Une étude montre que les neurones AgRP codent pour le temps d'alimentation circadien chez la souris

Les animaux et les humains suivent des schémas quotidiens spécifiques appelés rythmes circadiens, qui incitent naturellement leur corps à dormir, à se réveiller, à manger et à avoir d'autres réponses physiologiques à des moments précis. La perturbation de ces rythmes peut avoir des effets néfastes tant sur leur santé que sur leur bien-être psychologique.

Les neuroscientifiques tentent de comprendre les fondements neuronaux des rythmes circadiens depuis des décennies, car cela pourrait aider à concevoir des traitements plus efficaces pour les troubles de santé mentale caractérisés par la perturbation des habitudes normales de sommeil ou d'alimentation.

Un article rédigé par des chercheurs de l'Université de l'Iowa et de l'Université Yeditepe, publié dans Neurosciences naturellesont identifié une classe de neurones qui pourraient coder les heures auxquelles les souris, et potentiellement d'autres mammifères, mangent régulièrement.

“Nous pensions que la faim s'installe lentement à mesure que les ressources énergétiques disponibles diminuent avec le temps”, a déclaré à Medical Xpress Deniz Atasoy, l'un des chercheurs qui ont mené l'étude.

“Étant donné que les neurones AgRP sont l'un des principaux régulateurs de la réponse à la faim dans le cerveau, nous nous attendions à ce qu'ils présentent un schéma d'activité comme celui-ci, c'est-à-dire une augmentation lente de la cadence de déclenchement à mesure que nous avons plus faim. C'est également ce que l'on peut attendre d'un “homéostatique” classique. ” une régulation telle que tout écart par rapport aux valeurs déterminées, mais dans ce cas, les nutriments disponibles tels que le glucose déclencheraient des changements comportementaux et physiologiques pour contrer cela et ramener ces valeurs à un point de consigne. “

L'objectif principal de l'étude d'Atasoy et de ses collègues était d'étudier le rôle des neurones AgRP dans la régulation du temps d'alimentation, à travers une série d'expériences réalisées sur des souris vivantes. De nombreuses études antérieures portant sur les neurones régulant la faim étaient en partie limitées et ne dressaient pas un tableau clair de leur fonction.

“Les efforts précédents visant à étudier le fonctionnement des neurones régulant la faim se limitaient à des échelles de temps très courtes, comme quelques minutes, alors que la physiologie de la faim s'étend sur des heures, voire des jours”, a expliqué Atasoy.

“Surveiller l'activité d'un ensemble défini de neurones, dans ce cas les neurones hypothalamiques AgRP, pendant des jours est techniquement un défi, et nous y sommes parvenus en utilisant une technique appelée photométrie par fibre sur des souris. Cette approche est basée sur la création d'une population de neurones d'intérêt littéralement fluorescente. quand ils deviennent actifs. »

Les chercheurs ont ensuite placé une minuscule sonde à proximité des neurones AgRP qu’ils avaient rendus fluorescents grâce à la photométrie à fibre. Cela leur a permis de capter et de surveiller leur activité, sur la base des signaux lumineux produits lorsque les neurones ont commencé à fonctionner.

Ces expériences ont permis à Atasoy et à leurs collègues de détecter le moment où les souris ressentaient le besoin de manger, en observant l'activité des neurones AgRP à ce moment-là. Contrairement aux prédictions théoriques, leurs résultats suggèrent que les neurones AgRP ne fonctionnent pas comme un homéostat (c'est-à-dire qu'ils se déclenchent lorsque l'énergie est faible et cessent leur activité une fois que les souris ont fini de manger).

“Au lieu de cela, nous avons constaté que les hauts et les bas de l'activité quotidienne des neurones AgRP semblent suivre le modèle d'alimentation récent”, a déclaré Atasoy. “Une horloge biologique encore à clarifier semble être synchronisée avec les heures de repas passées et active et désactive l'activité des neurones AgRP à ces heures de repas. Il s'agit d'une divergence claire avec la régulation” homéostatique “et plus conforme à la régulation dite” allostatique “. Contrairement à l'homéostasie, dans la régulation allostatique, les animaux n'attendent pas que leur niveau d'énergie baisse.

Les résultats rassemblés par Atasoy et leurs collègues suggèrent que les neurones AgRP défendent de manière proactive les niveaux d'énergie des souris avant qu'elles ne ressentent réellement le besoin de manger. Ils semblent y parvenir en prédisant les futurs déficits énergétiques sur la base d’indices tirés des expériences passées des souris.

“Dans ce cas, l'histoire récente de l'heure d'alimentation circadienne semble être le signal d'entraînement”, a déclaré Atasoy. “Les humains et les souris partagent des circuits de base très similaires en matière d'alimentation et de satiété. Nous pensons donc que ces observations sont susceptibles de s'étendre également aux humains. De manière cohérente, la nature rythmique de la faim a déjà été démontrée chez l'homme par d'autres groupes, nos résultats fournissent un aperçu mécaniste de ces phénomènes. observations.”

Les travaux récents de cette équipe de chercheurs ont permis de recueillir de nouvelles informations sur la manière dont les neurones AgRP contribuent aux habitudes alimentaires des souris. S’ils étaient validés chez l’homme, ces résultats pourraient éclairer la recherche médicale, ouvrant par exemple la voie au développement de nouveaux traitements pour les troubles caractérisés par des habitudes alimentaires dérégulées.

“Ces résultats ont ouvert une toute nouvelle fenêtre sur la contribution du moment de la journée, auparavant négligée, à la physiologie de l'appétit”, a ajouté Atasoy.

“Dans nos prochaines études, nous aimerions découvrir quel est le mécanisme moléculaire de cette “horloge” réglée par l'alimentation. Connaître son fonctionnement pourrait conduire à des technologies thérapeutiques pour un contrôle plus éclairé de son activité. Une autre question soulevée est de savoir si la satiété -les neurones promoteurs ont de tels rythmes. Si oui, comment cela affecte-t-il leur activité, leur réactivité aux signaux de satiété et même aux traitements anti-obésité ? »

© 2023 Réseau Science X