Le cerveau, avec ses immenses besoins énergétiques et sa capacité de tampon limitée, est très sensible aux perturbations du métabolisme énergétique. L'Acide Guanidinopropionique (GPA), un analogue de la créatine, a démontré son influence sur le système de la créatine kinase (CK), essentiel au maintien des niveaux d'ATP dans les tissus neuronaux. Les recherches émergentes suggèrent que le GPA pourrait jouer un rôle protecteur dans le cerveau, particulièrement dans des conditions de forte demande énergétique ou de stress, telles que les convulsions et l'hypoxie. Cet effet neuroprotecteur potentiel est un domaine clé de focalisation pour les outils de recherche en neurosciences et l'étude des troubles neurologiques.

Les études examinant les effets du GPA sur le métabolisme énergétique cérébral révèlent une tendance à la réduction des concentrations de créatine, de phosphocréatine et d'ATP. Cependant, malgré ces réductions, le cerveau semble faire preuve d'une résilience remarquable. Contrairement aux muscles squelettiques, où de telles baisses peuvent altérer la fonction, les cellules cérébrales démontrent une stabilité ATP améliorée lors d'événements énergétiquement exigeants. Ce phénomène est attribué à des adaptations du système CK et d'autres voies métaboliques qui aident à préserver les niveaux d'énergie même lorsque les réserves de créatine sont faibles.

Lors des convulsions, qui représentent un état d'activité neuronale intense et de consommation rapide d'ATP, les modèles animaux traités au GPA ont montré des niveaux d'ATP cérébral préservés et un flux accru à travers la réaction CK. Cela suggère que le cerveau, sous l'influence du GPA, peut mieux faire face aux pics soudains de demande énergétique. De même, lors de conditions hypoxiques, qui limitent la production d'ATP oxydatif, le GPA a été observé pour prévenir le déclin typique de la phosphocréatine et de l'ATP observé dans les groupes témoins. De manière cruciale, l'administration de GPA a également été liée à une diminution des taux de mortalité chez les modèles animaux soumis à une ischémie, une condition qui compromet gravement l'apport énergétique au cerveau.

Les mécanismes derrière cette neuroprotection observée sont multiformes. L'influence du GPA sur la fonction mitochondriale, potentiellement en augmentant la densité mitochondriale et l'activité de certaines enzymes oxydatives, peut contribuer au maintien de la production d'énergie, même sous stress. De plus, l'adaptabilité du système CK, peut-être par une expression d'isoenzymes ou des propriétés cinétiques altérées dans différents compartiments cérébraux (substance grise vs. blanche), pourrait jouer un rôle dans la stabilisation des fluctuations énergétiques. Cette interaction complexe d'ajustements métaboliques permet au cerveau de maintenir son intégrité cellulaire et sa fonction lorsque les ressources énergétiques sont rares.

Pour les chercheurs axés sur le métabolisme énergétique neurologique et le développement de traitements pour les maladies neurodégénératives ou les lésions cérébrales aiguës, le GPA représente un composé d'un intérêt considérable. Sa capacité à améliorer la stabilité énergétique du cerveau et à offrir une protection contre la privation d'énergie souligne son potentiel en tant qu'agent thérapeutique ou outil de recherche. Bien que des investigations supplémentaires, particulièrement chez les sujets humains, soient nécessaires, les preuves actuelles suggèrent que le GPA pourrait offrir une voie novatrice pour soutenir la santé cérébrale dans des conditions physiologiques difficiles.