Stress, Mémoire et Hippocampe Sonia Lupien, Ph.D. Directrice Scientifique Centre de recherche Fernand Seguin Hôpital Louis H Lafontaine Université de Montréal Réponse du Corps au Stress L’axe Hypothalamo-Pituito-Surrénalien (HPS) STRESS CRF Hypothalamus + ACTH Pituitaire + GCs Surrénales Adrenaline Cortisol HORMONES DE STRESS: 2 types de variations endogènes -Rythme Circadien -Réponse au stress Rythme Circadien Krieger, 1978 GCs 8 12 16 20 24 4 8 STRESS CRF stress Hypothalamus + pathologie ACTH Pituitaire + GCs Surrénales GCs STRESS affecte la mémoire…. A part l’intuition, comment est-on Arrivé à cette idée? Un Un peu peu d’histoire d’histoire 1949 : Actions anti-inflammatoires des glucocorticoides 1952: Psychose Stéroidienne 1968 : Récepteurs GCs dans le cerveau GCs et Cerveau HIPPOCAMPE Role mémoire déclarative CRF - + ACTH - + GCs Réponse Stress Etudes Animales : Activité HPS : Mémoire Volume Hippocampique Surrénalectomie à mi-vie : Effets préventifs Traitement à mi-vie : Effets inducteurs HYPOTHÈSE DE LA NEUROTOXICITÉ Et Et les les humains humains alors? alors? Etude longitudinale (publication 4 ans) Echantillons annuels toutes les heures pour 24 heures Participants : 60-85 ans; 10 années éducation “Douglas Hospital Longitudinal Study of Normal and Pathological Aging” Subventionnée par Société Alzheimer du Canada Lupien, SJ. Variabilité des taux de cortisol Augmentation Diminution 15.3% 37.9% Cortisol Élevé 46.7% Cortisol Modéré Cortisol Modéré Lupien et al., 1995 (Neurobiology of Aging) Mémoire et Cortisol Augmentation-Elevé Augmentation-Modéré Diminution-Modéré Jeunes Rappel Correct 12 10 8 6 * 4 2 0 Mémoire Déclarative Lupien et al., 1994; J. Neuroscience Cortisol et Volume Hippocampique Résonance Magnétique Nucléaire -- » Analyse volumétrique 2 groupes extrêmes -Augmentation-Élevé -Diminution-Modéré Mesures : -Volume Hippocamique -Autres structures temporales Cortisol Cortisol et et Intégrité Intégrité Hippocampique Hippocampique MRI Volumes for Selected Regions Right and Left Hemispheres Combined cm3 Diminution-Modéré Augmentation-Élevé ___________________________________________________ PS/EC SE NS/NC SE __________________________________________________ Hippocampus Parahippocampal Gyrus Fusiform Gyrus Superior Temporal Gyrus Middle and Inferior Temporal Gyri Head Size 4.00** 5.50 8.57 21.07 0.08 0.44 1.11 1.15 4.54** 5.42 8.24 19.06 0.13 0.47 0.69 1.59 26.73 278.7 1.43 14.72 27.82 273.8 1.21 8.29 __________________________________________________ Lupien et al., 1998; Nature Neuroscience Cortisol et Volume Hippocampique DiminutionModéré R= -0.80 0.46 0.44 0.42 0.40 0.38 0.36 0.34 0.32 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 Cortisol Slope (µg/dl/h/year) 0.4 AugmentationÉlevé Naissance de l’HYPOTHÈSE DE LA NEUROTOXICITÉ Stress & atrophie hippocampe : MÉCANISMES Mort neuronale QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. -Arborisation Dendritique -Neurogenèse QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture. Si l’exposition chronique au stress peut avoir des effets néfastes sur l’hippocampe…… ….Alors, des populations psychiatriques qui montrent une vulnérabilité au stress devraient AUSSI présenter une atrophie de l’hippocampe. Trois Populations étudiées, qui présentent des troubles HORMONAUX liés au stress 1986 1990 1995 Schizophrénie Dépression PTSD QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. Atrophie hippocampique et troubles psychiatriques….. Schizophrénie Dépression QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. 4% 9% PTSD QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. 7% Conclusion -Des différences de l’ordre de 4 à 9% sont assez pour expliquer l’émergence de troubles psychiatriques liés au stress ÆSchizophrénie ÆDépression ÆPTSD …. Un certain meeting à New-York en 1995 ÆMeeting : Syndrome Origine Post-Traumatique (PTSD) ÆAtrophie Hippocampique dans PTSD Æ“Trauma shrinks the brain” ÆDr. Roger Pitman : Autre Hypothèse potentielle Æ“Hypothèse de la Vulnérabilité” …. 