Les enregistrements du tronc cérébral montrent que nos papilles gustatives constituent la première ligne de défense contre une alimentation trop rapide. Comprendre comment cela se produit peut ouvrir de nouvelles voies pour perdre du poids.
Suppression séquentielle de l’appétit via un feedback oral et viscéral vers le tronc cérébral. Résumé La fin d’un repas est contrôlée par des circuits neuronaux spécifiques dans le tronc cérébral caudal. Un défi majeur consiste à comprendre comment ces circuits transforment les signaux sensoriels générés lors de l’alimentation en contrôle dynamique du comportement. Le noyau caudal tractus solitarius (cNTS) est le premier site du cerveau où de nombreux signaux liés aux repas sont détectés et intégrés, mais la manière dont le cNTS traite le feedback ingestif au cours du comportement est inconnue. Nous décrivons ici comment l’hormone de libération de la prolactine (PRLH) et les neurones GCG , deux principaux types de cellules cNTS qui favorisent la satiété non aversive , sont régulés lors de l’ingestion. Les neurones PRLH ont montré une activation soutenue par rétroaction viscérale lorsque des nutriments étaient infusés dans l’estomac, mais ces réponses soutenues étaient considérablement réduites lors de la consommation orale. Au lieu de cela, les neurones PRLH sont passés à un modèle d’activité phasique limité dans le temps à l’ingestion et lié au goût de la nourriture. Les manipulations optogénétiques ont révélé que les neurones PRLH contrôlent la durée des rafales d’alimentation sur des échelles de temps de quelques secondes, révélant un mécanisme par lequel les signaux orosensoriels sont renvoyés pour ralentir le taux d’ingestion . En revanche, les neurones GCG ont été activés par un retour mécanique de l’intestin, suivant la quantité de nourriture consommée et favorisant la satiété qui a duré des dizaines de minutes. Ces résultats révèlent que des signaux de rétroaction négatifs séquentiels provenant de la bouche et de l’intestin activent des circuits distincts dans le tronc cérébral caudal, qui à leur tour contrôlent les éléments du comportement alimentaire qui fonctionnent à des échelles de temps courtes et longues. |
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Lorsque vous avez impatiemment envie d’un dîner tant attendu, les signaux de votre estomac vers votre cerveau vous empêchent de manger tellement que vous le regretterez plus tard, du moins c’est ce que l’on pense. Cette théorie n’avait jamais été directement testée jusqu’à ce qu’une équipe de scientifiques de l’Université de Californie à San Francisco se penche récemment sur la question.
Il s’avère que la situation est un peu différente.
L’équipe, dirigée par Zachary Knight, PhD, professeur de physiologie à l’UCSF à l’Institut Kavli pour les neurosciences fondamentales, a découvert que c’est notre sens du goût qui nous empêche d’inhaler de la nourriture les jours de faim. Stimulés par la perception du goût, un ensemble de neurones (un type de cellule cérébrale) attirent notre attention presque immédiatement pour réduire notre consommation alimentaire.
"Nous avons découvert une logique qui utilise le tronc cérébral pour contrôler la vitesse et la quantité de nourriture que nous mangeons, en utilisant deux types de signaux différents , l’un qui vient de la bouche et l’autre qui vient beaucoup plus tard de l’ intestin ", a déclaré Knight, qui est également chercheur au Howard Hughes Medical Institute et membre de l’UCSF Weill Institute for Neurosciences. "Cette découverte nous donne un nouveau cadre pour comprendre comment nous contrôlons notre alimentation."
L’ étude Nature pourrait aider à révéler exactement comment fonctionnent les médicaments amaigrissants et comment les rendre plus efficaces.
De nouvelles vues du tronc cérébral
Pavlov a proposé il y a plus d’un siècle que la vue, l’odorat et le goût des aliments sont importants pour réguler la digestion. Des études plus récentes des années 1970 et 1980 ont également suggéré que le goût des aliments pouvait limiter la rapidité avec laquelle nous mangeons, mais il a été impossible d’étudier l’activité cérébrale pertinente pendant le repas, car les cellules cérébrales qui contrôlent ce processus sont situées profondément dans le tronc cérébral. ce qui les rend difficiles d’accès ou d’enregistrement chez un animal éveillé. Au fil des années, l’idée a été oubliée, a déclaré Knight.
