lundi 5 octobre 2015

Glutamate: aliment essentiel pour le cerveau

Le glutamate est un acide aminé avec des fonctions très différentes: dans le pancréas, ce module l'activité des cellules pancréatiques ß-responsables de la production d'insuline, alors que dans le cerveau, il est le principal neurotransmetteur excitateur. Au cours des dernières années, il a été suspecté de jouer un rôle supplémentaire dans le fonctionnement du cerveau. En découvrant comment le cerveau utilise glutamate à produire de l'énergie, les chercheurs de l'Université de Genève (UNIGE) confirment cette hypothèse et soulignent liens inattendus avec le reste du corps. A lire dansCell Reports.
Contrairement à d'autres organes, le cerveau ne peut pas tirer son énergie de lipides, une source d'énergie largement présente dans le corps. La barrière hémato-encéphalique, ce qui le protège contre les agents pathogènes et les toxines dans le sang circulant, limite en effet le passage de ces lipides. En outre, alors que la plupart des organes du corps humain ont la capacité de stocker le glucose en augmentant leur masse, le cerveau, prisonnier des os du crâne, ne peut pas compter sur ces variations de volume. Impossible de stocker sa nourriture, cela dépend de sucre fourni en temps réel par le reste du corps. Cette répartition de l'énergie est contrôlée par le foie.
Pierre Maechler, professeur à la Faculté de médecine de l'UNIGE, et son équipe ont donc décidé de vérifier si le glutamate était en effet une source d'énergie pour le cerveau. Pour ce faire, les chercheurs ont analysé le rôle de l'enzyme glutamate déshydrogénase dans le cerveau. En forme mutante, cette enzyme, codée par le gène GLUD1, est responsable d'un syndrome de l'hyperinsulinisme congénital, une maladie grave qui affecte à la fois le pancréas endocrine, le foie et le cerveau. Les personnes touchées par ce syndrome souffrent de déficience intellectuelle et ont un risque élevé de l'épilepsie. «Nous avons supprimé le gène GLUD1 dans le cerveau de souris. En l'absence de glutamate déshydrogénase, nous avons observé que le cerveau était plus capable de convertir le glutamate en énergie, même si l'acide aminé était présent dans le cerveau», explique Melis Karaca , premier auteur de cette étude.
Priorité au cerveau
Dépourvu de l'énergie fournie par le glutamate cérébral, le cerveau envoie des signaux vers le foie pour réquisitionner une proportion de compensation de glucose, aux dépens du reste du corps. Voilà pourquoi les souris transgéniques a également montré un déficit de croissance et une atrophie musculaire. "Cela montre clairement comment le cerveau fonctionne de manière juste-à-temps et que chaque pour cent des ressources énergétiques est essentielle pour son bon fonctionnement», souligne le professeur Pierre Maechler. "Si une partie de cette énergie disparaît, le cerveau lui-même sert d'abord et le reste du corps souffre. Le foie doit alors faire plus de glucose en faisant appel à des protéines musculaires, résultant en une perte de la masse musculaire. Sachant que le cerveau utilise glutamate comme un ressource énergétique nous permet de réfléchir sur d'autres moyens de surmonter un déficit potentiel ".
Les scientifiques soupçonnent également une corrélation entre le gène GLUD1 et certains troubles du développement neurologique, en particulier l'épilepsie et la schizophrénie. Ils poursuivent actuellement leurs recherches en introduisant chez les souris de la même mutation GLUD1 détectée chez les patients épileptiques. Dans le même temps, un autre groupe travaille avec les patients schizophrènes pour évaluer la façon dont leur cerveau utilise glutamate.