Comment les mammifères parviennent-ils à manger dans des situations qui provoquent de l’anxiété, à pénétrer dans des espaces exposés ou à ralentir lorsque l’anxiété les pousse à continuer de bouger ? Une nouvelle étude identifie un circuit sensible à la leptine dans l'hypothalamus latéral qui aide à surmonter l'anxiété et à adopter des comportements essentiels tels que l'exploration, l'alimentation et la limitation de l'hyperactivité inadaptée.
La leptine est une hormone qui agit dans le cerveau, régulant l'équilibre énergétique, influençant l'appétit et le comportement alimentaire.
La leptine est détectée par les neurones dotés de récepteurs à la leptine. Beaucoup de ces neurones sont situés dans l’hypothalamus latéral, la région du cerveau où les signaux métaboliques se rejoignent. Il est responsable de la régulation du comportement alimentaire.
L'étude « Une population neuronale hypothalamique latérale exprimant les récepteurs de la leptine contrecarre l'anxiété pour permettre des réponses comportementales adaptatives », dirigée par le professeur Dr Tatiana Korotkova, directrice de l'Institut de physiologie des systèmes de l'Université de Cologne et chercheuse principale au pôle d'excellence CECAD sur la recherche sur le vieillissement, est parue dans Neurosciences naturelles.
L’anxiété est un état protecteur qui nous aide à éviter les conditions néfastes. Pourtant, l’anxiété peut également nous empêcher de répondre à des besoins vitaux comme manger et, dans certains cas, peut même conduire à des comportements inadaptés tels qu’un exercice excessif dans l’anorexie mentale.
Étant donné que l’hypothalamus et ses circuits centraux sont conservés au cours de l’évolution entre la souris et l’homme, la délimitation des mécanismes hypothalamiques latéraux sensibles à la leptine pourrait constituer une base pour la traduction clinique et le développement de médicaments. Dans le modèle murin, l'équipe montre que l'activité des neurones hypothalamiques latéraux détectant la leptine prédit l'état d'anxiété d'un individu et peut être réglée pour restaurer les choix adaptatifs, même dans des conditions provoquant de l'anxiété.
Les chercheurs ont utilisé de minuscules microscopes pour visualiser l’activité de neurones individuels tandis que les souris exploraient librement différents environnements et adoptaient divers comportements spontanés.
Nous avons imagé l'activité des neurones détectant la leptine alors que des souris étaient confrontées à des situations susceptibles de provoquer de l'anxiété. Nous avons vu que ces neurones sont activés chaque fois que les animaux surmontent leur anxiété et explorent librement les zones exposées ou s’approchent de la nourriture qui s’y trouve. Lorsque nous avons stimulé cette activité, les souris ont exploré davantage et ont pu manger dans des contextes difficiles – des signes clairs que ce circuit aide à dépasser l’anxiété pour soutenir un comportement adaptatif et axé sur un objectif. »
Rebecca Figge-Schlensok, doctorante, Université de Cologne
Les chercheurs ont en outre observé une augmentation de l’apport du cortex préfrontal – une région qui assure le contrôle cognitif – chez les animaux plus anxieux. Cet apport supprimait l’activité des cellules réduisant l’anxiété, empêchant ainsi le soulagement de l’anxiété. Cela démontre le rôle du contrôle cognitif dans la régulation des états émotionnels.
« Ce qui nous a enthousiasmés, c'est que l'activité de ces neurones détectant la leptine ne se contente pas de suivre l'état – elle prédit quel individu sera plus ou moins anxieux dans une situation difficile », note le Dr Anne Petzold, co-premier auteur, actuellement chef de groupe à l'Institut européen des neurosciences de Göttingen. « L'apport accru du cortex préfrontal a permis de comprendre pourquoi les individus les plus anxieux ne parviennent pas à recruter ce circuit de réduction de l'anxiété. »
L'anxiété a des intersections cliniques claires, notamment avec l'anorexie mentale. Pour étudier le potentiel thérapeutique des neurones anxieux et sensibles à la leptine pour le traitement de l'anorexie mentale, l'équipe s'est tournée vers un modèle préclinique de maladie d'anorexie mentale : le modèle d'anorexie basé sur l'activité. Dans ce paradigme, les souris ayant un accès programmé à la nourriture et une roue librement accessible développent spontanément des niveaux d’exercice excessifs.
Ce symptôme, souvent observé chez les patients atteints d’anorexie mentale, peut soulager temporairement l’anxiété, mais aggrave le bilan énergétique négatif. L’augmentation de l’activité des neurones hypothalamiques latéraux détectant la leptine a réduit l’exercice excessif aux niveaux de base, dissociant ainsi l’anxiété de la course compensatoire.
Cette observation met en évidence un mécanisme de réduction de l'anxiété et de préservation de l'énergie : « L'anxiété et l'anorexie mentale vont souvent de pair – et l'anorexie a le taux de mortalité le plus élevé de tous les troubles psychiatriques, sans traitement pharmacologique efficace à ce jour », explique l'auteur principal Tatiana Korotkova. « En identifiant un nœud hypothalamique sensible à la leptine qui restreint la locomotion induite par l'anxiété sans supprimer l'activité normale, nous commençons à comprendre comment l'état émotionnel et l'équilibre énergétique se croisent dans le cerveau. La prochaine étape consiste à tester si la modulation pharmacologique de ces neurones pourrait aider à traiter l'anxiété et les troubles de l'alimentation. »
