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![1.1 Métabolisme énergétique dans le cerveau
Bien que le cerveau ne représente qu'environ 2 % du poids corporel, il consomme 20 % de la dépense énergétique quotidienne totale du corps [17]. Le cerveau utilise principalement le glucose et les acides gras pour l'énergie. Dans des conditions de repos, la voie métabolique préférée du cerveau est la phosphorylation oxydative mitochondriale. Cependant, les activités à forte demande telles que la plasticité synaptique, l'apprentissage et la mémoire nécessitent des contributions supplémentaires de la glycolyse ou du métabolisme du lactate [13, 18, 19]. Ceci souligne le rôle crucial des mitochondries dans le métabolisme énergétique du cerveau. Le lactate agit comme une "arme à double tranchant" dans le cerveau ; c'est un substrat nécessaire au maintien du métabolisme énergétique dans le système nerveux central (SNC), mais une accumulation excessive de lactate dans le cerveau peut provoquer des réponses inflammatoires, conduisant à des troubles neurologiques tels que la maladie d'Alzheimer (MA) et la maladie de Parkinson (MP) [20].
1.2 Le rôle des mitochondries dans le métabolisme énergétique du cerveau
Ici, nous discutons principalement du rôle des mitochondries dans la phosphorylation oxydative (OXPHOS) et la glycolyse. L'OXPHOS fournit principalement de l'énergie au SNC lorsque l'apport d'oxygène est suffisant ou dans des conditions de repos. Ce processus physiologique se déroule dans la membrane mitochondriale interne des cellules eucaryotes ou dans le cytoplasme des procaryotes. Il s'agit de la réaction couplée de la synthèse d'ATP à partir d'ADP et de phosphate inorganique, alimentée par l'énergie libérée lors de l'oxydation des substances dans le corps via la chaîne respiratoire. L'OXPHOS a les fonctions suivantes dans le SNC : (1) maintenir la fonction neuronale ; (2) soutenir la fonction des cellules gliales ; et (3) influencer le développement et la réparation du système nerveux [21, 22].
La glycolyse dans le SNC fournit principalement de l'énergie lorsque l'apport d'oxygène est insuffisant ou lorsque l'apport d'énergie est nécessaire de toute urgence. Dans ce processus physiologique, le glucose est décomposé en pyruvate dans le cytoplasme, produisant deux molécules de pyruvate et deux molécules d'ATP pour chaque molécule de glucose décomposée. Le pyruvate est ensuite métabolisé par la lactate déshydrogénase (LDH) pour produire du lactate, qui peut ensuite pénétrer dans les mitochondries et être oxydé en dioxyde de carbone et en eau. La glycolyse peut rapidement fournir de l'énergie pour maintenir le fonctionnement normal des neurones et autres cellules lorsque le SNC est actif. Dans le même temps, les produits intermédiaires de la glycolyse peuvent fournir des substrats pour d'autres activités physiologiques. Par exemple, le pyruvate peut être converti en acides aminés non essentiels tels que l'alanine, participant à la synthèse des protéines ; il peut également être converti en glucose dans des organes tels que le foie, maintenant des niveaux de glucose sanguin stables. De plus, bien que la glycolyse se déroule dans le cytoplasme, elle coopère étroitement avec les mitochondries [23, 24].
La glycolyse et l'OXPHOS sont interdépendantes, et cette interdépendance provient des mitochondries. L'OXPHOS alimentée par le glucose nécessite que la glycolyse se produise. Les mitochondries ne peuvent pas oxyder directement le glucose ; par conséquent, le glucose doit initialement subir une glycolyse, où il produit du pyruvate (ou du lactate dans les astrocytes), qui peut être importé dans les mitochondries et complètement oxydé [25].
1.3 Troubles du métabolisme énergétique dans le cerveau des patients atteints de la MA
Les principales raisons des troubles du métabolisme énergétique dans le cerveau atteint de la MA peuvent être résumées comme suit : (1) dérégulation du métabolisme du glucose ; (2) altération de l'oxydation mitochondriale des acides gras (FAO) ;](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fpub-8c0ddfa5c0454d40822bc9944fe6f303.r2.dev%2Fai-drawings%2FIcV7vcnomT4yUr2cR2ybs0iHyXlGgSRn%2F905f8239-cc7a-4506-a92b-cad88e820407%2F81ca34d8-7e4b-41ed-ac88-93fe3e8d434b.png&w=3840&q=75)
