Progrès du métabolisme du glucose lié à la maladie d'Alzheimer, régulation des hormones et perspective de recherche sur les nootropiques de la phytothérapie
Mar 12, 2022
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Jia-Qi Zhao, Xiao-Qing Li, Yi-Ming Zhang, Mei-tong Guo, Cheng Han, Yang Shen, Qi Zhang, Shi-Feng Chu, Nai-hong Chen, Wen-Bin He
1 Shanxi Key Laboratory of Chinese Medicine Encephalopathy, Université de médecine chinoise du Shanxi, Taiyuan, Chine ;
2 Institute of Materia Medica, Académie chinoise des sciences médicales, Pékin, Chine.
Souligner
Cet article passe en revue les études qui relient les hormones régulatrices du métabolisme du glucose àLa maladie d'Alzheimeret suggère que la qualité des patients atteints de la maladie d'Alzheimer est améliorée en régulant le métabolisme du glucose. Étant donné qu'il existe des études épidémiologiques substantielles qui ont clairement établi une association entre les troubles métaboliques et neurodégénératifs en général, et qu'il a également été constaté que les modifications pathologiques de la résistance à l'insuline et des troubles du métabolisme du glucose dans la MA sont similaires à celles du diabète, il est prometteur de trouver une nouvelle voie pour envisager la stratégie de recherche sur l'exploration des candidats nootropiques enracinés dans la phytothérapie et sa formule.
L'herbe de Cistanche peut prévenir et traiterLa maladie d'Alzheimer
Résumé
La maladie d'Alzheimerfait partie des maladies neurodégénératives, ses mécanismes pathologiques restent encore flous. Il existe des preuves que le diabète est associé àLa maladie d'Alzheimer. Cependant, la cause fondamentale du diabète est un métabolisme anormal du glucose. Il peut y avoir une relation indissociable entre les hormones régulatrices du métabolisme du glucose et la maladie d'Alzheimer. Ici, nous passons en revue les études qui relient les hormones régulatrices du métabolisme du glucose à la maladie d'Alzheimer, et qui suggèrent que la qualité des patients atteints de la maladie d'Alzheimer est améliorée en régulant le métabolisme du glucose.
Mots clés : maladie d'Alzheimer ; Diabète; Métabolisme du glucose ; Hormones régulatrices du métabolisme du glucose
Hormone de régulation du métabolisme du glucose et AD
Insuline
La maladie d'Alzheimer et le diabète de type 2 (T2DM) sont deux types de maladies les plus courantes dans une société vieillissante. On pense que le DT2 est à l'origine de son stade le plus précoce, à savoir une sensibilité réduite des tissus environnants à l'insuline circulante, entraînant une altération de la tolérance au glucose [6]. Qu'un processus similaire de résistance intracellulaire à l'insuline et d'insuffisance se produise dans la région du cerveau dans la MA devient évident, y compris chez les personnes sans diabète systémique [7].
L'insuline est une protéine de poids moléculaire 6KD, sécrétée par les cellules des îlots qui sont stimulées par des substances endogènes ou exogènes. L'insuline a été considérée comme une sorte d'hormone qui peut difficilement traverser la barrière hémato-encéphalique et n'existe que dans le sang périphérique. Jusqu'à la fin des années 1970, des preuves de première main avaient été avancées que l'insuline était présente dans le cerveau du rat par la méthode RIA, cette découverte a démontré que l'insuline peut à travers la barrière hémato-encéphalique arriver au centre, de sorte qu'elle peut être ajustée par les centres du processus métabolique du glucose, De plus, le neurone peut synthétiser l'insuline. Le récepteur de l'insuline (IR) est largement distribué dans le système nerveux central (SNC), en particulier dans l'hippocampe, le cortex et d'autres régions associées à l'apprentissage et à la mémoire [8]. Depuis que la découverte de l'insuline et des récepteurs de l'insuline existant dans le SNC a été publiée, d'autres études ont montré que l'insuline dans la région centrale active des voies de signalisation telles que PI3K/Akt. De plus, les cellules nerveuses absorbent le glucose par la médiation de l'insuline [9] et régulent la plasticité synaptique [10] par les voies de signalisation de l'insuline dans le SNC.
