Le collagène dans ta tête : où il se trouve, et où il ne se trouve pas
Quand tu penses au collagène, tu penses sans doute à la peau, aux tendons et aux os. À juste titre : les collagènes sont les protéines les plus abondantes chez les mammifères¹. Il n'existe d'ailleurs pas « un » collagène, mais une famille de 28 types¹. Et le cerveau ? C'est là que ça devient surprenant : dans le système nerveux, les collagènes sont rares à proximité du corps cellulaire des neurones².
Cela contredit une image répandue – celle du collagène comme charpente qui maintiendrait ensemble les neurones de ton cerveau. Ce n'est pas si simple. Les sections suivantes montrent où le collagène se trouve réellement dans et autour du cerveau, ce que la recherche en sait et ce qui reste une question ouverte.
En bordure : méninges, vaisseaux et développement précoce
Où se trouvent les collagènes
Plutôt qu'entre les neurones, le collagène se trouve surtout en bordure : dans les méninges, dans les membranes basales et dans les organes sensoriels terminaux². Les membranes basales sont des couches de matrice extrêmement fines sur lesquelles reposent les cellules.
La matrice du cerveau – tout ce qui se trouve entre et autour de ses cellules – se divise grosso modo en deux : un tissu conjonctif sous forme de membranes basales le long des méninges et des vaisseaux sanguins, et une matrice dans le tissu nerveux lui-même³. Cette dernière se compose d'un matériau lâche entre les cellules et de ce qu'on appelle les filets périneuronaux³. Chez une partie des neurones, ces filets enveloppent le corps cellulaire et les dendrites⁴. Ils sont principalement composés d'hyaluronane, de protéoglycanes à chondroïtine sulfate, de protéines de liaison et de ténascine R⁴ – le collagène ne figure pas sur cette liste.
Le collagène, panneau indicateur du développement
C'est pendant le développement que les choses deviennent intéressantes. Des études récentes indiquent que les collagènes interviennent alors quand les fibres nerveuses trouvent leur chemin, quand les synapses se forment et quand les cellules de Schwann se différencient². Longtemps, la recherche a largement négligé ce rôle dans le câblage du système nerveux⁵. Ce sont des études plus récentes qui ont mis au jour, de façon inattendue, de tels rôles des collagènes dans le système nerveux en développement⁵. Il s'agit ici de la phase de construction du système nerveux.
La barrière hémato-encéphalique : le domaine du collagène IV
Entre le sang et le cerveau se dresse la barrière hémato-encéphalique. Elle se compose principalement des cellules qui tapissent la paroi des vaisseaux (cellules endothéliales), de péricytes, d'astrocytes et d'une membrane basale⁶. Les cellules attirent l'essentiel de l'attention ; la membrane basale, seule composante non cellulaire, reste largement sous-étudiée⁶.
Une couche de 50 à 100 nanomètres
La membrane basale est une couche de protéines très organisée, épaisse de 50 à 100 nanomètres seulement⁶. Elle se compose essentiellement de quatre protéines : le collagène IV, la laminine, le nidogène et le perlécan⁶. Le collagène IV en est le composant le plus abondant⁶. On pense que son réseau forme la charpente dans laquelle s'insèrent les autres composants, comme les laminines, les nidogènes ou le perlécan⁷.
Ce qui se passe quand le collagène IV manque
Une partie de ce rôle est montrée par des expériences sur la souris : quand des embryons de souris sont totalement privés de la forme principale du collagène IV, leurs membranes basales se forment quand même dans un premier temps⁷. Mais dès que les contraintes mécaniques augmentent, elles ne tiennent plus : les embryons meurent vers le 10e–11e jour de développement (E10,5 à E11,5)⁷. Des souris porteuses d'une modification précise du gène du collagène IV sur une seule de leurs deux copies présentent des lésions des vaisseaux cérébraux, dont des hémorragies cérébrales⁶. Les auteurs d'une revue en concluent que le collagène IV joue un rôle crucial pour l'intégrité des vaisseaux⁶.
Pour remettre les choses en perspective : il s'agit ici d'erreurs dans le plan de construction, c'est-à-dire dans les gènes. Cela n'a rien à voir avec la quantité de collagène dans ton alimentation. Et la façon exacte dont la membrane basale régule la barrière au niveau moléculaire reste en grande partie inconnue⁶.
Nerfs et myéline : le collagène se trouve hors du cerveau
Pour que les signaux circulent vite le long des longues fibres nerveuses, beaucoup de ces fibres sont enveloppées de myéline, une couche isolante riche en graisses. Dans le cerveau et la moelle épinière, cette myéline est produite par les oligodendrocytes ; dans les nerfs du reste du corps, par les cellules de Schwann³. Quand on parle de collagène, cette différence est décisive.
