Dans une étude récente publiée dans le Opinion actuelle en pharmacologie journal, les chercheurs ont évalué l’impact des substances toxiques environnementales et du tissu adipeux brun (BAT) sur l’obésité et les troubles métaboliques.
L’obésité résulte d’un apport énergétique plus élevé par rapport à la dépense énergétique, qui à son tour entraîne une augmentation de l’adiposité. L’écart calorique pour prévenir la prise de poids dans diverses populations n’est que de 8,2 à 61,2 kcal/jour. Un mode de vie sédentaire et une consommation d’énergie excessive peuvent ne pas entièrement expliquer la prévalence croissante de l’obésité mondiale et des maladies métaboliques qui l’accompagnent, malgré la robustesse avec laquelle le bilan énergétique est régulé. Il est intéressant de noter que de nombreuses autres espèces semblent également développer une obésité en plus des humains. Ces résultats impliquent que d’autres facteurs peuvent également contribuer à l’obésité, autres que la disponibilité accrue d’aliments riches en calories et la mobilité réduite causée par les progrès technologiques.
Étude : Substances toxiques environnementales, tissu adipeux brun et liens potentiels avec l’obésité et les maladies métaboliques. Crédit d’image : Suzanne Tucker/Shutterstock
BAT et thermogenèse et prévention de l’obésité
Le principal site d’accumulation des composés lipophiles de l’environnement est le tissu adipeux. Le BAT et le tissu adipeux blanc (WAT) sont deux formes différentes de tissu adipeux. Seuls les mammifères euthériens ont BAT, qui, contrairement à WAT, a une fonction thermogénique qui donne aux animaux un avantage évolutif dans le froid.
Les activités thermogéniques exercées par le BAT actif par gramme de tissu oxydent les triglycérides plasmatiques et le glucose à un taux relativement élevé. Cependant, il convient de noter que lors d’une exposition au froid, la thermogenèse basée sur les muscles squelettiques contribue significativement plus à la dépense énergétique en raison de son encombrement important. Quatre semaines d’acclimatation au froid sont suffisantes pour que les adultes augmentent la thermogenèse BAT et diminuent les frissons des muscles squelettiques. Cela met en évidence l’importance potentielle des MTD concernant la dépense énergétique de l’ensemble du corps. En revanche, l’inhibition de la lipolyse du tissu adipeux diminue la thermogenèse BAT et favorise le frisson musculaire.
Des études suggèrent que la protéine de découplage 1 (UCP1) et BAT favorisent également la dépense énergétique chez l’homme, quelle que soit l’exposition au froid en stimulant la thermogenèse induite par l’alimentation (DIT). Le DIT représente 5 à 15 % de la dépense énergétique quotidienne selon la composition et la quantité des aliments consommés. De plus, une étude a montré que la consommation d’un repas augmente rapidement le flux sanguin et la consommation d’oxygène dans le BAT. En conséquence, la thermogenèse DIT pourrait jouer un rôle important dans la dépense énergétique quotidienne des humains lorsqu’ils se trouvent dans des environnements thermoneutres. Par conséquent, l’inhibition de ce processus pourrait être liée à l’obésité et aux troubles métaboliques.
Le pesticide chlorpyrifos inhibe la thermogenèse induite par l’alimentation chez BAT
L’équipe a criblé des adipocytes bruns exprimant le promoteur UCP1 associé à la luciférase pour identifier les contaminants environnementaux qui pourraient directement diminuer la fonction BAT. Au total, 34 pesticides largement utilisés ont été examinés, y compris des substances d’emballage alimentaire, des herbicides et des colorants alimentaires qui partageaient des similitudes structurelles avec la sérotonine, une substance qui inhibait la thermogenèse BAT. L’équipe a noté que l’activité du promoteur UCP1 et l’expression des protéines et de l’acide ribonucléique messager (ARNm) étaient considérablement réduites en présence de chlorpyrifos (CPF) à des doses aussi faibles que 1 pM. Le CPF, un insecticide organophosphoré, est fréquemment appliqué sur diverses grandes cultures et fruits pour lutter contre les ravageurs.
Après traitement avec 1 pM de CPF, les cellules BAT ont été soumises à un séquençage d’ARN impartial, qui a révélé que la faible dose de CPF provoquait des altérations notables de l’expression des gènes mitochondriaux. Des recherches ultérieures ont révélé que ces changements étaient liés à des déficits de la respiration mitochondriale. Ces résultats ont démontré que le CPF supprimait l’expression et la thermogenèse de l’UCP1 dans les cellules BAT en culture dans la fenêtre d’exposition dans laquelle les individus pouvaient être exposés au CPF par l’ingestion de fruits et de légumes.
L’équipe a noté que des doses élevées de CPF, qui bloquent l’activité de l’acétylcholinestérase cérébrale et plasmatique et la butyrylcholinestérase plasmatique, peuvent induire une obésité et une dérégulation du glucose via des mécanismes pouvant impliquer des modifications de la flore intestinale ou une augmentation de la consommation calorique. Cependant, une prise de poids, une intolérance au glucose, une résistance à l’insuline et une stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD) ont également été signalées aux faibles doses de CPF lorsque les souris testées étaient maintenues à la thermoneutralité. Cela a indiqué que les niveaux de CPF compatibles avec une exposition non professionnelle chez les individus pourraient favoriser l’obésité en empêchant la thermogenèse induite par l’alimentation dans le BAT.
Autres polluants environnementaux susceptibles d’inhiber la fonction MTD
De nombreuses toxines environnementales se lient aux récepteurs hormonaux, tels que les récepteurs aux androgènes (AR), les récepteurs aux hydrocarbures aryliques (AhR), les récepteurs aux œstrogènes (ER), les récepteurs liés aux récepteurs aux œstrogènes (ERR), les récepteurs thyroïdiens (TR) et les récepteurs du prégnane X (PXR ) a interféré avec les effets hormonaux. Ces récepteurs jouent un rôle crucial dans le contrôle de la thermogenèse BAT. Les toxines environnementales comprennent le DDT, les organochlorés et la vinclozoline qui bloquent les processus médiés par les récepteurs androgènes, y compris la transcription UCP1.
Certaines toxines environnementales peuvent influencer la thermogenèse de BAT en imitant les actions des œstrogènes. Par exemple, le produit chimique industriel le plus populaire utilisé dans la fabrication des plastiques, le bisphénol A (BPA), provoque une perte de poids sans modifier l’apport calorique. De plus, l’exposition maternelle au BPA au moment de la grossesse imite un faible agoniste des œstrogènes, augmentant le poids du BAT interscapulaire et régulant à la hausse l’expression d’UCP1 chez la progéniture femelle, mais diminuant l’activité du BAT et l’adipogenèse brune chez la progéniture mâle.
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont mis en évidence que des contaminants environnementaux spécifiques pourraient inhiber la thermogenèse de BAT. Des recherches supplémentaires devraient être menées à différentes doses dans des lignées cellulaires BAT afin d’évaluer cette possibilité et de fournir une traduisibilité à l’homme avec plus de précision.