La voie de signalisation de l'insuline est principalement impliquée : (1) voie de la phosphoinositide3-kinase (PI3K) associée à la croissance et à la prolifération cellulaire [11] ; (2) la voie de la protéine kinase activée par les mitogènes (MAPK) a régulé la différenciation cellulaire [12]. PI3K/Akt joue un rôle essentiel dans la voie de signalisation de l'insuline. La résistance à l'insuline (IR) est insensible à l'insuline dans le corps. La recherche a révélé qu'il existait des voies de signalisation anormales de l'insuline et une résistance à l'insuline qui se produisent dans le cerveau des patients atteints de MA. L'insuline affecte également la production et la clairance des AB [13]. Le composant principal de A est l'hydrolyse de la protéine précurseur amyloïde (APP). L'hydrolyse de l'APP a été induite par la voie de signalisation PI3K/Akt lors de l'apparition de la résistance à l'insuline, ce qui conduit à l'augmentation de A et à l'obstruction du transport de A . Finalement, les plaques séniles se sont formées dans le cerveau [14]. Néanmoins, la glycogène synthase kinase (GSK) est l'une des kinases PI3K importantes en aval. Et son activité peut augmenter la phosphorylation aberrante de tau et finalement apparaître des NFT [15]. Amyline
L'amyline est une hormone des cellules pancréatiques co-libérée avec l'insuline en réponse à la prise alimentaire. Il réduit l'orexis, la sécrétion d'acide gastrique, limite le taux de vidange gastrique et diminue la sécrétion pancréatique de glucagon [16]. C'est la troisième hormone active importante dans le pancréas et régule l'équilibre de la glycémie avec l'insuline. A l'état pathologique, des taux élevés d'amyline sanguine ont des effets inhibiteurs sur l'insuline sécrétée lors de l'hyperglycémie.
Il existe de nombreuses similitudes entre l'amyline et la composition de A . Par exemple, ils ont une structure secondaire analogique [17], qui se lie au récepteur amyloïde uniforme [18]. Être dégradé par la même enzyme dégradant l'insuline et interagir les uns avec les autres de manière complexe [19].
Emerging suggère de souligner que l'amyline altère les effets cérébrovasculaires par dépôt d'amyloïde chez les patients atteints de MA [20]. Pendant ce temps, les patients atteints de MA ont une concentration élevée d'expression d'amyline dans le sang. Par conséquent, il existe un lien intime entre l'amyline et la MA, qui pourrait être la deuxième protéine amyloïde dans le cerveau de la MA. De plus, l'expérience de marquage fluorescent prouve que l'amyline était principalement distribuée dans les neurones matures du cerveau des souris, avec la plus grande distribution dans le cortex, suivi de l'hippocampe et d'autres parties. Avec l'augmentation de l'âge des souris modèles AD, l'expression de l'amyline dans la région corticale augmente progressivement et forme les plaques, qui sont l'expression commune avec A [21l. Dans l'état physiologique, l'amyline peut faire chuter la glycémie, mais une glycémie élevée à long terme peut entraîner des niveaux plus élevés d'amyline, qui peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique et former des agrégats pour altérer les neurocytes, entraînant éventuellement une baisse de la capacité d'apprentissage et de mémoire.
Peptides de type glucagon
Les peptides de type glucagon sont deux types de peptide de type glucagon-1(GLP-1) et de peptide de type glucagon-2(GLP-2). Celui, GLP-2 est un facteur de croissance spécifique à l'intestin. L'autre, le GLP-1 est un peptide sécrété qui agit comme un déterminant clé de l'homéostasie de la glycémie en raison de ses capacités à ralentir la vidange gastrique, à améliorer la sécrétion pancréatique d'insuline et à supprimer la sécrétion pancréatique de glucagon. Le GLP-1 est sécrété par les cellules L de la muqueuse gastro-intestinale en réponse à un repas et à l'action hypoglycémiante [22]. La sécrétion de GLP-1 est étroitement liée à la composition des aliments. De manière significative, le GLP -1 a augmenté après des régimes riches en sucre et en graisses [23]. Il a une fonction physiologique importante dans le SNC.
