Le concept de stress imprègne notre culture à plusieurs niveaux. C’est un état exigeant, parfois accablant, accompagné d’émotions négatives. Elle a été décrite comme la réponse « combat ou fuite » à une menace (réponse adaptative à un stimulus environnemental). Actuellement, elle est considérée comme une réponse biologique négative, résultant de plusieurs mécanismes adaptatifs améliorant la survie.
Il est admis que la biologie du stress n’est pas simplement un « système d’urgence », mais plutôt un processus continu : le corps et le cerveau s’adaptent aux expériences quotidiennes, stressantes ou non . Dans la réponse altérée, il y a un manque ou un échec d’adhésion au cycle circadien et à l’environnement, plein de personnes, de bruits et de dangers. Le stress chronique incontrôlable est non seulement négatif, mais il peut devenir toxique et nuire à la santé physique et mentale. Pour cette raison, le « bon stress » a été différencié du « mauvais stress » .
Dans cette vision, on accepte le concept d’allostasie et de charge/surcharge allostatique , qui fait référence au processus actif d’adaptation et de maintien de la stabilité (ou homéostasie) à travers la production de médiateurs (cortisol) qui favorisent l’adaptation. Cependant, si les perturbations de l’environnement sont incessantes, le point de consigne d’équilibre doit être modifié pour atteindre une « nouvelle normalité », ce qui peut être coûteux pour l’organisme.
La « charge allostatique » fait référence au prix que le corps paie pour être obligé de s’adapter à des situations psychosociales ou physiques défavorables.
Ce concept implique que le cerveau, en tant que centre de réponse à l’expérience, intègre les informations sur l’environnement interne et externe et façonne les réponses, à la fois systémiques et comportementales.
Le cerveau est un organe vulnérable qui peut être endommagé par un stress toxique, mais il possède également une plasticité adaptative et une résilience . Les adaptations neuronales à l’environnement s’accumulent tout au long de la vie, et la fonction cérébrale plus tard dans la vie résulte d’expériences et d’altérations épigénétiques qui se produisent avant même la conception. Le niveau moléculaire, les circuits neuronaux et le niveau endocrinien sont d’une grande importance.
De même, les troubles psychiatriques, addictifs et neurologiques sont souvent déclenchés ou aggravés par des facteurs de stress de la vie. La biologie du stress représente un tremplin pour la recherche translationnelle sur l’ensemble des troubles cérébraux.
Le cerveau est un organe principal qui perçoit et réagit à ce qui est stressant pour un individu. La fonction principale du cortisol et des autres médiateurs de l’allostasie est de favoriser l’adaptation. Cependant, la surutilisation et/ou la dérégulation des médiateurs de l’allostasie conduisent à une charge allostatique (ou surcharge) et accélèrent les processus pathologiques tels que les maladies cardiovasculaires, le diabète et les troubles affectifs. Trois régions limbiques du cerveau sont observées.
| Principaux éléments neuronaux et moléculaires du système de stress |
La cascade d’événements conduisant à une réponse adaptative au stress est bien connue. Un nouveau stimulus inattendu ou menaçant, présenté de manière aiguë, interne ou externe à l’organisme, déclenche des réponses cérébrales appropriées à ce stimulus. En plus du codage sensoriel, il existe une réponse affective qui classe le stimulus comme saillant, pertinent, positif ou parfois menaçant.
La dernière voie commune de cette réponse affective se produit dans le noyau paraventriculaire de l’hypothalamus, où elle active la libération de la corticolibérine et de l’arginine vasopressine, qui à son tour stimule la libération de l’hormone adrénocorticotrope (ACTH) par l’hypophyse. antérieur, qui conduit à la synthèse et à la libération de glucocorticoïdes par le cortex surrénalien. Il existe également des facteurs hypothalamiques qui libèrent l’ACTH de la région hypophysaire antérieure.