7 ans plus tard…… Smaller hippocampal volume predicts pathologic vulnerability to psychological trauma Mark W. Gilbertson1, 2, Martha E. Shenton2, 3, 4, Aleksandra Ciszewski4, Kiyoto Kasai4, Natasha B. Lasko1, 2, 5, Scott P. Orr1, 2, 5 & Roger K. Pitman2, 5 WITOUT PTSD WITH PTSD QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. Donc, le Volume hippocampique est une condition pré-existante qui augmente la vulnérabilité de présenter un PTSD en réaction à un événement traumatique. Les hommes qui développent PTSD durant la guerre du Vietnam sont entrés dans la zone de guerre avec un plus petit volume de l’hippocampe… QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. Ce qui les a rendus plus Vulnérables à développer QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. PTSD en réponse aux Événements traumatiques HYPOTHÈSE DE LA VULNÉRABILITÉ ALORS! Est-ce que les hormones peuvent atrophier l’hippocampe??? OU Est-ce qu’un petit volume hippocampique peut vous rendre plus vulnérable au stress et à ses effets délétères sur le cerveau???????? Premier élément de la réponse….. HYPOTHÈSE DE LA VULNÉRABILITÉ S’il est vrai qu’un petit volume hippocampique augmente la vulnérabilité au stress, alors cela implique qu’il y a une GRANDE variabilité inter-individuelle des volumes hippocampiques et ce, à TOUS les âges …. Études sur le vieillissement : Volume hippocamique plus petit que chez les jeunes “Atrophie hippocampique liée à l’âge” Atrophie hippocampique liée à l’âge Âgé Volume HIppocampique Jeune Age Variabilité des volumes hippicampique devrait être plus grande chez les populations âgées, comparé aux jeunes Institut Neurologique de Montréal : ICBM protocol 176 participants, même méthodologie Age N Total m ena Minim um MaximumMean /Lo west AgeMean /Highest Age % Range HV HV Qua rtile Qua rtile Difference Qua rtiles 18-30 71 4.21±0.41 3.45 5.14 3.72±0.11 25 4.76±0.19 24 28% 31-50 36 3.57±0.44 2.82 4.65 3.07±0.14 51 4.13±0.31 41 34% 51-65 35 3.56±0.42 2.81 4.54 3.17±0.18 61 4.12±0.29 60 30% 66-79 33 3.58±0.44 2.89 4.54 3.12±0.20 74 4.22±0.20 72 35% 80-88 12 3.04±0.43 2.57 3.97 2.61±0.02 83 3.52±0.46 81 35% RAPPELEZ-VOUS … Atrophie hippocampique et désordre psychiatrique….. Schizophrénie QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. 4% Dépression QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. 9% PTSD QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. 7% Age N Total m ena Minim um MaximumMean /Lo west AgeMean /Highest Age % Range HV HV Qua rtile Qua rtile Difference Qua rtiles 18-30 71 4.21±0.41 3.45 5.14 3.72±0.11 25 4.76±0.19 24 28% 31-50 36 3.57±0.44 2.82 4.65 3.07±0.14 51 4.13±0.31 41 34% 51-65 35 3.56±0.42 2.81 4.54 3.17±0.18 61 4.12±0.29 60 30% 66-79 33 3.58±0.44 2.89 4.54 3.12±0.20 74 4.22±0.20 72 35% 80-88 12 3.04±0.43 2.57 3.97 2.61±0.02 83 3.52±0.46 81 35% QuickTime™ and a decompressor are needed to see this picture. Conclusion Le % de différence entre un MÊME groupe d’âge est plus GRAND que le % de différence entre un groupe contrôle et un groupe de patients avec désordre psychiatrique lié au stress Conclusion Si les humains vieillissent avec différents volumes de l’hippocampe ….Qu’est-ce qui détermine le volume de l’hippocampe alors?????? Nouveaux déterminants Du volume hippocampique (VH) Études Animales: --> Enrichissement Environnemental : Augmente le volume hippocampique ÆExpérience : Augmente VH ÆFood Cache (reversible) ÆHumains : Taxi Londres QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. Nouveaux déterminants du volume hippocampique chez l’humain (HV) Enrichissement environnemental Expérience ….Des choses qui se développent TÔT dans la vie et qui dépendent des interactions parents-enfants …. Impact sur le Négligence DÉVELOPPEMENT de l’ hippocampe Adversité Précoce QuickTime™ and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture. Abus augmente VULNERABILITÉ Au stress à l’âge adulte
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