Ce que nous mangeons est important, et avoir juste la bonne quantité de nutriments essentiels est la clé de notre santé globale. Niusha Shodja et Saina Heshmati, Storylab, CC BY-NC-ND
Au cours des longs voyages maritimes des XVe et XVIe siècles, période dite l'ère de la découverte, les marins ont déclaré avoir subi visions d'aliments sublimes et de champs verdoyants. La découverte qu'il ne s'agissait que d'hallucinations après des mois en mer était angoissante. Certains marins pleuraient de nostalgie ; d'autres se sont jetés par-dessus bord.
Le remède à ces mirages déchirants s'est avéré n'être pas une concoction de produits chimiques complexes, comme on le soupçonnait autrefois, mais plutôt le simple antidote du jus de citron. Ces marins souffrait du scorbut, une maladie causée par une carence en vitamine C, un micronutriment essentiel que les gens acquièrent en mangeant des fruits et des légumes.
La vitamine C est importante pour la production et la libération de neurotransmetteurs, les messagers chimiques du cerveau. En son absence, les cellules cérébrales ne communiquent pas efficacement entre elles, ce qui peut entraîner des hallucinations.
Comme l'illustre cet exemple célèbre des premiers explorateurs, il existe un lien intime entre la nourriture et le cerveau, un lien que des chercheurs comme moi s'efforcent de démêler. En tant que scientifique qui étudie les neurosciences de la nutrition à l'Université du Michigan, je m'intéresse principalement à la manière dont les composants des aliments et leurs produits de dégradation peuvent altérer instructions génétiques qui contrôlent notre physiologie.
Au-delà de cela, mes recherches visent également à comprendre comment la nourriture peut influencer nos pensées, nos humeurs et nos comportements. Bien que nous ne puissions pas encore prévenir ou traiter les affections cérébrales avec un régime alimentaire, des chercheurs comme moi en apprennent beaucoup sur le rôle que joue la nutrition dans les processus cérébraux quotidiens qui font de nous ce que nous sommes.
Il n'est peut-être pas surprenant qu'un équilibre délicat des nutriments soit essentiel à la santé du cerveau : des carences ou des excès de vitamines, de sucres, de graisses et d'acides aminés peuvent influencer le cerveau et le comportement de manière négative ou positive.
Carences en vitamines et minéraux
Comme pour la vitamine C, les déficits en autres vitamines et minéraux peuvent également précipiter des maladies nutritionnelles qui ont un impact négatif sur le cerveau chez l'homme. Par exemple, de faibles niveaux alimentaires de vitamine B3/niacine – généralement présents dans la viande et le poisson – provoquer la pellagre, une maladie dans laquelle les gens développent une démence.
La niacine est essentielle pour transformer les aliments en énergie et en éléments constitutifs, protéger l'empreinte génétique des dommages environnementaux et contrôler la quantité de certains produits génétiques fabriqués. En l'absence de ces processus critiques, les cellules cérébrales, également appelées neurones, dysfonctionnement et mourir prématurément, conduisant à la démence.
Dans les modèles animaux, la diminution ou le blocage de la production de niacine dans le cerveau favorise les dommages neuronaux et la mort cellulaire. À l'inverse, il a été démontré que l'augmentation des niveaux de niacine atténue les effets des maladies neurodégénératives telles que Alzheimer, Huntington et Parkinson. Des études observationnelles chez l'homme suggèrent que des niveaux suffisants de niacine peut protéger contre ces maladies, mais les résultats ne sont toujours pas concluants.
Fait intéressant, une carence en niacine causée par une consommation excessive d'alcool peut entraîner des effets similaires à ceux observés avec la pellagre.
Un autre exemple de la façon dont une carence en nutriments affecte la fonction cérébrale peut être trouvé dans l'élément iode, qui, comme la niacine, doit être acquis à partir de son alimentation. L'iode, présent dans les fruits de mer et les algues, est un élément constitutif essentiel des hormones thyroïdiennes - des molécules de signalisation importantes pour de nombreux aspects de la biologie humaine, notamment le développement, le métabolisme, l'appétit et le sommeil. De faibles niveaux d'iode empêchent la production de quantités adéquates d'hormones thyroïdiennes, altérant ces processus physiologiques essentiels.
L'iode est particulièrement important pour le développement du cerveau humain; avant que le sel de table ne soit complété par ce minéral dans les années 1920, la carence en iode était un cause majeure de handicap cognitif dans le monde. On pense que l'introduction du sel iodé a contribué à la augmentation progressive des scores de QI au cours du siècle dernier.
