Review

Alzheimer’s disease as a metabolic disorder

La maladie d’Alzheimer en tant que trouble métabolique

¹ Department of Biology, University of Virginia, Charlottesville, Virginia, USA
² Department of Cell Biology, University of Virginia, Charlottesville, Virginia, USA
³ Department of Neuroscience, University of Virginia, Charlottesville, Virginia, USA

^* Correspondence: gsb4g@virginia.edu

Received: 7 August 2018
Accepted: 9 August 2018

Abstract

Alzheimer’s disease (AD) is defined by memory loss and cognitive impairment, along with the accumulation in brain of two types of abnormal structures, extracellular amyloid plaques and intraneuronal neurofibrillary tangles. Both plaques and tangles are composed predominantly of poorly soluble filaments that respectively assemble from amyloid-β (Aβ) peptides and the neuron-specific, microtubule-associated protein, tau. It is now widely acknowledged that soluble oligomers of Aβ and tau, the building blocks of plaques and tangles, are principal drivers of AD pathogenesis by acting coordinately to impair and destroy synapses, and kill neurons. The behavioral features of AD are a direct consequence of these attacks on synapses and neuronal viability, which in turn reflect a reduced capacity of AD neurons to utilize energy sources needed to maintain neuronal function and vitality. In other words, AD neurons are starving, even when they may be surrounded by abundant nutrients. Here, we review some of the evidence for the metabolic deficiencies of neurons in AD and how they impact neuronal health.

Résumé

La maladie d’Alzheimer (MA) est définie par la perte de mémoire et la déficience cognitive avec l’accumulation dans le cerveau de deux types de structures anormales, des plaques amyloïdes extracellulaires et des enchevêtrements neurofibrillaires intraneuronaux. Les plaques et les enchevêtrements sont composés principalement de filaments peu solubles qui s’assemblent respectivement à partir de peptides amyloïde-β (Aβ) et de la protéine tau spécifique aux neurones, associée aux microtubules. Il est maintenant largement reconnu que les oligomères solubles d’Aβ et de tau, éléments constructifs des plaques et des enchevêtrements neurofibrillaires, sont les principaux moteurs de la pathogenèse de la maladie d’Alzheimer en agissant de manière coordonnée pour altérer et détruire les synapses et tuer les neurones. Les caractéristiques comportementales de la maladie d’Alzheimer sont une conséquence directe de ces attaques sur les synapses et la viabilité neuronale, qui à leur tour reflètent une capacité réduite des neurones, lors de la maladie, à utiliser les sources d’énergie nécessaire pour maintenir la fonction neuronale et la vitalité. En d’autres termes, les neurones de la maladie d’Alzheimer sont affamés, même lorsqu’ils sont entourés de nutriments abondants. Dans cet article, nous passons en revue certaines des preuves des déficiences métaboliques des neurones dans la maladie d’Alzheimer et comment ils affectent la santé neuronale.