Arrière-plan
Le diabète sucré de type 2 (DT2) est connu pour être associé à des déficits neurobiologiques et cognitifs ; cependant, son étendue, son chevauchement avec les effets du vieillissement et l’efficacité des traitements existants dans le contexte du cerveau sont actuellement inconnus.
Méthodes :
Nous avons caractérisé les effets neurocognitifs associés indépendamment au DT2 et à l’âge dans une large cohorte de sujets humains de la UK Biobank avec une neuroimagerie transversale et des données cognitives. Nous avons ensuite évalué le degré de chevauchement entre les effets du DT2 et ceux liés à l’âge en appliquant des mesures de corrélation aux changements neurocognitifs caractérisés séparément.
Nos résultats ont été complétés par une méta-analyse de rapports publiés comportant des mesures cognitives ou de neuroimagerie pour le DT2 et les témoins sains (HC). Nous avons également évalué, dans une cohorte de personnes diagnostiquées avec un DT2, à l’aide de la UK Biobank, comment la chronicité de la maladie et le traitement par la metformine interagissent avec les effets neurocognitifs identifiés.
Résultats:
L’ensemble de données de la UK Biobank comprenait des données cognitives et de neuroimagerie (N = 20 314), dont 1 012 DT2 et 19 302 HC, âgés de 50 à 80 ans .
La durée du DT2 variait de 0 à 31 ans (moyenne 8,5 ± 6,1 ans) ; 498 ont été traités par metformine seule, tandis que 352 n’ont reçu aucun médicament. Notre méta-analyse a évalué 34 études cognitives (N = 22 231) et 60 études de neuroimagerie : 30 sur le DT2 (N = 866) et 30 sur le vieillissement (N = 1 088).
Comparé à l’âge, au sexe, à l’éducation et à l’HC correspondant à l’hypertension, le DT2 était associé à des déficits cognitifs marqués , en particulier dans le fonctionnement exécutif et la vitesse de traitement.
De même, nous avons constaté que le diagnostic de DT2 était significativement associé à une atrophie de la matière grise , principalement au niveau du striatum ventral, du cervelet et du putamen, à une réorganisation de l’activité cérébrale (diminution du cortex caudé et prémoteur et augmentation de la zone sous-génuelle, du cortex orbitofrontal). ), le tronc cérébral et le cortex cingulaire postérieur).
Les changements structurels et fonctionnels associés au DT2 présentent un chevauchement marqué avec des effets corrélés à l’âge, mais apparaissent plus tôt , et la durée de la maladie est associée à une neurodégénérescence plus sévère . Le statut du traitement par la metformine n’était pas associé à de meilleurs résultats neurocognitifs.
La progression du diabète sucré de type 2 (DT2) est associée de manière significative à l’atrophie de la matière grise, qui accélère les effets neurodégénératifs observés dans le vieillissement cérébral.
Conclusions : L’impact neurocognitif du DT2 suggère une accélération marquée du vieillissement cérébral normal. L’atrophie de la substance grise dans le DT2 s’est produite environ 26 % ± 14 % plus rapidement que celle observée avec le vieillissement normal ; la durée de la maladie était associée à une neurodégénérescence accrue. Mécaniquement, nos résultats suggèrent une composante neurométabolique dans le vieillissement cérébral. Cliniquement, les biomarqueurs basés sur la neuroimagerie peuvent fournir une mesure complémentaire précieuse de la progression du DT2 et de l’efficacité du traitement basée sur les effets neurologiques. |
Discussion
L’ensemble de données UK Biobank confirme que les patients atteints de DT2 présentent des déficits de performances cognitives par rapport aux témoins sains (HC), même après avoir contrôlé l’âge, le sexe, l’éducation et l’hypertension. Ces résultats ont été étayés par une méta-analyse de la littérature publiée.
Les déficits de performances cognitives étaient accompagnés d’une atrophie cérébrale marquée dans l’échantillon de DT2 par rapport aux témoins sains du même âge.