Régime cétogène pour l'épilepsie
Toutes les carences alimentaires ne nuisent pas au cerveau. En fait, des études montrent que les personnes atteintes d'épilepsie résistante aux médicaments - une condition dans laquelle les cellules cérébrales se déclenchent de manière incontrôlable - peut réduire le nombre de crises en adoptant un régime à très faible teneur en glucides, connu sous le nom de régime cétogène, dans laquelle 80 à 90 % des calories proviennent des lipides.
Les glucides sont la source d'énergie préférée du corps. Lorsqu'elles ne sont pas disponibles - soit à cause du jeûne, soit à cause d'un régime cétogène - les cellules obtiennent du carburant en décomposant les graisses en composés appelés cétones. L'utilisation des cétones pour l'énergie conduit à de profondes changements dans le métabolisme et la physiologie, y compris les niveaux d'hormones circulant dans le corps, la quantité de neurotransmetteurs produits par le cerveau et les types de bactéries vivant dans l'intestin.
Les chercheurs pensent que ces changements liés à l'alimentation, en particulier la production plus élevée de substances chimiques cérébrales qui peuvent calmer les neurones et réduire les niveaux de molécules inflammatoires, peuvent jouer un rôle dans la capacité du régime cétogène à réduire le nombre de crises. Ces changements peuvent aussi expliquer la avantages d'un état cétogène – soit par le régime ou le jeûne – sur la fonction cognitive et l'humeur.
Certains aliments peuvent affecter négativement votre mémoire et votre humeur.
Sucre, graisses saturées et aliments ultra-transformés
Des niveaux excessifs de certains nutriments peuvent également avoir des effets néfastes sur le cerveau. Chez les humains et les modèles animaux, une consommation élevée de produits raffinés sucres et graisses saturées – une combinaison que l'on retrouve couramment dans les aliments ultra-transformés – favorise l'alimentation en désensibilisant le cerveau aux signaux hormonaux connus pour réguler la satiété.
Fait intéressant, une alimentation riche en ces aliments désensibilise le système gustatif, ce qui fait que les animaux et les humains perçoivent les aliments comme moins sucrés. Ces altérations sensorielles peuvent affecter le choix des aliments ainsi que la récompense que nous obtenons de la nourriture. Par exemple, la recherche montre que les réactions des gens à la crème glacée dans les zones du cerveau important pour le goût et la récompense sont émoussés quand ils en mangent tous les jours pendant deux semaines. Certains chercheurs pensent que cette diminution des signaux de récompense alimentaire peut augmenter les envies d'aliments encore plus gras et sucrés, similaire à la façon dont les fumeurs ont soif de cigarettes.
Les régimes alimentaires riches en graisses et en aliments transformés sont également associés à une fonction cognitive et à une mémoire réduites chez l'homme et modèles animaux ainsi qu'une incidence plus élevée de maladies neurodégénératives. Cependant, les chercheurs ne savent toujours pas si ces effets sont dus à ces aliments ou à la prise de poids et à la résistance à l'insuline qui développer avec la consommation à long terme de ces régimes.
Echelles de temps
Cela nous amène à un aspect critique de l'effet de l'alimentation sur le cerveau : le temps. Certains aliments peuvent avoir une influence aiguë sur le fonctionnement et le comportement du cerveau - par exemple sur des heures ou des jours - tandis que d'autres mettent des semaines, des mois, voire des années à avoir un effet. Par exemple, manger une tranche de gâteau transforme rapidement le métabolisme cétogène brûlant les graisses d'un individu atteint d'épilepsie résistante aux médicaments en un métabolisme brûlant les glucides, augmentant ainsi le risque de convulsions. En revanche, il faut des semaines de consommation de sucre pour que le goût et les voies de récompense du cerveau changent, et des mois de carence en vitamine C pour développer le scorbut. Enfin, lorsqu'il s'agit de maladies comme la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson, le risque est influencé par des années d'exposition alimentaire en combinaison avec d'autres facteurs génétiques ou facteurs liés au mode de vie tels que le tabagisme.
Au final, la relation entre la nourriture et le cerveau est un peu comme la délicate Boucle d'or : nous n'avons besoin ni de trop peu, ni de trop, mais juste assez de chaque nutriment.
A propos de l'auteur
Monica Dus, professeur agrégé de biologie moléculaire, cellulaire et du développement, Université du Michigan
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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