Les rythmes circadiens contribuent au processus unique d'élimination des déchets du cerveau

Une nouvelle recherche détaille comment l'ensemble complexe de dynamiques moléculaires et fluides qui composent le système glymphatique – le processus unique d'élimination des déchets du cerveau – est synchronisé avec l'horloge interne principale qui régule le cycle veille-sommeil.

Ces résultats suggèrent que les personnes qui dépendent du sommeil pendant la journée sont plus à risque de développer des troubles neurologiques.

« Ces résultats montrent que le fonctionnement du système glymphatique n'est pas uniquement basé sur le sommeil ou la veille, mais sur les rythmes quotidiens dictés par notre horloge biologique », a déclaré le neuroscientifique Maiken Nedergaard, MD, DMSc., Co-directeur du Center for Translational Neuromedicine à le Centre médical de l'Université de Rochester (URMC) et auteur principal de l'étude, qui apparaît dans la revue Communications de la nature.

Les résultats ajoutent à une compréhension croissante du fonctionnement et de la fonction du système glymphatique, le processus autonome d'élimination des déchets du cerveau qui a été découvert pour la première fois en 2012 par des chercheurs du laboratoire de Nedergaard.

Le système consiste en un réseau de plomberie qui suit le chemin des vaisseaux sanguins et pompe le liquide céphalo-rachidien (LCR) à travers les tissus cérébraux, éliminant les déchets. Des recherches quelques années plus tard ont montré que le système glymphatique fonctionne principalement pendant que nous dormons.

Depuis ces découvertes initiales, le laboratoire de Nedergaard et d'autres ont montré le rôle que jouent la pression artérielle, la fréquence cardiaque, le rythme circadien et la profondeur du sommeil dans le fonctionnement du système glymphatique et la signalisation chimique qui se produit dans le cerveau pour activer et désactiver le système.

Ils ont également montré comment un sommeil perturbé ou un traumatisme peut provoquer la dégradation du système et permettre à des protéines toxiques de s'accumuler dans le cerveau, donnant potentiellement lieu à un certain nombre de maladies neurodégénératives, telles que la maladie d'Alzheimer.

Le lien entre les rythmes circadiens et le système glymphatique est le sujet du nouvel article. Les rythmes circadiens – une horloge interne de 24 heures qui régule plusieurs fonctions importantes, y compris le cycle veille-sommeil – sont maintenus dans une petite zone du cerveau appelée noyau suprachiasmatique.

La nouvelle étude, qui a été menée chez des souris, les chercheurs ont montré que lorsque les animaux étaient anesthésiés toute la journée, leur système glymphatique ne fonctionnait toujours que pendant leur période de repos typique – les souris sont nocturnes, leur cycle veille-sommeil est donc le contraire de l'homme. .

Les rythmes circadiens chez les humains sont réglés sur un cycle jour-veille, nuit-sommeil. Parce que ce moment influence également le système glymphatique, ces résultats suggèrent que les personnes qui comptent sur les siestes de chat pendant la journée pour rattraper leur sommeil ou travailler la nuit peuvent être à risque de développer des troubles neurologiques.. « 

Lauren Hablitz, Ph.D, première auteure de l'étude et professeure adjointe de recherche, Center for Translational Neuromedicine, University of Rochester Medical Center

En fait, la recherche clinique montre que les personnes qui dépendent du sommeil pendant la journée courent un risque beaucoup plus élevé de développer la maladie d'Alzheimer et la démence ainsi que d'autres problèmes de santé. « 

L'étude distingue des cellules appelées astrocytes qui jouent plusieurs fonctions dans le cerveau. On pense que les astrocytes du noyau suprachiasmatique aident à réguler les rythmes circadiens.

Les astrocytes servent également de gardiens qui contrôlent le flux de LCR dans tout le système nerveux central. Les résultats de l'étude suggèrent que la communication entre les astrocytes dans différentes parties du cerveau peut partager l'objectif commun d'optimiser la fonction du système glymphatique pendant le sommeil.

Les chercheurs ont également découvert que pendant l'état de veille, le système glymphatique détourne le LCR vers les ganglions lymphatiques du cou.

Parce que les ganglions lymphatiques sont des points de passage clés dans la régulation du système immunitaire, la recherche suggère que le LCR peut représenter une «horloge fluide» qui aide à réveiller les capacités de lutte contre les infections du corps pendant la journée.

«Établir un rôle pour la communication entre les astrocytes et les impacts significatifs de la synchronisation circadienne sur la dynamique de la clairance glymphatique représente une étape majeure dans la compréhension du processus fondamental de la régulation de l'élimination des déchets dans le cerveau», a déclaré Frederick Gregory, Ph.D., directeur de programme pour le Army Research Office, qui a aidé à financer la recherche et fait partie du laboratoire de recherche de l'armée du Commandement de développement des capacités de combat de l'armée américaine.

«Cette connaissance est cruciale pour le développement de futures contre-mesures qui compensent les effets délétères de la privation de sommeil et répondent aux futures exigences des opérations militaires multi-domaines pour que les soldats maintiennent leurs performances sur de plus longues périodes sans pouvoir se reposer.

La source:

Centre médical de l'Université de Rochester

Vous pourriez également aimer...