Les récepteurs GLP-1 sont principalement distribués dans l'hypothalamus, le deutocerebrum et le tritocerebrum. L'activation du récepteur GLP-1 dans ces régions du cerveau peut contrôler l'appétit et réduire l'apport alimentaire, ce qui peut contrôler l'appétit et réduire l'apport alimentaire [24].
L'adénylate cyclase est activée lorsque le GLP-1 se lie au récepteur GLP-1 à la surface de la membrane cellulaire, ce qui peut améliorer les niveaux d'adénosine monophosphate cyclique (AMPc), activer la PKA, nucléotide guanine régulé par l'AMPc facteur d'échange II (Epac2), favorisant ainsi la sécrétion d'insuline stimulée par le glucose. Différent de l'effet de sécrétion d'insuline glucose-dépendant, le GLP-1 favorise la prolifération et la différenciation des cellules indépendamment de la concentration de glucose, qui peut être produite dans une glycémie normale. Les multiples voies de signalisation en aval du récepteur GLP-1 sont impliquées dans la promotion de la prolifération, de la différenciation et de la protection des cellules.
Le GLP-1 régule non seulement la glycémie du sang périphérique, mais agit également comme un neurotransmetteur dans le SNC, qui joue un rôle important dans la prolifération cellulaire, l'apoptose et la neurogenèse [25]. Pendant ce temps, combiné avec les récepteurs correspondants, le GLP -1 participe aux voies de signal PI3K et MAPK, qui peuvent activer la molécule de substrat en aval de PKA, favoriser la libération de neurotransmetteurs et améliorer la plasticité synaptique [26]. En même temps, non seulement il compense le signal de l'insuline, mais il améliore également le phénomène de résistance à l'insuline des patients atteints de MA. L'expérience a révélé que les analogues du GLP -1 avaient un effet amélioré sur la mémoire qui injectait A [27] et diminuait la formation de A [28].
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Asprosine
L'asprosine est coupée à l'extrémité de la protéine myofibrille -1, qui contient un segment de 140 acides aminés. Il peut favoriser la décomposition du glucose hépatique par la voie de la protéine G dans l'AMPc-PKA et faciliter l'absorption du glucose dans les cellules pour maintenir les taux sanguins à des niveaux optimaux [29]. Des études antérieures ont démontré que les patients atteints du syndrome néonatal progéroïde (NPS) existaient une résistance à l'insuline [30]. D'après l'examen précédent, nous pouvons constater que la MA a une relation significative avec la résistance à l'insuline.
Les chercheurs ont détecté que le modèle de souris diabétique exerçait un niveau supérieur à un cycle normal d'Asprosin, puis il lui a été injecté une désactivation de l'anticorps monoclonal à combiner avec l'Asprosin, qui peut réguler le niveau d'insuline. En cas d'insistance sur le traitement, la résistance à l'insuline est revenue à la normale [31]. L'amélioration de la résistance à l'insuline joue un rôle essentiel dans la réduction de l'incidence de la MA.
Glucocorticoïdes
Les glucocorticoïdes (GC) ont été sécrétés par le cortex surrénalien zonafasciculata. Chez l'homme, le cortisol est le principal facteur, alors que chez les rongeurs, il s'agit principalement de corticostérone. Il a pour fonction de réguler le métabolisme des glycolipides et des protéines, et également d'inhiber la réponse immunitaire, anti-inflammatoire et anti-choc. La libération de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénal (HPA) est régulée par les glucocorticoïdes [32]. Une caractéristique centrale de la réponse au stress est l'activation de l'HHS et la stimulation du cortex surrénalien pour libérer des glucocorticoïdes.
GC est une hormone stéroïde qui traverse la barrière hémato-encéphalique pour se combiner avec des récepteurs. Le glucocorticoïde a deux récepteurs dans le cerveau, l'un est le récepteur minéralocorticoïde (MR) à haute affinité, et l'autre est le récepteur glucocorticoïde (GR) à faible affinité. Ces récepteurs sont exprimés principalement dans la région de l'hippocampe, où le GR a été exprimé dans la région CAl. [33]. Des niveaux élevés temporaires de GC peuvent améliorer la mémoire, tandis que des niveaux élevés persistants de GC rendent le GR actif si continuellement, ce qui peut endommager la fonction de mémoire du corps [34].