L’étude du stress a commencé avec la découverte en 1968 de récepteurs putatifs de stéroïdes surrénaliens dans l’hippocampe. La découverte de ces récepteurs a étendu l’action hormonale au-delà de l’hypothalamus, jusqu’à une région du cerveau connue pour intervenir dans l’apprentissage et la mémoire, ouvrant la voie à une conceptualisation beaucoup plus large.
Actuellement, on sait que l’impact des glucocorticoïdes sur le cerveau est médié par 2 récepteurs principaux, les récepteurs des glucocorticoïdes (GR) et les récepteurs minéralocorticoïdes (MR). Tous deux sont des facteurs de transcription dont l’activation influence la régulation positive ou négative de l’expression de leurs gènes cibles.
Une réponse saine à un facteur de stress aigu nécessite à la fois l’activation de la réponse rapide et vigoureuse qui conduit à la synthèse et à la libération de glucocorticoïdes, ainsi qu’un moyen efficace de mettre fin à cette réponse au stress, afin d’éviter de surcharger le système avec les actions puissantes des hormones de stress.
Cette terminaison dépend d’un mécanisme de rétroaction négative qui se produit à plusieurs niveaux (noyau hypophysaire, paraventriculaire de l’hypothalamus et, surtout, l’hippocampe, riche en GR, mais dans lequel la variation diurne des glucocorticoïdes conduit le système à annuler la réponse de l’hypothalamus. -axe hypophyso-surrénalien, au lieu d’agir comme un thermostat.
On considère qu’il existe une voie synaptique allant de l’hippocampe au noyau paraventriculaire, avec une station relais dans le lit nucléaire de la strie terminale . Les lésions le long de cette voie conduisent à une surexpression de l’ARNm de la corticolibérine dans le noyau paraventriculaire et à une longue durée de la réponse au stress.
Les facteurs environnementaux et psychosociaux qui perturbent l’hippocampe peuvent également conduire à des niveaux excessifs de glucocorticoïdes, ce qui peut à son tour augmenter les dommages à l’hippocampe.
| Comment les systèmes corporels et cérébraux interagissent-ils continuellement pour la santé et les maladies du cerveau ? |
L’identification des récepteurs des « hormones du stress » dans l’hippocampe a donné naissance à d’autres concepts. En plus de l’hippocampe, ces récepteurs s’expriment et agissent dans d’autres régions du cerveau impliquées dans la cognition et les émotions, telles que l’amygdale et le cortex préfrontal, et des facteurs de stress aigus et chroniques provoquent une plasticité structurelle adaptative dans le cerveau. régions cérébrales interconnectées.
La plasticité adaptative est un terme qui décrit comment le stress chronique peut remodeler le cerveau de manière neuroprotectrice, provoquant une rétraction des dendrites et une perte de synapses dans des zones très sensibles au stress, telles que l’hippocampe, l’amygdale médiale et le cortex préfrontal médial, tandis que provoquant l’expansion des dendrites et de nouvelles synapses dans d’autres zones, telles que l’amygdale basolatérale et le cortex orbitofrontal.
Ces changements morphologiques favorisent des altérations du comportement, des fonctions autonomes et neuroendocrines, appropriées pour faire face à des facteurs de stress continus.
Lorsque les conditions s’améliorent, le cerveau sain fait preuve de résilience et récupère, même s’il a été observé qu’il ne s’agit pas d’un véritable renversement. Cependant, si les exigences liées au stress persistent, le cerveau peut devenir « bloqué », c’est-à-dire qu’il ne s’adapte pas structurellement ou fonctionnellement, même lorsque les facteurs de stress externes diminuent, conduisant à des conditions pathologiques dans lesquelles une intervention externe est nécessaire.