Dans les nerfs du corps : des cellules de Schwann dans une gaine de collagène
Dans le système nerveux périphérique, les cellules de Schwann sont entourées d'une membrane basale⁸. On y trouve deux classes de collagènes : les collagènes fibrillaires de types I, III et V, et le collagène de membrane basale de type IV⁹. Les collagènes sont des composants clés des nerfs périphériques : ils n'apportent pas seulement un soutien structurel, ils influencent aussi le comportement des cellules en déclenchant des signaux⁸. Le collagène VI en est un exemple : il régule la différenciation des cellules de Schwann et il est nécessaire au maintien de la myéline des nerfs périphériques³.
Dans le cerveau : une question ouverte
Pour le cerveau, c'est une autre histoire. Si le rôle et la répartition du collagène VI dans les nerfs périphériques sont bien établis, son rôle dans le système nerveux central reste un champ de recherche ouvert³. On sait aussi que le collagène VI est bien plus abondant dans les nerfs périphériques que dans le cerveau et la moelle épinière³.
Plus de collagène n'est pas forcément mieux
Un détail tiré de la réparation nerveuse montre à quel point l'équilibre est fin : après une lésion, le nerf sectionné produit souvent plus de collagène qu'il ne serait idéal⁹. Cette cicatrisation empêcherait les fibres nerveuses qui repoussent de trouver leur chemin et retarderait ainsi la régénération⁹.
Collagène et âge : ce qui a été mesuré, et ce qui ne l'a pas été
« Avec l'âge, le corps perd du collagène » – pour la peau, il existe des mesures, mais elles portent sur la production : la peau âgée produit moins de collagène de types I et III¹⁰. En laboratoire, des cellules de la peau (fibroblastes) de personnes de plus de 80 ans ont produit moins de précurseur du collagène de type I que celles de personnes de 18 à 29 ans¹⁰.
Ce constat ne se transpose pas simplement au cerveau. Là, les collagènes sont rares à proximité des neurones², et dans les membranes basales de ses vaisseaux, le composant le plus abondant est le collagène IV⁶ – pas les collagènes I et III de la peau. Chez la souris, les gènes du collagène VI s'activaient même davantage avec l'âge³ – rien qui évoque une perte.
Dans les maladies du cerveau, la composition de la membrane basale des vaisseaux change nettement¹¹. Cette observation seule ne dit pas si ces changements sont une cause ou une conséquence. Aucune mesure montrant que le cerveau humain perd du collagène avec l'âge ne figure dans les travaux analysés ici.
Le collagène dans l'alimentation : ce qui arrive dans le sang
Ton corps fabrique lui-même son collagène, à partir d'acides aminés. Pour cela, il a besoin d'enzymes et de leurs auxiliaires : la vitamine C est nécessaire pour que la proline des précurseurs du collagène soit transformée en hydroxyproline, et l'hydroxyproline stabilise la triple hélice du collagène¹². La lysyl oxydase, l'enzyme qui relie entre elles les fibres de collagène, a besoin de cuivre¹³.
Des peptides dans le sang
Que devient le collagène que tu manges ? Dans une étude menée sur dix hommes en bonne santé, le taux sanguin de presque tous les acides aminés a augmenté pendant 240 minutes après la prise de 35 g d'hydrolysat de collagène¹⁴. Tout n'est pas découpé en acides aminés isolés : après la prise d'hydrolysat de gélatine (9,4 à 23 g), la forme peptidique de l'hydroxyproline a augmenté dans le sang de volontaires en bonne santé et atteint son maximum au bout d'une à deux heures¹⁵. Le principal composant de ces peptides d'origine alimentaire était le dipeptide prolyl-hydroxyproline (Pro-Hyp)¹⁵.
Bouillon ou poudre ?
Le bouillon d'os passe souvent pour une source naturelle de collagène. Une analyse a pourtant montré qu'un bouillon préparé selon une recette standard contenait significativement moins d'hydroxyproline, de glycine et de proline qu'une portion de 20 g des compléments de collagène utilisés en recherche¹⁶. Dans les bouillons préparés librement, la teneur en acides aminés variait fortement¹⁶.
Ce qui reste ouvert
Toutes ces études ont mesuré dans le sang, pas dans le cerveau. Elles ne disent pas si les peptides de collagène issus de l'alimentation modifient le collagène dans ou autour du cerveau.
En bref : moins de fondations, plus de finesse
Le cerveau n'est pas tenu par une charpente de collagène : à proximité des neurones, le collagène est rare². Il se trouve surtout en bordure, dans les méninges et les membranes basales². Dans la membrane basale des vaisseaux sanguins, le collagène IV est le composant le plus abondant⁶. Pendant le développement, des études indiquent que les collagènes interviennent quand les fibres nerveuses trouvent leur chemin². Dans les nerfs situés hors du cerveau et de la moelle épinière, ils comptent parmi les composants clés⁸.
Pour le collagène alimentaire, le bilan est sobre : des peptides comme le Pro-Hyp sont détectables dans le sang¹⁵. Les travaux sur lesquels s'appuie cet article n'ont pas examiné s'ils changent quoi que ce soit dans le cerveau. Quiconque te promet le contraire devrait pouvoir citer l'étude correspondante.