LaNutrition.fr : Votre étude s’est intéressée aux origines de la satiété, et notamment aux neurones POMC, pour réguler la prise alimentaire. Que savait-on de ces mécanismes de régulation avant votre étude ?

Alexandre Benani : On savait deux choses. Tout d’abord, qu’il existe une relation très forte entre l’obésité et l’existence de mutations génétiques affectant des mécanismes de plasticité cérébrale (la capacité du cerveau de créer et réorganiser les connexions entre les neurones). Depuis 2015, on dispose en effet d’études génétiques à très grande échelle, menées sur plus de 300 000 personnes, qui ont mis en évidence un lien entre l’indice de masse corporelle (IMC) et les gènes impliqués dans la plasticité cérébrale. Cependant, ces études indiquent juste une corrélation. On ne connaît pas le lien causal exact entre capacité de plasticité cérébrale et prise de poids car, à l’heure actuelle, l’imagerie médicale ne permet pas de mettre en évidence la plasticité cérébrale chez l’humain à l’échelle cellulaire, et de suivre par exemple des modifications de connexion entre deux neurones. 

Le deuxième élément de contexte dont nous disposions, c’est le fait que la plasticité cérébrale est réellement présente dans les circuits neuronaux qui régulent la prise alimentaire. Cela a été démontré dans le cerveau des souris, grâce à l’utilisation de techniques permettant d’explorer les connexions synaptiques chez cet animal. On s’est aperçu que les circuits de neurones qui régulent la prise alimentaire, et en particulier les neurones POMC qui freinent la prise alimentaire, sont doués de plasticité, c’est-à-dire qu’ils sont capables de réorganiser en permanence leur connexion avec les neurones qui les entourent.

Qu’avez-vous cherché à observer avec cette nouvelle étude ?

Chez la souris, toutes les situations qui engendrent de la plasticité dans ces neurones POMC sont des situations extrêmes comme par exemple le jeûne et la suralimentation forcés. Notre question était la suivante : est-ce que cette plasticité peut se produire dans la vie de tous les jours et notamment après un repas ou est-ce simplement un mécanisme de défense déclenché seulement dans des situations physiologiques extrêmes ?

Et qu’avez-vous découvert ?

Nous avons étudié des souris sous trois situations différentes : avant un repas/après un repas équilibré/après un repas hypercalorique et hyperlipidique. Nous avons exploré ces situations avec deux approches complémentaires, pour savoir s’il y avait ou non de la plasticité autour du neurone POMC :

1.    L’approche fonctionnelle (qui mesure l’activité des cellules)
On s’est aperçu que, oui, après un repas équilibré l’activité des neurones POMC s’élève et est multipliée par 3, ce qui favorise la satiété.

2.    L’approche par imagerie (observation sur les tissus)
On a regardé les contacts des cellules entre elles, en particulier entre les neurones POMC et ses voisines, et on s’est aperçu malheureusement, qu’il n’y avait pas de plasticité synaptique après un repas, c’est-à-dire pas de changement dans les connexions des neurones entre eux. Cet aspect de la plasticité n’est donc pas déclenché après un repas. En revanche, les cellules voisines, les astrocytes (cellules en forme d’étoile) bougent autour des neurones POMC. Normalement les astrocytes recouvrent les neurones POMC, et puis après un repas équilibré, ils se rétractent. La rétraction des astrocytes est donc associée à l’augmentation de l’activité de ces neurones. Finalement, c’est comme un frein qui est appliqué avant un repas sur les neurones, relâché ensuite pour que le neurone s’active pour favoriser la satiété. Ça, c’est la découverte majeure.

La deuxième découverte a été de montrer que c’est le glucose qui stimule ce phénomène. Nous avons mesuré en temps réel la glycémie des animaux après un repas et nous avons manipulé le pic hyperglycémique postprandial. En administrant aux souris un traitement anti-diabétique qui permet de ne pas absorber le glucose pendant le repas, nous avons empêché l’élévation de la glycémie. Résultat : on a complètement aboli la plasticité des astrocytes.

Nous avons aussi réalisé l’expérience inverse, en administrant aux souris du glucose au lieu de leur donner un repas, et le résultat était le même que précédemment : l’administration de glucose a induit la rétraction des astrocytes. L’hyperglycémie après le repas permet donc d’activer les neurones de la satiété à travers la mobilisation des astrocytes.