Des exemples pourraient être l’anxiété clinique ou la dépression majeure, qui peuvent commencer par une réponse appropriée à un événement stressant, mais devenir inadaptées lorsqu’elles persistent et deviennent chroniques. Cela démontre le concept selon lequel il existe une fonction en forme de U inversé pour les actions optimales des glucocorticoïdes et d’autres molécules de signalisation en réponse au stress.
| Expérience épigénétique et évolution tout au long de la vie |
Les actions des hormones et les expériences en général aboutissent à une régulation épigénétique de l’information génétique qui conduit à des différences, même entre vrais jumeaux. La perspective épigénétique du parcours de vie souligne que la vie est une voie à sens unique où les influences, même depuis la préconception jusqu’à l’âge adulte, déterminent les trajectoires de santé ou le risque de maladie.
La trajectoire de vie d’un individu peut être modifiée par des expériences qui seront enregistrées comme positives ou négatives, selon la réponse adaptative du sujet. Ces expériences (interventions) peuvent survenir tout au long de la vie, mais sont particulièrement puissantes pendant les « fenêtres d’opportunité » telles que le développement fœtal, la petite enfance et l’adolescence.
Il reste encore beaucoup à savoir sur les mécanismes moléculaires, cellulaires et de circuits qui sous-tendent ce processus dynamique, mais nous pouvons partir de la base d’une connaissance fondamentale, à savoir l’existence d’une « organisation moléculaire » qui joue un rôle clé dans le développement neurologique et plasticité tout au long de la vie.
Les glucocorticoïdes et les facteurs de croissance représentent des exemples de ces organisateurs moléculaires qui ont un impact sur le développement, l’expression des gènes et l’impact épigénétique de l’environnement sur la biologie du stress et l’adaptation.
| Rôle central des glucocorticoïdes et de leurs récepteurs |
Le GR et le RM des hormones corticostéroïdes sont des facteurs de transcription dépendants du ligand qui résident principalement dans le cytoplasme. L’interaction avec les ligands glucocorticoïdes amène les récepteurs à agir comme une navette dans le noyau, modulant les taux de transcription des gènes cibles.
Malgré cette modulation, les chercheurs ont découvert des mécanismes cellulaires et moléculaires (non transcriptionnels) supplémentaires par lesquels les glucocorticoïdes affectent les processus allant du noyau à la surface cellulaire, y compris les mitochondries, provoquant un remodelage structurel des neurones.
Les GR sont d’une grande importance dans des régions spécifiques du cerveau et chez les animaux, il a été prouvé que leur annulation dans tout le cerveau provoque un déséquilibre endocrinien important, avec des niveaux élevés de corticostéroïdes et des modifications du métabolisme énergétique et du contrôle du poids, associées à des modifications hormonales. comme la leptine et l’insuline.
La recherche génétique, ainsi que l’étude de la régulation des RG aux niveaux génomique, épigénétique et d’expression génique, ont établi l’importance de ces récepteurs dans la régulation des émotions et de l’émotivité, même en termes de réactivité dynamique à l’environnement. environnement social et développement précoce.
| Stress et troubles affectifs : traduction inverse vers des modèles animaux |
Compte tenu de la nature continue, puissante et dynamique de la biologie du stress, il n’est pas surprenant que la dérégulation du système de stress et l’augmentation de la charge allostatique soient à l’origine de nombreux troubles psychiatriques.
En fait, les troubles affectifs, notamment la dépression majeure, le trouble bipolaire, le trouble anxieux, le trouble panique et le trouble de stress post-traumatique, peuvent être considérés comme des troubles de stress, dans lesquels les circuits neuronaux clés qui régulent la réactivité au stress ne fonctionnent pas de manière optimale. . Bien qu’héréditaire à des degrés divers, la nature de la vulnérabilité à ces troubles est liée à la manière dont l’individu réagit à l’environnement.
Tous les êtres humains sont porteurs d’un nombre plus ou moins grand de facteurs de risque génétiques de dépression majeure ; Il est souligné que les résultats d’une étude importante montrent qu’une dérégulation de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien se produit dans la dépression. La manière dont ces influences génétiques se développent dépend de la précision et de la plasticité de la réponse au stress, dues à la trajectoire de développement et aux expériences de vie de l’individu.
