Introduction
Modifications de l’architecture du cerveau
Vieillissement métabolique et génétique
Déclin cognitif avec l’âge
Peut-on arrêter de vieillir ?
Références
Lectures complémentaires
Vieillissement du cerveau. Crédit d’image : Chinnapong/Shutterstock.com
Les causes et les mécanismes du vieillissement sont devenus des enjeux importants au cours des dernières décennies, puisque la baisse des taux de mortalité a augmenté l’espérance de vie, qui a augmenté de 6 ans entre 2000 et 2019, passant de 66,8 à 73,4 ans. Par conséquent, le fardeau des maladies liées à l’âge a considérablement augmenté. La frontière entre le vieillissement normal et pathologique est floue, puisque tous les adultes subissent des changements physiologiques et cognitifs au fil du temps. Cependant, les facteurs génétiques, biologiques et environnementaux qui entraînent ces changements au-dessus du seuil neurodégénératif restent à élucider.
Modifications de l’architecture du cerveau
Après 40 ans, le volume du cerveau diminue et continue de diminuer à un rythme accéléré après 70 ans. L’atrophie cérébrale est la cause de la diminution du volume total et peut également être attribuée à l’augmentation du volume ventriculaire et à l’élargissement des sillons superficiels. Les mécanismes qui contribuent à cette mort cellulaire ne sont pas clairs.
Il est débattu que la perte de volume cellulaire puisse contribuer plus que le nombre de cellules lui-même, en plus d’une diminution du nombre de synapses. Ce processus peut être accéléré par une blessure, une infection ou des troubles neurodégénératifs, et certaines études ont identifié le sexe comme un facteur modificateur.
En plus de la réduction du volume cérébral, le volume de matière grise (principalement constitué de corps cellulaires neuronaux) diminue tout au long de l’âge adulte et bien que le volume de matière blanche (axones myélinisés) culmine au milieu de la vie, il diminue également par la suite.
Une myélinisation anormale se manifestant par des lésions de la substance blanche (WML) peut être identifiée par IRM et est également une caractéristique courante du vieillissement. Ils reflètent la maladie des petits vaisseaux et sont fortement associés à plusieurs troubles neurodégénératifs tels que la maladie d’Alzheimer (MA), la démence et la maladie de Parkinson.
Les changements structurels dans l’architecture du cerveau sont si bien corrélés avec l’âge chronologique que des études récentes utilisant des images IRM en conjonction avec l’apprentissage automatique ont réussi à prédire l’âge avec une erreur absolue moyenne de <5 ans. Cela fournit une utilisation potentielle de la neuroimagerie pour identifier les changements structurels en tant que marqueur biologique du vieillissement et peut être utilisée pour identifier des variations « accélérées » ou neurodégénératives.
Vieillissement métabolique et génétique
Le vieillissement chronologique s’accompagne de sénescence ; un déclin intrinsèque de la fonction cellulaire, tissulaire et de l’organisme qui contribue également aux déficits physiologiques. Ce déclin représente un déséquilibre entre les dommages moléculaires et la réparation, et implique des processus dysfonctionnels dans la fonction mitochondriale, la dégradation des protéines et les réponses au stress oxydatif.
Les altérations métaboliques dans le cerveau comprennent la fragmentation mitochondriale, le transport d’électrons altéré et l’augmentation des dommages oxydatifs à l’ADN mitochondrial, ce qui conduit finalement à une diminution des produits énergétiques tels que le NAD+ et aux effets néfastes des espèces réactives de l’oxygène. Il existe également des preuves d’une action antioxydante réduite et d’une clairance altérée des molécules endommagées par l’oxydation.
Ces voies de sénescence entraînent une accumulation de déchets et de protéines neurotoxiques en raison d’une clairance réduite par les systèmes mitochondrial, antioxydant et glymphatique. L’agrégation de protéines est caractéristique de la maladie d’Alzheimer, caractérisée par des plaques bêta-amyloïdes et des enchevêtrements neurofibrillaires, entraînant des conséquences fonctionnelles sur la transmission synaptique.
Le vieillissement présente également des signatures génétiques qui incluent l’accumulation de dommages à l’ADN non réparés et la perte consécutive de l’intégrité génomique, entraînant une augmentation des erreurs lors de la production d’ARN et de produits protéiques.
Les dommages à l’ADN liés à l’âge ont des effets importants sur le cerveau, car les neurones sont incapables d’effectuer une réparation par rupture double brin, car ils sont en permanence postmitotiques. Au lieu de cela, les cellules neuronales se concentrent sur la réparation des gènes qui sont activement transcrits via la recombinaison homologue, plutôt que sur la réparation de l’intégralité du génome.
On ne sait toujours pas si certains types de dommages à l’ADN peuvent contribuer aux troubles associés à l’âge ou si l’accumulation d’ADN endommagé se produit simplement au fil du temps et est donc une lecture de l’âge.
Démence et maladie d’Alzheimer. Crédit d’image : Kateryna Kon/Shutterstock.com
Déclin cognitif avec l’âge
Les modifications de la composition structurelle et chimique du cerveau au cours du vieillissement ont des conséquences comportementales. Le changement le plus homogène de la fonction cognitive avec l’âge est la mémoire. Des différences liées à l’âge ont également été identifiées dans les tâches de mémoire de travail, d’attention et de fonctions exécutives.
On pense que ces changements cognitifs “non pathologiques” sont dus à une susceptibilité accrue à la distraction pendant l’exécution des tâches et à une vitesse de traitement réduite. Cependant, comprendre les mécanismes qui différencient une performance meilleure ou moins bonne chez les personnes âgées a été un défi. L’atrophie cérébrale peut être un mécanisme qui contribue au déclin cognitif pathogène dans les troubles neurodégénératifs.
Une méta-analyse a identifié que la perte de volume dans des régions distinctes telles que l’hippocampe et le cortex entorhinal était associée à une déficience cognitive légère (MCI). De plus, d’autres études ont identifié des changements dans les taux d’atrophie de l’hippocampe chez les patients MCI qui ont évolué simultanément vers un diagnostic de MA. Considérant que ces structures cérébrales jouent un rôle central dans la mémoire, il n’est pas surprenant qu’elles soient associées à des troubles associés à la perte de mémoire.
Peut-on arrêter de vieillir ?
Bien que le vieillissement chronologique soit universel pour tout le monde, il existe des différences individuelles dans le vieillissement biologique, et il peut être possible de ralentir les processus biologiques pour mieux protéger le cerveau. Plusieurs changements de mode de vie peuvent jouer un rôle protecteur dans le déclin cognitif lié à l’âge, tels que l’exercice, la restriction énergétique et la supplémentation en antioxydants.
Fait intéressant, cependant, une consommation modérée d’alcool (1 à 6 verres par semaine) a été associée à un risque plus faible de démence, par rapport à l’abstention, ce qui démontre que ralentir le processus de vieillissement peut être plus complexe que d’inverser les dommages liés à l’âge.
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