La recherche met en évidence le rôle du nerf vagal hépatique dans la régulation des rythmes de prise alimentaire, offrant ainsi de nouvelles perspectives pour des traitements potentiels contre l'obésité.
Étude: Les afférences hépatiques vagales transmettent des signaux dépendants de l'horloge pour réguler la consommation alimentaire circadienne. Crédit d’image : alexkich/Shutterstock.com
Un récent Science Une étude a révélé que la communication entre le nerf afférent vagal hépatique (HVAN) et le cerveau influence les habitudes alimentaires circadiennes. Chez la souris, l’ablation chirurgicale du HVAN a corrigé la modification de la prise alimentaire et réduit la prise de poids due aux régimes riches en graisses, ce qui suggère que le HVAN pourrait être une cible pour les traitements anti-obésité.
Sommaire
Arrière-plan
Les rythmes circadiens sont des cycles de 24 heures régulant les changements physiques, mentaux et comportementaux chez les animaux, généralement alignés sur les cycles de lumière et d'obscurité. Bien qu'ils soient généralement stables, ces rythmes peuvent être perturbés par des changements de comportement ou d'exposition à la lumière, comme on le voit avec le décalage horaire ou le travail posté, conduisant à une désynchronisation entre les systèmes organiques.
Le noyau suprachiasmatique (SCN) sert d'horloge circadienne principale, utilisant des signaux lumineux pour établir des boucles de rétroaction (TTFL) des gènes de l'horloge moléculaire. Des découvertes récentes montrent que presque toutes les cellules somatiques maintiennent également leurs propres TTFL, qui aident à équilibrer les rythmes circadiens avec d'autres processus, comme la prise alimentaire.
La synchronisation entre le SCN et les rythmes hépatiques entraînés par la nourriture est cruciale pour maintenir l'équilibre métabolique au milieu des changements environnementaux. Des études menées chez les rongeurs et les humains suggèrent que la désynchronisation entre ces systèmes nuit à la santé, augmentant le risque et la gravité des troubles métaboliques comme l'obésité et le diabète. Cependant, les mécanismes et signaux précis à l’origine de ces interactions restent flous.
À propos de l'étude
La présente étude examine les mécanismes de communication établissant le rythme circadien entre le foie et le cerveau en supprimant les récepteurs nucléaires REV-ERBα/β dans les systèmes modèles murins.
Ces récepteurs nucléaires ont déjà été identifiés comme des composants régulateurs centraux de l'homéostasie chrono-métabolique. Par conséquent, leur suppression induit une désynchronisation.
Contrairement aux enquêtes précédentes dans le domaine, les chercheurs ont utilisé des injections dans la veine caudale d'adénovirus capables de délétion REV-ERB, offrant à la présente étude l'avantage unique de perturbations d'horloge spécifiques à un emplacement (plutôt qu'à l'échelle du système).
Plus précisément, cette méthodologie d’étude a permis l’observation et la manipulation de l’asynchronie entre le foie et le cerveau tout en laissant les autres systèmes organiques inchangés, réduisant ainsi considérablement le bruit de fond et les résultats confus.
Des interventions chirurgicales et expérimentales ont été réalisées sur trois cohortes différentes de souris de laboratoire adultes – C57Bl/6J, Nr1d1fl/fl/Nr1d2fl/flet Arntlfl/fl.
Les résultats à l'étude comprennent des changements dans l'expression des gènes entre les souris témoins (chirurgie simulée) et les souris cas (HepDKO) et des comparaisons entre leurs gains de poids corporels respectifs au cours de la période d'étude.
L’étude s’est également concentrée sur le rôle du nerf vague hépatique (HV) dans la signalisation cérébrale et la modulation du poids. Bien que connu auparavant pour servir de centre de transmission pour fournir au cerveau des données métaboliques hépatiques, le rôle explicite de l'HV dans la communication circadienne et les rythmes de prise alimentaire reste hypothétique.
La présente étude explore le rôle du HV via l'ablation chirurgicale de l'HV chez les souris et les comparaisons ultérieures de leur prise de poids avec des témoins dans des conditions d'obésité induite par le régime alimentaire (DIO).
Résultats de l'étude
La présente étude met l'accent sur le rôle de la prise alimentaire en tant que zeitgeber (un signal externe qui synchronise les rythmes biologiques) pour la modulation circadienne dans le foie, de la même manière que les cycles lumière-obscurité servent de zeitgeber pour les rythmes circadiens pilotés par le SCN dans tout le corps.
Cela signifie que les cycles quotidiens de faim et de satiété ne doivent pas nécessairement correspondre aux cycles lumière-obscurité ; chaque rythme fonctionne indépendamment en fonction de son signal (nourriture ou lumière), la communication foie-cerveau maintenant l'équilibre entre eux.
Dans les modèles de souris à inhibition génique, la suppression des récepteurs nucléaires REV-ERBα et REV-ERBβ a perturbé les rythmes de prise alimentaire sans affecter les cycles régulés par le SCN.
Cette suppression a activé les gènes d'horloge Arntl et Per2, connus pour leur rôle dans l'équilibre chrono-métabolique, entraînant une modification des habitudes alimentaires et une augmentation de l'alimentation pendant les périodes claires, entraînant finalement une prise de poids significative. Il est intéressant de noter que la section du nerf afférent vagal hépatique (HVAN) a inversé ces effets, réduisant ainsi la prise alimentaire et entraînant une perte de poids.
Cela met en évidence le rôle crucial du HV dans la signalisation cérébrale des rythmes alimentaires, avec des études parallèles montrant des résultats contrastés : l'activation des afférences de signalisation intestinale chez l'homme a conduit à une perte de poids, soulignant la complexité des interactions intestin-cerveau dans la régulation métabolique.
Conclusions
La présente étude a utilisé des systèmes modèles murins pour identifier les mécanismes qui sous-tendent l'homéostasie chrono-métabolique et la dérégulation correspondante de la prise alimentaire.
Les résultats de l'étude ont révélé que le HV sert de centre de communication et de signalisation, informant le cerveau des modifications des rythmes de prise alimentaire détectées via les récepteurs nucléaires REV-ERBα/β. Cette signalisation se traduit par une augmentation de la consommation alimentaire du cycle lumineux et une prise de poids substantielle.
Il a été observé que l’ablation du HV inverse ces effets, le désignant comme une cible dans les futures recherches sur la perte de poids.