De nouvelles techniques développées par l’auteur principal Truong Ly, PhD, étudiant diplômé du laboratoire Knight, ont permis pour la première fois d’imager et d’enregistrer une structure du tronc cérébral essentielle au sentiment de satiété, appelée noyau tractus solitarius , ou NTS, chez une souris éveillée. . Il a utilisé ces techniques pour examiner deux types de neurones connus depuis des décennies pour jouer un rôle dans la prise alimentaire.
L’équipe a découvert que lorsqu’ils mettaient de la nourriture directement dans l’estomac de la souris, des cellules cérébrales appelées PRLH ( hormone de libération de la prolactine ) étaient activées par des signaux nutritifs envoyés par le tractus gastro-intestinal, conformément à la pensée traditionnelle et aux résultats d’études précédentes.
Cependant, lorsqu’ils ont permis aux souris de manger la nourriture comme elles le feraient normalement, ces signaux intestinaux n’apparaissent pas . Au lieu de cela, les cellules cérébrales PRLH sont passées à un nouveau modèle d’activité entièrement contrôlé par les signaux provenant de la bouche .
"C’était une surprise totale que ces cellules soient activées par la perception du goût", a déclaré Ly. "Cela montre qu’il existe d’autres composants du système de contrôle de l’appétit auxquels nous devrions réfléchir."
Même s’il peut sembler contre-intuitif que notre cerveau ralentisse son alimentation lorsque nous avons faim, le cerveau utilise en réalité le goût des aliments de deux manières différentes en même temps. Une partie consiste à dire : « C’est bon, mange plus », et une autre partie consiste à observer la vitesse à laquelle vous mangez et à dire : « Ralentissez ou vous tomberez malade . » « L’équilibre entre les deux est la rapidité avec laquelle vous le mangez, " dit Chevalier.
L’activité des neurones PRLH semble affecter le goût de la nourriture pour les souris, a déclaré Ly. Cela correspond à notre expérience humaine selon laquelle la nourriture est moins appétissante une fois que vous êtes rassasié .
Des cellules cérébrales qui inspirent les médicaments amaigrissants
Le ralentissement induit par le neurone PRLH a également du sens en termes de timing. Le goût des aliments amène ces neurones à modifier leur activité en quelques secondes, du contrôle de l’intestin à la réponse aux signaux de la bouche.
Pendant ce temps, il faut plusieurs minutes à un autre groupe de cellules cérébrales, appelées neurones CGC, pour commencer à répondre aux signaux provenant de l’estomac et des intestins. Ces cellules agissent sur des échelles de temps beaucoup plus lentes (des dizaines de minutes) et peuvent retenir la faim pendant une période beaucoup plus longue.
"Ensemble, ces deux ensembles de neurones créent une boucle de rétroaction", a déclaré Knight. "L’un utilise le goût pour ralentir les choses et anticiper ce qui arrive. L’autre utilise un signal viscéral pour dire : ’C’est ce que j’ai vraiment mangé. Ok, je suis rassasié maintenant !’"
La réponse des cellules cérébrales CGC aux signaux provenant de l’intestin est de libérer du GLP-1, l’hormone imitée par certains médicaments amaigrissants (sémaglutide).
Ces médicaments agissent dans la même région du tronc cérébral que la technologie de Ly a finalement permis aux chercheurs d’étudier. "Nous avons désormais un moyen de comprendre ce qui se passe dans le cerveau et qui permet à ces médicaments d’agir", a-t-elle déclaré.
Une compréhension plus approfondie de la manière dont les signaux provenant de différentes parties du corps contrôlent l’appétit ouvrirait la porte à la conception de régimes de perte de poids adaptés aux modes d’alimentation individuels, optimisant ainsi la manière dont les signaux provenant des deux ensembles de cellules cérébrales interagissent. , ont déclaré les chercheurs.
L’équipe prévoit d’étudier ces interactions, en cherchant à mieux comprendre comment les signaux gustatifs des aliments interagissent avec les réactions de l’intestin pour supprimer notre appétit pendant un repas.
