Le dernier article de Nature : Il est très important d’avoir de l’eau dans le cerveau ! ?

Ces dernières années, une « hypothèse de nettoyage du système glymphatique » a émergé dans le domaine de la recherche sur le sommeil, ce qui a attiré beaucoup d’attention dans l’industrie. Cela signifie qu'après que le corps humain entre dans un état de sommeil, le liquide lymphatique s'écoule dans le cerveau, éliminant les « substances toxiques » accumulées pendant la journée, ce qui équivaut à terminer un « nettoyage » du cerveau. Pour confirmer davantage la relation entre le sommeil et le nettoyage des substances toxiques par le système glymphatique, des scientifiques ont récemment publié un article dans Nature Neuroscience, utilisant une analyse expérimentale pour conclure que nos déductions passées sur le sommeil en tant que mécanisme de « détoxification » étaient biaisées.

Alors, quel est l’effet du sommeil sur le cerveau ? Comment les humains « nettoient-ils » les « déchets cellulaires » du cerveau ? Jetons un oeil ensemble.

Y a-t-il de l’eau dans notre cerveau ?

Les gens utilisent souvent l’expression « Votre cerveau est plein d’eau ! » pour décrire quelqu'un qui est stupide ou qui réagit de manière incorrecte. Cependant, en réalité, notre cerveau peut bien fonctionner parce qu’il est rempli d’« eau ». Des études ont montré qu’il y a 150 ml d’« eau » dans le cerveau humain, ce qui équivaut au volume d’un petit verre de bière. Pourquoi y a-t-il de « l’eau » dans le cerveau humain ? Ne devrait-ce pas être du sang ? En fait, l’« eau » du cerveau humain est appelée « liquide céphalo-rachidien », un liquide incolore et transparent dans lequel le cerveau humain est suspendu et immergé.

La raison pour laquelle le sang ne peut pas entrer en contact direct avec le cerveau est qu’il ne peut pas fournir de nutriments et d’oxygène au cerveau. Il existe une barrière hémato-encéphalique entre les vaisseaux sanguins et le cerveau, qui garantit que le cerveau humain, siège du corps humain, est isolé du monde extérieur. Seul le liquide céphalo-rachidien peut circuler dans le cerveau humain. Il s'écoule des ventricules vers l'aqueduc cérébral pour assurer le fonctionnement normal du cerveau. Il peut non seulement garantir que le cerveau n’est pas facilement envahi par des substances toxiques externes, mais également limiter les effets de certaines hormones externes sur le cerveau.

Les ventricules et l’aqueduc cérébral peuvent en fait être considérés comme des « trous » et des « fosses » dans le cerveau. Il y a quatre grands « trous » dans le cerveau, à savoir les premier, deuxième, troisième et quatrième ventricules, qui sont remplis d'« eau ». Il existe un autre « puits » dans le cerveau humain qui ressemble à un égout, c'est l'aqueduc cérébral. Le liquide céphalo-rachidien s'écoule hors du cerveau par cette « fosse ».

Schéma de la barrière hémato-encéphalique, des ventricules et du flux de liquide céphalo-rachidien dans le cerveau. Source de l'image : Référence [1]

Pourquoi devons-nous « changer l’eau » ?

Le liquide céphalo-rachidien du cerveau humain circule et est constamment remplacé. Des études ont montré que le cerveau humain a besoin de remplacer le liquide céphalo-rachidien quatre fois par jour en 24 heures. Alors, pourquoi le cerveau a-t-il besoin d’un « changement d’eau » ? Y a-t-il des poissons dans « l’eau » du cerveau ? Oui, les « poissons » dans le cerveau sont nos cellules cérébrales. Bien qu'ils ne puissent pas nager comme de vrais poissons, ils excréteront des « déchets » et bientôt le liquide céphalo-rachidien sera rempli de substances toxiques produites par le métabolisme.

Le cerveau a développé un système lymphatique, principalement composé de cellules gliales dans le cerveau et appelé système glymphatique. Cela revient à installer un filtre sur le « grand aquarium » du cerveau humain et à « changer constamment l’eau » du cerveau. C'est précisément grâce au remplacement et au nettoyage du liquide céphalo-rachidien par ce système glymphatique que le cerveau humain peut rester éveillé.

Bien que le cerveau ne représente que 2 % du poids du corps humain, soit environ trois livres de moins que le poids d'une pastèque, il consomme 20 % de l'énergie du corps, ce qui en fait un « gros consommateur d'énergie ». Une grande quantité de travail de consommation produira de nombreuses substances toxiques, telles que l'oxygène réactif, les immunoglobulines, les fragments de protéines, etc. Encore plus effrayante est l'accumulation de bêta-amyloïde, une protéine associée à la maladie d'Alzheimer. Le dépôt de ces protéines est étroitement lié à l’apparition de la maladie d’Alzheimer.

Mais les jeunes veillent souvent tard, mais leur cerveau n’est pas endommagé ? Des études ont montré que même si la vitalité cérébrale des jeunes peut se rétablir rapidement d'un manque de sommeil à court terme , l'insomnie chronique à long terme et les troubles du sommeil entraînent un stress intense sur le métabolisme cérébral, ce qui provoque la dégénérescence des neurones clés liés à la vigilance et à la fonction corticale normale, ainsi que l'accumulation continue de protéines liées au vieillissement et à la neurodégénérescence, rendant les personnes qui veillent tard plus sensibles à la maladie d'Alzheimer.

Des études ont également montré que le taux de remplacement du liquide céphalo-rachidien chez les personnes âgées n’est que de 10 % de celui des jeunes. En d’autres termes, si les jeunes veillent souvent tard, leur cerveau est équivalent à celui des personnes âgées.

