Les neurones possèdent une capacité insoupçonnée à faire face au stress : ils stockent leur propre réserve d’énergie, une découverte qui pourrait ouvrir de nouvelles voies pour comprendre et traiter les maladies neurodégénératives. Une équipe internationale de chercheurs a révélé que ces cellules cérébrales utilisent le glycogène, une forme de sucre, pour maintenir leurs fonctions vitales en situation de crise.
Cette étude, menée à l’Université de Yale aux États-Unis, a mis en évidence la capacité des neurones à accumuler du glycogène, agissant comme une « batterie secondaire » pour soutenir les processus internes lorsque le système nerveux est soumis à des contraintes. Comme l’explique Daniel Colón-Ramos, principal auteur de la recherche, « la dégradation du glycogène est essentielle pour qu’un neurone régule son fonctionnement face au stress ».
Les chercheurs ont utilisé le ver Caenorhabditis elegans, un organisme fréquemment utilisé en neurosciences, pour observer le comportement des neurones in vivo. Ils ont constaté que, dans des conditions difficiles, les neurones puisent dans leurs réserves de glycogène pour assurer le recyclage des vésicules synaptiques, ces structures cruciales pour la transmission des messages chimiques au sein du cerveau.
Cette capacité d’autorégulation énergétique soutient l’adaptation et la résilience du cerveau, selon les résultats publiés dans la revue PNAS. L’étude a surmonté deux obstacles majeurs : mesurer les transformations chimiques et biologiques au sein des neurones individuels d’organismes vivants, et distinguer l’apport énergétique propre aux neurones de celui des astrocytes, des cellules cérébrales traditionnellement considérées comme leur principale source d’énergie.
L’équipe de recherche a été surprise par l’importance du rôle joué par le glycogène. Ils s’attendaient initialement à un impact indirect, mais les données ont démontré que l’utilisation directe et flexible du glycogène est cruciale pour la survie et la fonctionnalité neuronale en situation de stress. Les neurones sont capables de basculer entre des modes de fonctionnement dépendant ou indépendant du glycogène, s’adaptant ainsi aux exigences de leur environnement.
Ce mécanisme pourrait éclairer des phénomènes cérébraux complexes tels que la mémoire et l’apprentissage, et potentiellement établir des liens avec des maladies neurodégénératives et les troubles liés au stress. L’étude offre une nouvelle perspective sur l’autonomie énergétique des neurones et leur capacité à prendre des décisions rapides en fonction de leurs besoins.
L’utilisation du glycogène permet de dépasser les limites imposées par l’apport énergétique exclusif des astrocytes, permettant au cerveau de réagir plus rapidement et plus efficacement aux conditions défavorables. Selon Daniel Colón-Ramos, une meilleure compréhension de ce fonctionnement pourrait guider le développement de traitements visant à renforcer la résilience cérébrale et à prévenir ou retarder l’apparition de pathologies liées à l’usure ou à l’effondrement énergétique des cellules neuronales.
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