Et j’en viens au troisième point intéressant de cette étude, qui est que toutes ces observations (rétraction astrocytaire, activation des neurones POMC et induction de la satiété) ne fonctionnent pas avec un repas gras, ainsi les souris multiplient leurs repas avec l’aliment gras. Le repas gras n’est donc pas aussi satiétogène qu’un repas qui contient moins de gras et un peu plus de glucides. La capacité satiétogène spécifique des aliments que les nutritionnistes et les diététiciens connaissent bien pourrait donc reposer sur leur capacité à induire la rétraction gliale autour des neurones POMC.

Selon votre étude, le sentiment de satiété est lié en partie à l’élévation de la glycémie. Cependant, on sait que la prise d’un repas riche en glucides en élevant la glycémie de manière importante peut conduire à une hypoglycémie réactionnelle qui se traduit par une nouvelle sensation de faim. Peut-on expliquer cela avec vos nouvelles données ?

Oui et non. On suppose que la nature des sucres n’a pas vraiment d’importance pour déclencher ce mécanisme neurobiologique, car dans les deux cas étudiés, celui du repas équilibré ainsi que celui basé sur l’administration de glucose, le pic de glycémie, qu’il soit très rapide ou plus stable, a provoqué la rétraction des astrocytes, et l’activation des neurones POMC de manière similaire.

Notre étude ne remet pas en cause le discours ambiant selon lequel nous mangeons trop de sucres, car ce n’est pas une étude à long terme : elle se base sur l’observation d’un repas chez un animal en bonne santé. Mais il en ressort que, pour un organisme sain, un peu de sucre en fin de repas semble nécessaire pour favoriser la satiété. Une des perspectives futures de l’étude sera de savoir si cela reste toujours vrai dans un contexte diabétique.

Est-ce que ce mécanisme régulant la satiété pourrait être lié aux troubles du comportement alimentaire ?

Oui, les troubles du comportement alimentaires pourraient peut-être être liés à un défaut de plasticité des astrocytes, car on peut penser que le glucose n’est pas perçu correctement dans le cerveau des malades. En fait, le cerveau a la capacité de détecter les contrastes et si c’est tout le temps allumé, s’il y a tout le temps du sucre, si il n’y a plus de contrastes, plus de variations perceptibles, alors les cellules ne réagissent plus.

Est-ce que vos résultats sont transposables à l’homme ? Et quelles sont les implications de vos résultats sur les conseils diététiques et les traitements donnés aux personnes atteintes d’obésité et/ou de diabète ?

Les résultats obtenus sur la souris sont tout à fait valides sur l’Homme même si on ne peut pas le vérifier pour le moment. D’une part à cause du lien avéré entre IMC et gènes de la plasticité cérébrale. Et d’autre part, parce que les neurones POMC sont présents et s’organisent de la même manière chez la souris et chez l’Homme. De plus, tous défauts de fonctionnement de ces neurones entraînent des pathologies métaboliques chez la souris mais aussi chez l’Homme.

La perspective de cette étude en ce qui concerne la transposition chez l’Homme, consiste à donner des arguments neurobiologiques aux professionnels  de santé qui veulent renforcer la sensation de satiété chez leurs patients. Quand le contexte est favorable bien sûr, et non pathologique, les glucides dans un repas équilibré sont donc intéressants pour cela. 

Pour les perspectives à visées plus pharmaceutique, non, nos découvertes se situent très en amont d’une application dans ce domaine. Notre objectif est uniquement de comprendre le fonctionnement du cerveau. Générer des médicaments qui favoriseraient la mobilisation des astrocytes n’est pas du tout une perspective immédiate. 

Que pouvez-vous nous dire à propos de vos prochaines recherches concernant les édulcorants ?

Pour les édulcorants, le raisonnement est très simple. On a vu que les glucides étaient finalement bons pour la santé, c’est dur à dire, je vous l’accorde. En tout cas à l’échelle d’un repas en situation normale, le sucre a l’air d’être intéressant, il présente une valeur positive pour l’organisme c’est-à-dire qu’il va engendrer de la satiété. L’édulcorant est tout à fait intéressant pour un diabétique, car il conserve le plaisir de la sensation sucrée sans apporter de calorie. Mais pour une personne en bonne santé, l’édulcorant qui semble ne pas déclencher la satiété autant que le sucre, risque de stimuler les circuits hédoniques uniquement, et d’augmenter l’envie de sucres. Ceci pourrait favoriser le développement de l’obésité. Cette hypothèse est très forte même si elle doit encore être vérifiée. Ce qui est sûr, c’est que la courbe de la prévalence de l’obésité de ces dernières années peut se superposer à celle du développement des édulcorants. Nous souhaitons donc évaluer si les édulcorants ont la capacité à provoquer la rétraction des astrocytes et l’activation consécutives des neurones POMC.
 


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