Dans un rapport récent d’une réunion publié dans La revue américaine de nutrition cliniqueles chercheurs ont résumé les principaux résultats liés à la régulation neurobiologique de l’appétit présentés lors du 23e Harvard Nutrition Obesity Symposium en juin 2022.
Sommaire
Arrière-plan
La prévalence de l’obésité augmente à un rythme alarmant chez les adultes et les enfants dans le monde, ce qui alourdit le fardeau des maladies chroniques associées à l’obésité telles que le diabète, les maladies cardiovasculaires, les maladies neurodégénératives et le cancer.
Les interventions pharmacologiques, comportementales, de mode de vie et chirurgicales existantes pour la gestion de l’obésité sont limitées par leur disponibilité, leur tolérabilité, leurs coûts et leurs contre-indications. Une meilleure compréhension de la régulation neurobiologique de l’appétit et de l’apport calorique peut aider à développer des interventions plus efficaces contre l’obésité.
À propos de l’examen
Dans le présent rapport, les chercheurs ont élucidé les voies hormonales, génétiques et neurales qui contribuent à la régulation de l’appétit et du poids corporel, indiquant des cibles moléculaires probables à étudier plus avant pour développer des traitements pour prévenir et gérer l’obésité.
Influences génétiques et hormonales sur le poids corporel et l’appétit
Les facteurs environnementaux et sociaux qui affectent fortement l’équilibre de la consommation et de l’utilisation de l’énergie influencent l’obésité et sont modulés par des facteurs monogéniques ou polygéniques impliquant des gènes qui régulent les principales voies de l’appétit homéostatique (telles que les voies de la leptine, de la ghréline et de la mélanocortine). Des études ont rapporté un poids corporel plus élevé et une concordance de la distribution des graisses chez les jumeaux identiques par rapport aux jumeaux non identiques.
Les hormones et les signaux neuronaux régulent l’apport alimentaire et l’appétit de manière centrale en activant les systèmes homéostatiques (hypothalamiques), cognitifs et hédoniques du cerveau. [nucleus accumbens (NAcc)-mediated and reward-based], les voies, la médiation de l’homéostasie énergétique, la régulation cognitive de l’appétit et le traitement des récompenses, respectivement. Les composants de la voie de la mélanocortine sont des régulateurs essentiels de l’homéostasie de l’appétit ainsi que des circuits de récompense.
En l’absence de faim, l’hormone leptine libère l’hormone de stimulation des mélanocytes alpha (α-MSH) en se liant à ses récepteurs sur la couche la plus externe des cellules neuronales de la proopiomélanocortine (POMC).
L’α-MSH se fixe aux récepteurs de la mélanocortine-4 (MC4R) du noyau paraventriculaire (PVN) pour réduire la consommation alimentaire en déclenchant les cellules neuronales régulatrices de la satiété du noyau parabrachial latéral (LPBN).
Des déficiences génétiques dans les gènes MC4R et les gènes régulateurs neuronaux POMC peuvent provoquer l’obésité, et le sémaglutide, un agoniste du MC4R, peut réduire efficacement le poids. De plus, la leptine contrôle l’apport alimentaire en régulant les activités neuronales du système de récompense striatale, impliquant le NAcc et le putamen caudé.
Au contraire, la ghréline, un peptide intestinal sécrété dans l’état de faim augmente la prise alimentaire. En se liant au récepteur sécrétagogue de l’hormone de croissance (GHS-R) du noyau arqué (ARC), la ghréline stimule les cellules neuronales sécrétant le neuropeptide Y et le neuropeptide apparenté à l’agouti (AgRP). Les cellules neuronales GHS-R co-expriment avec les cellules neuronales dopaminergiques situées dans la zone tegmentale ventrale (VTA) pour réguler la faim hédonique.
