains, mais la protéine Adora2a est de plus en plus confirmée comme une cible prometteuse dans la prévention de ces troubles cognitifs liés à l’obésité et à la résistance à l’insuline. Il donc reste à voir si l'inhibition de Adora2a pourrait fonctionner chez l'Homme en prévenant le déclin cognitif chez les humains atteints d'obésité.
Enfin, ces données suggèrent aussi qu'une variété de médicaments administrés aux patients obèses pourrait avoir un impact plus important que prévu sur le cerveau.
Source: The Journal of Neuroscience 18 March 2019 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2506-18.2019 Endothelial Adora2a activation promotes blood-brain barrier breakdown and cognitive impairment in mice with diet-induced insulin resistance (Visuel 2 Dr. Alexis Stranahan lab)
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