Pourquoi notre cerveau consomme-t-il autant d’énergie? Des scientifiques ont trouvé la réponse

C’est bien connu des scientifiques, le cerveau humain est un gouffre à énergie. En effet, cet organe brûle 10 fois plus d’énergie que le reste du corps humain, consommant lorsqu’on est au repos jusqu’à 20 % de ce qu’on absorbe. Même chez les personnes comateuses qui sont en état de mort cérébrale, seulement 2 à 3 fois moins d’énergie est consommée par le cerveau.

La raison derrière cette grosse consommation par le cerveau a toujours été un mystère dans le monde médical. Mais une nouvelle étude pourrait en avoir découvert la cause. Il s’agit d’un processus ayant lieu dans ce qu’on appelle les vésicules synaptiques.

Cellules nerveuses
Crédits Pixabay

L’article relatant les résultats de cette recherche a été publié dans la revue Science Advances.

Ce qu’il se passe dans les neurones

Lorsqu’un neurone envoie un signal vers un autre neurone, cela se passe par l’intermédiaire d’une synapse qui est un petit écart entre les deux cellules cérébrales.

La première étape de la transmission, c’est l’envoi par le premier neurone d’un groupe de vésicules au niveau de sa queue. Ces vésicules vont ensuite absorber des neurotransmetteurs provenant du neurone, agissant comme des « enveloppes » pour les messages. Les « enveloppes » sont alors transportées vers le bord du neurone où elles vont fusionner avec la membrane tout en relâchant les neurotransmetteurs dans l’écart synaptique. Après, ces neurotransmetteurs vont entrer en contact avec les récepteurs du deuxième neurone, faisant ainsi passer le message.

Selon les scientifiques, ces différentes étapes nécessitent une grande quantité d’énergie cérébrale, surtout lorsque les vésicules fusionnent. Mais ce processus a lieu dans un cerveau actif. On peut ainsi se demander ce qu’il arrive lorsqu’il n’y a pas transmission de messages et lorsque les vésicules ne fusionnent pas à la membrane. Le cerveau continue pourtant de consommer de l’énergie.

Un processus ininterrompu

Pour savoir pourquoi le cerveau continue à brûler du carburant, les chercheurs ont mis au point plusieurs expériences sur les terminaisons nerveuses. Ces expériences avaient pour but de comparer l’état métabolique des synapses en activité et celles au repos. Les scientifiques ont alors découvert que même lorsque les terminaisons n’envoient pas de message, les vésicules synaptiques ont des besoins énergétiques métaboliques élevés.

Les chercheurs expliquent que la « pompe » qui pousse les protons en dehors de la vésicule et qui absorbe les neurotransmetteurs semble ne jamais s’arrêter. Pourtant, elle a besoin d’un flux stable d’énergie pour fonctionner.

Au cours des expériences, il a été observé que la pompe était derrière la moitié de la consommation métabolique de la synapse au repos. Les scientifiques expliquent que cette pompe a tendance à avoir des fuites, ce qui fait que les vésicules synaptiques sont constamment en train d’éjecter des protons. Cela se passe même si les vésicules sont déjà pleines de neurotransmetteurs et que le neurone est inactif.

Avec le nombre élevé de synapses dans le cerveau et la présence de centaines de vésicules synaptiques au niveau de chaque terminaison nerveuse, ce processus consomme une très grande quantité d’énergie. C’est ainsi la raison pour laquelle le cerveau est si gourmand en énergie. Les chercheurs indiquent toutefois qu’il faudra encore approfondir le sujet pour savoir comment les différents types de neurone se comportent.

SOURCE: https://www.sciencealert.com/a-hidden-structure-in-our-neurons-could-explain-why-the-brain-guzzles-so-much-energy

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