Un groupe de recherche de l’Université de Nagoya au Japon a rapporté qu’un groupe de neurones, appelés neurones EP3, dans la zone préoptique du cerveau joue un rôle clé dans la régulation de la température corporelle chez les mammifères. Cette découverte pourrait ouvrir la voie au développement d’une technologie qui ajuste artificiellement la température corporelle pour aider à traiter les coups de chaleur, l’hypothermie et même l’obésité. La nouvelle étude a été publiée dans la revue Les avancées scientifiques.
La température corporelle chez l’homme et de nombreux autres mammifères est régulée à environ 37 ° C (98,6 ° F), ce qui optimise toutes les fonctions de régulation. Lorsque leur température corporelle s’écarte sensiblement de la plage normale, les fonctions sont altérées, ce qui peut entraîner un coup de chaleur, une hypothermie et, dans le pire des cas, la mort. Cependant, ces conditions pourraient être traitées si la température corporelle peut être artificiellement ajustée à la plage normale.
Le centre de régulation de la température du cerveau réside dans la zone préoptique, une partie de l’hypothalamus qui contrôle les fonctions vitales du corps. Par exemple, lorsque la zone préoptique reçoit des signaux d’un médiateur appelé prostaglandine E (PGE2) qui est produit en réponse aux infections, cette zone libère une commande pour augmenter la température corporelle pour lutter contre les virus, les bactéries et autres organismes pathogènes.
Cependant, on ne sait toujours pas exactement quels neurones de la zone préoptique libèrent des commandes pour augmenter ou diminuer la température corporelle. Pour identifier ces neurones, le professeur Kazuhiro Nakamura, le maître de conférences Yoshiko Nakamura et leurs collègues de l’université de Nagoya, en collaboration avec le professeur Hiroyuki Hioki de l’université Juntendo, ont mené une étude sur des rats. Ils se sont concentrés sur les neurones EP3 de la zone préoptique, qui expriment les récepteurs EP3 de la PGE2et a étudié la fonction de régulation de la température corporelle.
Le professeur Nakamura et ses collègues ont d’abord étudié comment l’activité des neurones EP3 dans la zone préoptique varie en réponse aux changements de température ambiante. Une température ambiante confortable pour les rats est d’environ 28°C. Pendant deux heures, les chercheurs ont exposé les rats à des températures froides (4°C), ambiantes (24°C) et chaudes (36°C). Les résultats ont montré que l’exposition à 36°C activait les neurones EP3, contrairement à l’exposition à 4°C et 24°C.
Le groupe a ensuite observé les fibres nerveuses des neurones EP3 dans la zone préoptique pour identifier où les signaux des neurones EP3 sont transmis. L’observation a révélé que les fibres nerveuses sont distribuées dans diverses régions du cerveau, en particulier dans l’hypothalamus dorsomédian (DMH), qui active le système nerveux sympathique. Leur analyse a également montré que la substance utilisée par les neurones EP3 pour la transmission du signal au DMH est l’acide gamma-aminobutyrique (GABA), un inhibiteur majeur de l’excitation neuronale.
Pour étudier plus avant le rôle des neurones EP3 dans la régulation de la température, les chercheurs ont artificiellement manipulé leur activité en utilisant une approche chimiogénétique. Ils ont découvert que l’activation des neurones entraînait une diminution de la température corporelle, tandis que la suppression de leur activité entraînait leur augmentation.
Pris ensemble, cette étude a montré que les neurones EP3 dans la zone préoptique jouent un rôle clé dans la régulation de la température corporelle en libérant du GABA pour envoyer des signaux inhibiteurs aux neurones DMH afin de contrôler les réponses sympathiques. « Probablement, les neurones EP3 dans la zone préoptique peuvent réguler avec précision la force du signal pour ajuster la température corporelle », a déclaré le professeur Nakamura, l’auteur principal de l’étude.
« Par exemple, dans un environnement chaud, les signaux sont augmentés pour supprimer les sorties sympathiques, ce qui entraîne une augmentation des flux sanguins dans la peau pour faciliter le rayonnement de la chaleur corporelle afin d’éviter les coups de chaleur. Cependant, dans un environnement froid, les signaux sont réduits pour activer sorties sympathiques, qui favorisent la production de chaleur dans le tissu adipeux brun et d’autres organes pour prévenir l’hypothermie.En outre, au moment de l’infection, PGE2 agit sur les neurones EP3 pour supprimer leur activité, entraînant l’activation des sorties sympathiques pour développer de la fièvre. »
Les résultats de cette étude pourraient ouvrir la voie au développement d’une technologie qui ajuste artificiellement la température corporelle, qui peut être appliquée à un large éventail de domaines médicaux. Fait intéressant, cette technologie peut être utile dans le traitement de l’obésité, en maintenant la température corporelle légèrement supérieure à la normale pour favoriser la combustion des graisses.
« En plus de cela, cette technologie pourrait conduire à de nouvelles stratégies pour la survie des personnes dans des environnements mondiaux plus chauds, qui deviennent un grave problème mondial », a déclaré le professeur Nakamura.