Des techniques d’imagerie avancées ont montré que le débit du liquide céphalo-rachidien augmente lorsque le cerveau est endormi. Source de l'image : Référence [2]

Quand faut-il « changer l’eau » ?

Le « changement d'eau » dans le cerveau se produit souvent lorsque nous dormons, tout comme les balayeuses de rue et les camions poubelles, qui travaillent généralement tôt le matin, le soir ou même tôt le matin. De même, le système de nettoyage du cerveau s’active la nuit et s’éteint pendant la journée, et le « changement d’eau » devient une fonction spéciale lorsque nous dormons.

Cependant, la communauté scientifique n'a pas encore tiré de conclusion sur la recherche théorique selon laquelle le cerveau « change fréquemment d'eau » la nuit. Regardez, ils ont recommencé à se disputer récemment. Dans une étude précédente, les chercheurs ont anesthésié des souris et injecté de minuscules traceurs fluorescents dans le liquide céphalo-rachidien des souris. Les traceurs entraient rapidement dans le cerveau et en sortaient par un chemin spécifique et prévisible. Lorsque les souris s'endormaient, le liquide céphalo-rachidien coulait plus librement, atteignant même les parties les plus profondes du cerveau, tandis que lorsqu'elles étaient éveillées, le liquide céphalo-rachidien ne pouvait s'écouler que le long de la surface du cerveau, et le débit n'était que de 5 % de celui de l'état de sommeil.

Après avoir mené une série d'études sur des souris, l'équipe a découvert que lorsque le cerveau des souris est en état de sommeil ou d'anesthésie, il est occupé à éliminer les « déchets » métaboliques qui s'accumulent lorsqu'elles sont éveillées. Des études ont montré que la vitesse à laquelle le cerveau de la souris élimine les « déchets » métaboliques pendant son sommeil peut être deux fois supérieure à celle de l’état d’éveil. Ce résultat semble être le premier à prouver l’hypothèse selon laquelle le cerveau « change d’eau » pendant le sommeil.

Mais les résultats ont également été une véritable gifle. Une brève lettre d'information publiée dans Nature Neuroscience le 13 mai 2024 a mesuré directement le taux de clairance des métabolites dans le cerveau de la souris lorsqu'elle est éveillée, endormie et anesthésiée, et a constaté que le taux de clairance des substances dans le cerveau est considérablement réduit lorsqu'elle est en état de sommeil et d'anesthésie. Ce résultat contraste fortement avec les résultats de recherches précédentes et suggère qu’un sommeil excessif peut provoquer un dysfonctionnement du cerveau. Cela remet en question le concept traditionnel selon lequel la fonction principale du sommeil est d’éliminer les toxines du cerveau.

Bien sûr, les débats scientifiques sont fréquents, et la question de savoir à quelle vitesse le sommeil « change l’eau » est élevé ou faible reste à déterminer. Mais que vous « changiez l’eau » la nuit ou pendant la journée, le travail du système glymphatique consistant à nettoyer les impuretés du cerveau ne peut être ignoré.

Les paramètres cérébraux sont différents entre l’état d’éveil et l’état de sommeil. Par exemple, la température du cerveau baisse de deux degrés pendant le sommeil et les ondes cérébrales deviennent plus régulières. Source de l'image : Référence [3]

Il est important de bien dormir la nuit

En bref, peu importe si le cerveau « change d’eau » la nuit, l’importance du sommeil est évidente. Par exemple, les dauphins et les baleines alternent l'hémisphère de leur cerveau qui dort, ce qui leur permet à la fois de bien dormir et de nager pendant leur sommeil.

Nous passons au moins un tiers de notre vie à dormir, vous pouvez donc imaginer à quel point le sommeil est important. Alors, quelles sont les fonctions du sommeil ? En plus de ce qui précède, le sommeil peut aider le cerveau à nettoyer les métabolites cellulaires, à renforcer la fonction immunitaire du corps et à nous aider à traiter et à stocker la mémoire. Cependant, de nombreuses personnes dans la société moderne souffrent de « troubles du sommeil ».

Des études ont montré que le manque de sommeil à long terme peut entraîner un inconfort physique, et peut également induire une confusion mentale et même des hallucinations, et dans les cas graves, il existe un risque de décès.

Le sommeil étant si important, comment pouvons-nous l’améliorer ? Nous pouvons assurer notre sommeil en faisant de l’exercice correctement et en mangeant régulièrement. De nombreuses personnes ont du mal à dormir parce que le manque d’exercice entraîne une motilité gastrique insuffisante, ce qui les rend sujettes aux nausées et aux brûlures d’estomac la nuit, affectant la qualité de leur sommeil. Le soleil se lève à l’est et se couche à l’ouest, les quatre saisons changent et le sommeil fait également partie du rythme biologique. Ces changements réguliers affectent les organismes. Suivre les rythmes biologiques et développer de bonnes habitudes de sommeil fera du bien à notre corps.

Une bonne nuit de sommeil peut garder votre cerveau en meilleure santé. J’espère que chacun d’entre nous a un corps sain.

Références

[1]Neurochem Res. Décembre 2015; 40(12) : 2583–2599. est ce que je:10.1007/s11064-015-1581-6.

[2]Science. 18 octobre 2013 ; 342(6156):373-7. doi: 10.1126/science.1241224. PMID : 24136970 ; ID PMC : PMC3880190.

[3]Science, 374,556-559(2021).DOI:10.1126/science.abi8372

Planification et production

Produit par Science Popularization China

Auteur : Wang Fei, docteur en neurosciences

Producteur de l'Expo scientifique de Chine

Rédacteur en chef : Dong Nana

Relu par Xu Lailinlin