Des anomalies génétiques ou des lésions dans le PVN et des niveaux altérés du facteur de transcription Sim1 peuvent augmenter le poids corporel. Les stimuli sensoriels, tels que l’odeur de la nourriture, suppriment rapidement l’activité neuronale AgRP, médiée par des signaux inhibiteurs du noyau hypothalamique dorsomédian (DMH), qui sont activés par les neurones glutamatergiques hypothalamiques latéraux (LH).
Implication des circuits de récompense du cerveau, de l’hypothalamus et de l’axe intestin-cerveau dans l’obésité
Les individus obèses avaient des activations plus élevées des zones cérébrales qui régulent les processus de récompense et de motivation, tels que le striatum, le complexe préfrontal et l’amygdale, en réponse aux signaux alimentaires que les individus maigres. Le cervelet, en particulier, est un moteur crucial du comportement hyperphagique lié à la récompense. La consommation de malbouffe augmente la transmission excitatrice dans le striatum des rats à tendance obèse, augmentant l’activité du récepteur de l’acide propionique perméable au calcium-amino-3-hydroxy-5-méthyl-4-isoxazole (CP-AMPAR).
Les personnes suivant un régime pauvre en glucides ont un flux sanguin vers le NAcc plus faible et donc une pulsion hédonique plus faible pour la consommation alimentaire, tandis que les régimes riches en glucides augmentent le flux sanguin vers le NAcc. L’alimentation compulsive, un désir incontrôlable de manger, est causée par une consommation excessive d’aliments appétissants, entraînant des réactions neuronales inappropriées dans les systèmes de récompense du cerveau et une baisse des niveaux de dopamine. Les régimes riches en graisses améliorent la libération de cytokines, entraînant une inflammation microgliale hypothalamique et une prise de poids. Les altérations de l’adiposité avant l’apparition de l’obésité peuvent également être prédites par la gliose hypothalamique.
Les agonistes du GLP-1 du peptide-1 de type glucagon intestinal (GLP-1), tels que le sémaglutide, détendent le fundus gastrique, retardent la vidange gastrique et réduisent ainsi la prise alimentaire. Le GLP-1 a également des effets systémiques par le biais de circuits neuronaux locaux médiés par des neurones entériques intestinaux tels que les neurones intestinofuges (IFN) et les neurones de l’oxyde nitrique gastrique (Nos1). L’activation neuronale de Nos1 provoque une gastroparésie et supprime l’appétit.
Les acides gras à chaîne courte (SCFA) des métabolites microbiens peuvent réduire la réactivité au stress causée par le stress psychosocial chronique et réguler le métabolisme et l’appétit en influençant directement les voies de la satiété et la détection des nutriments. Chez la souris, l’axe microbiote-intestin-cerveau est également impliqué dans la régulation de la fonction de récompense cérébrale et influence les comportements interpersonnels, sexuels, alimentaires et de toxicomanie.
Le microbiote isolé de souris nourries au HFD a provoqué de profondes altérations du comportement exploratoire et cognitif. UN Bifidobactérie souche s’est avérée produire des métabolites qui contrôlent la signalisation de la ghréline, augmentent la tolérance au glucose et abaissent les niveaux de cortisol. En limitant la consommation alimentaire et en favorisant la malabsorption calorique, la chirurgie bariatrique, comme le pontage gastrique de Roux-en-Y (RYGB), abaisse les niveaux de ghréline et l’apport énergétique.
L’ocytocine exogène entraîne une perte de poids en diminuant l’apport alimentaire, en augmentant la consommation d’énergie et en favorisant la lipolyse. La stimulation transcrânienne est une technique de traitement qui peut modifier le comportement et aider à réguler l’apport alimentaire, et les interventions qui ciblent le cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC) peuvent également réduire le poids corporel.
Sur la base des conclusions du rapport, plusieurs facteurs génétiques, hormonaux, comportementaux, alimentaires et neuronaux contribuent à l’obésité, qui peuvent être ciblés pour développer des interventions de gestion de l’obésité et de prévention de ses conséquences cardiométaboliques associées.
