L'équilibre énergétique est un échange complexe entre le cerveau et le corps
Pour beaucoup, maintenir un poids corporel sain n'est pas une tâche facile. Néanmoins, les cerveaux et les corps sont câblés pour travailler ensemble pour maintenir un équilibre énergétique.
Cette correspondance étroite entre le nombre de calories consommées et celles dépensées résulte d’un échange complexe de diaphonie neurobiologique dans les régions de l’hypothalamus cérébral. Lorsque cette «conversation» tourne mal, l'obésité ou l'anorexie peuvent en résulter.
Malheureusement, on en sait peu sur les détails de cet échange complexe malgré les conséquences importantes. Une nouvelle recherche menée par des chercheurs du Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) fournit de nouvelles informations qui aident à mettre de l'ordre dans cette complexité.
Les chercheurs disent que leurs conclusions, comme indiqué dans la revue Cellule, démontrent comment le neurotransmetteur acide gamma-aminobutyrique (GABA) entraîne sélectivement la dépense énergétique et, surtout, aident également à expliquer le neurocircuit sous-jacent aux propriétés de combustion des graisses de la graisse brune.
«Notre groupe a mis en place un programme de recherche dans le but global de démêler le« schéma de câblage »par lequel le cerveau contrôle l’appétit et la combustion des calories», a déclaré l’auteur principal Bradford Lowell, M.D., Ph.D.
«Pour faire avancer notre compréhension à ce niveau, nous devons connaître la fonction de sous-ensembles spécifiques de neurones, et en outre, les neurones en amont fournissant une entrée à, et les neurones en aval recevant la sortie de ces neurones fonctionnellement définis. Jusqu'à récemment, une telle connaissance de l'hypothalamus était en grande partie impossible à obtenir.
L’hypopthalme est une région de la taille d’une perle qui dirige plusieurs fonctions importantes du corps et sert de centre de contrôle du cerveau pour l’équilibre énergétique.
Cet équilibre se produit lorsque le cerveau reçoit des signaux de rétroaction du corps qui communiquent l'état des réserves de carburant. Il intègre ensuite cela avec les apports du monde extérieur ainsi que l'état émotionnel d'une personne pour modifier le comportement alimentaire et la dépense énergétique.
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont étudié une population unique de neurones situés à la base du cerveau dans l'hypothalamus.
«Nous avons génétiquement modifié des souris de telle sorte qu'elles présentent un défaut spécifique qui empêche ces neurones de libérer le neurotransmetteur inhibiteur, le GABA», a déclaré Lowell. «Les souris atteintes de ce défaut ont développé une obésité marquée et, remarquablement, leur obésité était entièrement due à un défaut de combustion des calories», explique-t-il, ajoutant que la prise alimentaire n'était pas du tout affectée.
Les chercheurs ont ensuite conçu un autre groupe de souris dans lequel ces neurones pourraient être activés de manière sélective à différents moments. À partir de là, l'équipe a montré que les neurones entraînent la dépense énergétique dans la graisse brune.
La graisse brune a fait les gros titres ces derniers temps parce que de nombreuses études récentes ont révélé que, contrairement à la graisse blanche qui stocke de l'énergie, la graisse brune brûle de l'énergie pour générer de la chaleur. Ce processus s'appelle la thermogenèse.
«La dépense énergétique médiée par le tissu adipeux brun est essentielle au maintien du poids corporel et prévient l'obésité induite par l'alimentation. Son mécanisme de régulation basé sur le cerveau, cependant, est encore mal compris », a déclaré le premier auteur Dong Kong, Ph.D.
«Notre découverte d'un neurocircuit basé sur l'hypothalamus qui contrôle finalement la thermogenèse est une avancée importante», a ajouté Lowell.
En outre, les chercheurs ont découvert que lorsqu'ils allumaient ces neurones, la dépense énergétique dépendait entièrement de la libération de GABA. Ces résultats révèlent que la libération de GABA entraîne sélectivement la dépense énergétique. «Nos résultats ont considérablement avancé notre compréhension du contrôle de la dépense énergétique et ont fourni de nouvelles informations sur la pathogenèse de l'obésité», a déclaré Kong.
Les caractéristiques uniques des neurones de l’hypothalamus sont importantes car elles pourraient fournir l’occasion de modifier expérimentalement le contrôle de la dépense énergétique par le cerveau. Plus précisément, les neurones recevant des signaux médiés par le GABA de ces neurones sont susceptibles de jouer un rôle important dans la régulation de la dépense énergétique, mais pas de l'apport alimentaire.
«Il est maintenant important de délimiter complètement les neurones en amont qui contrôlent ces neurones de régulation de la thermogenèse, ainsi que les neurones en aval qui complètent le« circuit »pour brunir le tissu adipeux», a déclaré Lowell.
Un tel travail pourrait découvrir de nouvelles opportunités pour des interventions pharmacologiques qui pourraient conduire à des traitements efficaces contre l'obésité et ses complications connexes telles que le diabète.
Source: Centre médical Beth Israel Deaconess