Des études montrent que les niveaux de cortisol dans le plasma, la salive ou le liquide céphalo-rachidien des patients atteints de MA sont plus élevés que ceux des personnes normales. Les changements dans les niveaux de cortisol sont positivement corrélés avec le stockage de la mémoire de la MA, mais le mécanisme n'est pas clair [35]. L'hippocampe est le centre avancé de la régulation de l'axe HPA. Lorsque les lésions hippocampiques chez les patients atteints de MA, la fonction de l'axe HPA est perturbée, tandis que le niveau de GC est élevé. Cela provoque l'atrophie, la perte, la régénération des dendrites des neurones de l'hippocampe et, éventuellement, un déclin cognitif. Dans le même temps, le niveau élevé de GC accélère l'hydrolyse de l'APP et augmente l'accumulation de A. Inversement, le dépôt de A est susceptible d'augmenter le niveau de GC, de former un cercle vicieux A et d'aggraver l'état de la MA. La forte concentration de GC dans le cerveau stimule l'activation de la GSK3 kinase et augmente la phosphorylation anormale de la protéine tau [36].
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Une perspective de recherche sur les nootropiques de la phytothérapie
Comme mentionné ci-dessus, le métabolisme anormal du glucose et son hormone associée ont des liens étroits avec l'apparition et le développement de la MA. Bien que les principales théories de la pathogenèse de la MA aient été proposées, à savoir l'hypothèse cholinergique et l'hypothèse de la cascade bêta-amyloïde, le mécanisme doit encore être élucidé. Cliniquement, les médicaments pour traiter la MA comprennent principalement le médicament anti-cholinestérase donépézil, l'amine de lith, la galanthamine et la mémantine, un antagoniste des récepteurs du glutamate. Cependant, la MA ne peut toujours pas être efficacement prévenue ou guérie. Pendant ce temps, ces médicaments ont de nombreux effets secondaires en plus de la durée du traitement. Des preuves émergentes indiquent que l'intervention de médicaments à base de plantes a les caractéristiques d'un faible effet secondaire et d'une grande sécurité, ce qui lui confère certains avantages dans le traitement de la MA.
L'un des groupes de recherche sur la phytothérapie a découvert dans ses recherches précédentes que la curcumine réduisait l'agrégation A dans le cerveau de la souris AD et améliorait les symptômes des troubles de la mémoire. En outre, ils ont utilisé des techniques d'immunohistochimie et de Western blot pour détecter le métabolisme du glucose et la voie de l'insuline chez les souris transgéniques APP. Les résultats ont montré que la curcumine améliorait la déficience de la voie de signalisation de l'insuline et améliorait l'apprentissage spatial et la capacité de mémoire en régulant à la hausse l'expression de la protéine du facteur de croissance analogue à l'insuline [37]. Durairajan et al. ont suggéré que la berbérine inhibait la phosphorylation des protéines précurseurs amyloïdes pour empêcher le dépôt A [38]. Une étude a montré que DanHong Injection peut améliorer la capacité de mémoire des patients diabétiques [39]. Dans un essai clinique, la prise de DanShenDiWan peut réduire les dépôts d'A et améliorer la fonction cognitive chez les patients diabétiques [40]. ZhengSunetal a découvert que la recette ZiBuPiIYin peut prévenir les lésions cérébrales chez les rats diabétiques. Les mécanismes peuvent être associés à l'amélioration de la fonction mitochondriale aberrante, à la résistance à l'insuline et à la réduction de la lésion A [41]. La médecine chinoise est basée sur la collecte d'interactions complexes, en d'autres termes, davantage de recherches sont nécessaires sur les effets synergiques des combinaisons à base de plantes pour mieux comprendre les mécanismes de la maladie [42].
Une importante étude épidémiologique a clairement établi une association entre troubles métaboliques et neurodégénératifs en général [43]. Il a également été découvert que les modifications pathologiques de la résistance à l'insuline et des troubles du métabolisme du glucose dans la MA sont similaires à celles du diabète. Par conséquent, il est prometteur de trouver une nouvelle voie pour envisager la stratégie de recherche sur l'exploration des candidats nootropiques enracinés dans la phytothérapie et sa formule.
Effets neuroprotecteurs du cistanche
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