Les auteurs déclarent que : Bien que le cerveau joue un rôle clé dans l’orchestration et l’ajustement de la réactivité au stress, il est important de se rappeler qu’il est également la cible de changements corporels, qui constituent un type important de stress proximal et continu. et parfois toxique.
La démonstration de l’impact du stress toxique et de la dépression sur le cerveau humain a impliqué à la fois la structure et la fonction cérébrales, accompagnées d’une contraction de l’hippocampe, comme le montre l’IRM fonctionnelle. La recherche a montré l’importance de l’hypothalamus non seulement dans la dépression et le stress, mais également dans d’autres fonctions cruciales pour la motivation et l’affectivité.
La dérégulation de plusieurs familles de gènes liées aux facteurs de développement, de réparation cellulaire et de croissance souligne encore la nature insidieuse du trouble de stress. Il a également été démontré qu’une famille de gènes liée à l’anxiété et à la dépression est liée à la réactivité émotionnelle, à la vulnérabilité et à la résilience.
Dans l’ensemble, la combinaison d’études de neuroimagerie humaine et d’analyses post-mortem révèle que les troubles affectifs liés au stress ont un impact plus large sur le cerveau qu’on ne l’avait estimé précédemment : affectant la connectivité entre plusieurs régions du cerveau et impactant plusieurs circuits. , types de cellules et molécules.
Peut-être que tout cela est dû à l’altération de la neuroplasticité adaptative qui ne compense pas le stress continu.
Cet échec a des conséquences neuronales et comportementales, qui à leur tour nécessitent des efforts d’adaptation et de compensation de plus en plus importants, jusqu’à ce que ces mécanismes échouent, se traduisant par un trouble dévastateur.
Les glucocorticoïdes, les acides aminés excitateurs et d’autres médiateurs et processus fonctionnent de manière biphasique non linéaire pour favoriser la plasticité adaptative, d’une part, et pour favoriser la résilience et les dommages, d’autre part. Le manque de résilience après des expériences stressantes nécessite une intervention extérieure, comme c’est le cas pour les troubles affectifs.
| Santé cérébrale et contexte social plus large |
L’image qui émerge des études neurobiologiques sur la dépression, ainsi que les résultats des analyses épidémiologiques, mettent en évidence l’interaction entre la biologie du stress et la santé générale , fortement influencée par le contexte social.
Cela concerne tout le parcours de la vie, où la pauvreté, ainsi que d’autres formes d’adversité, de maltraitance et de négligence au début de la vie, augmentent de manière disproportionnée le risque de diabète, de dépression, de maladies cardiovasculaires, de toxicomanie et, plus tard, de démence, augmentant ainsi la misère humaine et les soins de santé. frais.
En outre, l’hippocampe et les régions cérébrales interconnectées telles que l’amygdale et le cortex préfrontal présentent des effets qui accompagnent ces conditions, tant en termes de structure que de fonction.
| L’interaction entre le contexte social et la biologie du stress renvoie au concept large de charge allostatique, d’impact de l’expérience et au concept « d’exposome », qui reflète la façon dont l’ensemble de l’environnement social et physique façonne le cerveau et sa capacité à fonctionner. , tant sur le plan cognitif qu’affectif. |
La somme de toutes les expériences peut devenir restrictive et, de la même manière, compromettre le fonctionnement optimal, la capacité d’adaptation, l’adaptation et le remodelage cérébral, soit de manière continue, soit en offrant des opportunités de changement. En fait, de nombreuses études ont révélé l’ impact positif d’activités telles que l’exercice régulier et l’apprentissage intense, sur l’amélioration du volume et de l’activité de l’hippocampe et sur une plus grande résilience au stress.
| Selon les auteurs , « la neurobiologie du stress représente la biologie fondamentale des troubles affectifs ». « Même si nous avons accumulé une quantité impressionnante de connaissances sur la biologie du stress au cours des 50 dernières années, nous n’en avons qu’effleuré la surface . » |