L’atrophie était la plus grave (perte de matière grise de 6,2 % par rapport à l’HC) dans le striatum ventral, une région essentielle à l’apprentissage, à la prise de décision, au comportement axé sur un objectif et au contrôle cognitif. Ces fonctions cognitives, connues collectivement sous le nom de fonctions exécutives, étaient également (avec la vitesse de traitement) les plus affectées par le DT2.
La gravité de la neurodégénérescence dans toutes les régions augmentait avec la durée de la maladie. Nous avons détecté des résultats qualitativement cohérents chez les femmes et les hommes ; cependant, les hommes ont présenté des effets plus marqués que le DT2. Ce résultat est cohérent avec les effets neuroprotecteurs bien établis des hormones féminines telles que les œstrogènes.
Ce résultat suggère également que les effets neurologiques observés du DT2 sont le résultat de processus dégénératifs chroniques qui, pour nos participantes, pourraient s’être au moins partiellement améliorés avant la ménopause.
Nos résultats indiquent que l’imagerie cérébrale structurelle, en particulier, peut fournir une mesure cliniquement précieuse pour identifier et surveiller les effets neurocognitifs associés au DT2.
Conformément aux résultats d’études antérieures axées sur le métabolisme cérébral et énergétique (Sokoloff, 1955; Clark, 1999), nos résultats suggèrent que le DT2 et sa progression pourraient accélérer les voies associées au vieillissement cérébral typique. Comme le DT2 diminue la disponibilité du glucose dans le cerveau, cette perte chronique d’énergie peut compromettre la structure et le fonctionnement du cerveau.
Nous envisageons la possibilité qu’au moment où le DT2 est formellement diagnostiqué, la résistance neuronale à l’insuline ait déjà causé des dommages importants.
En tant que tels, nos résultats soulignent la nécessité de recherches supplémentaires sur les biomarqueurs cérébraux du DT2 et sur les stratégies de traitement ciblant spécifiquement ses effets neurocognitifs.
commentaires
Le diabète de type 2 accélère le vieillissement cérébral et le déclin cognitif
L’analyse des données de la UK Biobank provenant de 20 000 personnes montre que le diabète accélère le processus normal de vieillissement cérébral, avec une durée plus longue du diabète liée à une plus grande neurodégénérescence.
Les scientifiques ont montré que le vieillissement normal du cerveau est accéléré d’environ 26 % chez les personnes atteintes de diabète de type 2 progressif par rapport aux personnes non atteintes, rapporte une étude publiée dans eLife .
Les auteurs ont évalué la relation entre le vieillissement cérébral typique et celui observé dans le diabète de type 2, et ont observé que le diabète de type 2 suit un schéma de neurodégénérescence similaire à celui du vieillissement, mais progresse plus rapidement. Une implication importante de cette découverte est que même le vieillissement cérébral typique peut refléter des changements dans la régulation cérébrale du glucose par l’insuline.
Les résultats suggèrent en outre qu’au moment où le diabète de type 2 est officiellement diagnostiqué, il peut déjà y avoir des dommages structurels importants au cerveau.
Il est donc urgent de trouver des moyens sensibles de détecter les changements cérébraux associés au diabète.
Il existe déjà des preuves solides reliant le diabète de type 2 au déclin cognitif, mais peu de patients subissent actuellement une évaluation cognitive complète dans le cadre de leurs soins cliniques. Il peut être difficile de faire la distinction entre le vieillissement cérébral normal qui commence à l’âge mûr et le vieillissement cérébral provoqué ou accéléré par le diabète. À ce jour, aucune étude n’a comparé directement les changements neurologiques chez les personnes en bonne santé au cours de la vie avec les changements vécus par les personnes diabétiques du même âge.
"Les évaluations cliniques de routine pour diagnostiquer le diabète se concentrent généralement sur la glycémie, les niveaux d’insuline et le pourcentage de masse corporelle", explique le premier auteur Botond Antal, doctorant au département de génie biomédical de l’université. de Stony Brook, New York, États-Unis. "Cependant, les effets neurologiques du diabète de type 2 peuvent se révéler plusieurs années avant de pouvoir être détectés par les mesures standards . Ainsi, au moment où les tests conventionnels diagnostiquent le diabète de type 2, les patients peuvent déjà avoir subi des lésions cérébrales irréversibles."
