Obésité : un régime riche en graisses casse l'horloge biologique chez le rat

Obésité : un régime riche en graisses casse l’horloge biologique chez le rat

Accueil » Santé » Obésité : un régime riche en graisses casse l’horloge biologique chez le rat
  • Une nouvelle étude révèle que des centres neuronaux complexes dans le tronc cérébral des rongeurs contrôlent rythmiquement le comportement alimentaire.
  • Les rythmes jour-nuit dans l’alimentation ont changé lorsque les rongeurs ont consommé des régimes riches en graisses (HFD).
  • Les rats nourris avec ces régimes consommaient plus de calories, modifiaient leurs heures d’alimentation et prenaient du poids, par rapport aux rats nourris avec un régime sain.
  • Des centres similaires du tronc cérébral existent chez les humains. Cette étude fascinante ouvre des voies à la recherche impliquant les rythmes circadiens, les HFD et l’obésité chez les personnes.

Cette semaine, The Journal of Physiology a publié des résultats intéressants sur les effets des HFD sur le comportement alimentaire et la prise de poids chez les rongeurs.

Avec une étude complexe, les chercheurs ont cartographié une zone du cerveau des rongeurs qui présente de solides changements d’activité jour-nuit, ou circadiens, appelés noyau du tractus solitaire.

Remarquablement, ce groupe de neurones – dans une partie évolutive primitive du cerveau, le tronc cérébral – démontre des différences spectaculaires de jour et de nuit dans l’activité neuronale. Les chercheurs décrivent ces zones comme des « oscillateurs circadiens ».

Des recherches antérieures avaient identifié une « horloge maîtresse » chez les rongeurs. L’hypothalamus, qui est situé au centre du cerveau, possède ce mécanisme, qui « dit » au corps quand se réveiller, quand manger et d’autres fonctions importantes pour la survie.

Cependant, depuis la découverte de l’horloge maîtresse, les scientifiques ont identifié plusieurs zones au-delà de l’hypothalamus qui démontrent également des oscillations circadiennes.

Grâce à des expériences neuronales minutieuses, les chercheurs ont montré que le noyau du tractus solitaire, l’une des trois parties du complexe vagal dorsal, est un « oscillateur circadien robuste ».

Alors que l’horloge mère est principalement pilotée par l’exposition à la lumière, ces autres oscillateurs sont influencés par la consommation alimentaire.

Examiner le cerveau

En utilisant une gamme d'”approches immunohistochimiques et électrophysiologiques”, les auteurs de l’étude récente ont étudié plus en détail ces oscillateurs indépendants.

Parlant des techniques de l’équipe, le premier auteur de l’étude, le Dr Lukasz Chrobok, a déclaré à Medical News Today :

« Nous pouvons mesurer l’activité neuronale de manière plus directe. […] Grâce à cette technologie, nous sommes en mesure d’étudier des centaines de neurones simultanément sur une longue période, tout en conservant la résolution d’une seule cellule. »

« En étudiant des tranches de cerveau isolées, plutôt que d’enregistrer l’activité neuronale in vivo à partir de l’ensemble du cerveau », a-t-il expliqué, « nous sommes sûrs que cette rythmicité provient de ces centres cérébraux exacts. […] Ainsi, nous sommes sûrs que l’horloge du tronc cérébral n’a pas besoin de l’horloge mère de l’hypothalamus pour générer sa rythmicité.

Le Dr Chrobok a ajouté : « Le tronc cérébral est une partie évolutive du cerveau. [and] nous partageons [it] avec tous les vertébrés. C’est pourquoi je pense qu’il est sage d’étudier cela, même dans des modèles animaux. Nous espérons que ses mécanismes de base sont très similaires à ceux des humains. »

Deux régimes alimentaires

Avec cette activité cérébrale précise et cette méthodologie de cartographie en place, les chercheurs ont nourri des rats adolescents avec un HFD ou un régime de contrôle pendant 2 à 3 ou 4 semaines.

Les scientifiques ont observé les rongeurs pour évaluer combien ils mangeaient, comment ils répartissaient leur nourriture dans un cycle de 24 heures et leur changement global de poids.

Les résultats étaient surprenants. Comme on pouvait s’y attendre, les rats consommant le HFD ont initialement diminué la quantité qu’ils mangeaient, mais consommaient toujours plus de calories que l’autre groupe.

