Le syndrome métabolique (SM) est un trouble multiforme qui touche environ 20 à 25 % de la population mondiale. Ce syndrome englobe un ensemble de pathologies, dont l'obésité, le diabète sucré de type 2, l'hyperinsulinémie, la résistance à l'insuline (IR), l'hypercholestérolémie, la stéatose hépatique non alcoolique, la stéatohépatite non alcoolique et l'inflammation métabolique systémique. Ces pathologies conduisent collectivement à des maladies graves et à une mortalité prématurée accrue. L'hypothalamus, une structure cérébrale essentielle régulant le comportement alimentaire, joue un rôle essentiel dans le développement du SM. Le lien entre les troubles psychonévrotiques et le SM souligne le rôle important du cerveau dans la progression du syndrome. De plus, le SM est associé au développement du cancer, probablement médié par un dysfonctionnement hypothalamique.
L'hypothalamus joue un rôle essentiel dans l'homéostasie énergétique et la régulation du métabolisme. L'inflammation et les altérations de la fonction hypothalamique peuvent précipiter le syndrome métabolique. Dans les études animales, un régime alimentaire riche en graisses (HFD) chez les mères entraîne une inflammation hypothalamique et une gliose chez la progéniture, contribuant à une dysrégulation métabolique. L'intégrité de la barrière hémato-encéphalique (BHE) est compromise, ce qui permet aux médiateurs inflammatoires et aux acides gras d'affecter le développement de l'hypothalamus fœtal. Ces altérations entraînent des changements dans la communication neuronale, une expression accrue des marqueurs inflammatoires et des perturbations des voies de signalisation de l'insuline et de la leptine, favorisant l'obésité et la résistance à l'insuline chez la progéniture.
L’obésité maternelle et paternelle peut reprogrammer épigénétiquement la progéniture, affectant ainsi sa santé métabolique. L’exposition maternelle à un régime alimentaire riche en graisses entraîne des changements importants dans l’hypothalamus de la progéniture, notamment une expression accrue des gènes associés à l’inflammation et une altération de la signalisation neuronale. Ces changements sont spécifiques au sexe, la progéniture femelle présentant une plus grande sensibilité aux troubles métaboliques. L’obésité paternelle influence également la progéniture par le biais de modifications épigénétiques, telles que l’hypométhylation des gènes régulateurs de croissance, contribuant aux dysfonctionnements métaboliques.
Le régime hypercalorique maternel affecte le métabolisme lipidique et le système cannabinoïde endogène dans l'hypothalamus de la progéniture adulte, ce qui entraîne des réponses métaboliques spécifiques au sexe. Ce régime induit une augmentation de l'expression des gènes liés au métabolisme lipidique et des récepteurs cannabinoïdes dans l'hypothalamus. De tels changements perturbent les processus métaboliques normaux, contribuant au développement de l'obésité et d'autres troubles métaboliques chez la progéniture.
La programmation du développement joue un rôle crucial dans la détermination de la susceptibilité aux troubles métaboliques. Au cours des périodes critiques du développement, l’exposition à des facteurs environnementaux défavorables, comme un régime hypercalorique, peut altérer de manière permanente la structure et la fonction hypothalamiques. Ces changements prédisposent les individus aux troubles métaboliques plus tard dans la vie. Des mécanismes épigénétiques, notamment la méthylation de l’ADN et les modifications des histones, sont à l’origine de ces effets à long terme. Par exemple, les miARN sont essentiels à la régulation du développement et de la fonction hypothalamiques, leur expression étant influencée par le régime alimentaire maternel.
L’hypothalamus contient plusieurs voies de signalisation clés qui régulent l’équilibre énergétique et le métabolisme. La voie de signalisation Notch, par exemple, est impliquée dans la neurogenèse hypothalamique et est perturbée chez les enfants de mères obèses, ce qui entraîne une altération du développement neuronal et un dysfonctionnement métabolique. De même, les neurones POMC de l’hypothalamus, qui jouent un rôle essentiel dans la régulation de l’appétit et des dépenses énergétiques, sont affectés par l’obésité maternelle et l’hyperglycémie, ce qui entraîne une augmentation de l’apport alimentaire et une prise de poids chez les enfants.
La complexité du syndrome métabolique est soulignée par l'interaction complexe entre les facteurs génétiques, épigénétiques et environnementaux. Le rôle central de l'hypothalamus dans la régulation du métabolisme et l'impact significatif de l'obésité parentale sur la santé métabolique de la progéniture soulignent l'importance de s'attaquer à ces facteurs pour atténuer la prévalence croissante du syndrome métabolique. La compréhension des mécanismes épigénétiques et développementaux impliqués permet de mieux comprendre les cibles thérapeutiques potentielles pour la prévention et la gestion des troubles métaboliques.