Pour définir l’impact du diabète sur le cerveau au-delà du vieillissement normal, l’équipe a utilisé le plus grand ensemble de données sur la structure et la fonction cérébrale disponibles tout au long de la vie humaine : les données de la biobanque britannique provenant de 20 000 personnes âgées de 50 à 80 ans.
Cet ensemble de données comprend des scintigraphies cérébrales et des mesures de la fonction cérébrale et contient des données provenant à la fois de personnes en bonne santé et de personnes ayant reçu un diagnostic de diabète de type 2. Ils ont utilisé ces données pour déterminer quels changements cérébraux et cognitifs sont spécifiques au diabète, plutôt que simplement au vieillissement, puis ont confirmé ces résultats en les comparant à une méta-analyse de près de 100 autres études.
Leur analyse a montré que le vieillissement et le diabète de type 2 entraînent des modifications des fonctions exécutives, telles que la mémoire de travail, un apprentissage et une réflexion flexibles, ainsi que des modifications de la vitesse de traitement du cerveau.
Cependant, les personnes atteintes de diabète ont connu une baisse supplémentaire de 13,1 % de leurs fonctions exécutives au-delà des effets liés à l’âge, et leur vitesse de traitement a diminué de 6,7 % supplémentaires par rapport aux personnes du même âge non diabétiques. Leur méta-analyse d’autres études a également confirmé ce résultat : les personnes atteintes de diabète de type 2 avaient des performances cognitives systématiquement et nettement inférieures à celles des personnes en bonne santé du même âge et du même niveau d’éducation.
L’équipe a également comparé la structure et l’activité cérébrales de personnes diabétiques et non diabétiques à l’aide d’IRM. Ici, ils ont constaté un déclin de la matière grise du cerveau avec l’âge, principalement dans une région appelée striatum ventral, qui est essentielle aux fonctions exécutives du cerveau.
Cependant, les personnes atteintes de diabète présentaient une diminution encore plus prononcée de la matière grise, au-delà des effets typiques liés à l’âge : une diminution supplémentaire de 6,2 % de la matière grise dans le striatum ventral, mais également une perte de matière grise dans d’autres régions, par rapport au vieillissement normal.
Ensemble, les résultats suggèrent que les schémas de neurodégénérescence liée au diabète de type 2 se chevauchent fortement avec ceux du vieillissement normal, mais que la neurodégénérescence est accélérée. De plus, ces effets sur la fonction cérébrale étaient plus graves avec l’augmentation de la durée du diabète. En fait, la progression du diabète était liée à une accélération de 26 % du vieillissement cérébral.
"Nos résultats suggèrent que le diabète de type 2 et sa progression pourraient être associés à un vieillissement accéléré du cerveau, probablement en raison d’une disponibilité énergétique compromise entraînant des changements significatifs dans la structure et la fonction du cerveau", conclut l’auteur principal Lilianne Mujica. Parodi, directeur du laboratoire de neurodiagnostic computationnel de l’Université Stony Brook.
« Au moment où le diabète est officiellement diagnostiqué, ces dommages sont peut -être déjà survenus . Mais l’imagerie cérébrale pourrait fournir une mesure cliniquement précieuse pour identifier et surveiller ces effets neurocognitifs associés au diabète. « Nos résultats soulignent la nécessité d’étudier les biomarqueurs cérébraux du diabète de type 2 et les stratégies de traitement ciblant spécifiquement ses effets neurocognitifs. »
Message final Ce travail met l’accent sur le rôle du diabète dans le vieillissement cérébral et les fonctions cognitives, une lacune critique qui doit être comblée en raison de la tendance croissante de la prévalence du diabète dans le monde. Fournit des informations précieuses sur des régions spécifiques du cerveau modifiées au cours du vieillissement et du diabète. En outre, il rapporte comment le DT2 accélère le déclin de la cognition et des fonctions cérébrales associé au vieillissement. Une analyse approfondie des ensembles de données humaines et une comparaison avec les données publiées par d’autres chercheurs soutiennent la conclusion de cette étude ; Cependant, certaines interventions contre le diabète qui ne guérissent pas les lésions cérébrales nécessitent une validation plus approfondie. |