Au fur et à mesure que l’étude progressait, les deux groupes sont devenus plus divergents. Initialement, les rongeurs HFD ont augmenté leur consommation de nourriture pendant la nuit et ont ensuite commencé à consommer des calories en excès pendant la journée.

En fin de compte, il y avait une tendance à la prise de poids accrue chez les rats HFD. Mais surtout, le gain de poids ne s’est pas produit avant les changements dans l’activité alimentaire circadienne.

Le Dr Chrobok a expliqué : « Nous avons constaté que les rats sur ce type de [HFD] commencé à changer leur comportement alimentaire. Normalement, ils sont nocturnes – ils bloquent en quelque sorte l’apport alimentaire dans la nuit. » Mais, a-t-il poursuivi, au fur et à mesure que l’étude progressait :

« Ils ont commencé à manger 24 heures sur 24. En outre, ils se réveillaient et grignotaient pendant la journée, ce qui est considéré comme une phase inactive des rats : ils se nourrissent plutôt que de se reposer. »

“Avec le [HFD], nous avons constaté que la différence entre l’appétit du jour et la nuit et les variations alimentaires sont éliminées. L’horloge du tronc cérébral ne sait pas si c’est le jour ou la nuit ! »

Lorsque MNT a demandé si les rats inversaient leurs horloges circadiennes lorsqu’ils étaient exposés au HFD, le Dr Chrobok a répondu :

« Non, je ne pense pas qu’ils ont inversé leur horloge, mais leur horloge est émoussée car ils ont perdu l’amplitude de leur comportement alimentaire. Au lieu de manger exclusivement pendant la nuit active, ils compartimenteraient également leur apport alimentaire au jour inactif. »

Le Dr Chrobok a ajouté : “Je pense que la chose la plus révolutionnaire est que nous pouvons voir les changements dans le cerveau, dans le dysfonctionnement de l’horloge avant de pouvoir voir le gain de poids réel.”

Cela implique que “les perturbations de l’horloge du tronc cérébral étaient une cause, plutôt qu’un résultat, de l’obésité”.

Le rôle des neuropeptides

En plus du contrôle circadien de la satiété par le complexe vagal dorsal, d’autres parties du cerveau, telles que l’hypothalamus, sécrètent des hormones et des neuropeptides qui régulent l’homéostasie. Ce faisant, ils aident notre corps à maintenir une température, une fréquence cardiaque, un appétit et un métabolisme stables.

L’orexine est l’un de ces neuropeptides importants ; il stimule la prise alimentaire et la dépense énergétique.

Dans cette étude, les chercheurs ont évalué l’activité des neurones à orexine dans le cerveau de leurs rats. À l’aide de méthodes de coloration neuronale, ils ont identifié les neurones dont l’activité augmentait : le jour, la nuit ou globalement.

Les rongeurs témoins présentaient une variation de l’activité de l’orexine d’un jour à la nuit ; elle a été augmentée de la fin de la journée jusqu’au milieu de la nuit, vraisemblablement pour les préparer à leurs activités nocturnes et à leur alimentation. Les rats HFD, cependant, présentaient une activité réduite de l’orexine pendant la journée, probablement parce que ces rats continuaient à manger.

Un autre neuropeptide, le récepteur du peptide-1 de type glucagon, joue un rôle dans la prise alimentaire. Bien que cela soit plus difficile à mesurer, les chercheurs ont démontré que les rats HFD avaient une réponse inversée à ce neuropeptide « arrêter de manger », étant plus réactifs en fin de journée que la nuit, comme dans le groupe témoin.

Implications et recherches futures

Concernant les implications des résultats de l’étude, le Dr Chrobok a mis en garde : « Comme toujours, il faut être très prudent en extrapolant les résultats des rats aux humains. Surtout en chronobiologie [the science of circadian rhythms] parce que nous étudions les rats et les souris, et ils sont nocturnes, et nous, les humains, sommes des animaux diurnes.

En résumé, le Dr Chrobok a réfléchi :

«Je pense que cela ouvre également des possibilités thérapeutiques. En essayant de prévenir l’obésité, on pourrait faire plus attention à son horloge – votre horloge ou rythme circadien personnel. Ne vous réveillez pas et ne grignotez pas pendant la nuit ou ne restez pas éveillé pendant de longues heures. […] Dormez plutôt et mangez à des heures appropriées pour vous synchroniser. C’est « l’hygiène de vie » et cela peut être thérapeutique ! »

★★★★★

A lire également