ARTICLE
Auteur(s) : Dany Gaillard, Céline Martin, Patricia
Passilly-Degrace, Philippe
Besnard
Physiologie de la nutrition, UMR Inserm U 866, Ecole nationale
supérieure de biologie appliquée à la nutrition et à l’alimentation
(ENSBANA), Université de Bourgogne, 1 Esplanade Erasme, 21000
Dijon, France
Physiologiquement, le comportement alimentaire résulte de
l’intégration de signaux multiples (nerveux, hormonaux,
métaboliques) convergeant vers des zones spécifiques du système
nerveux central pour y être intégrés. Ces informations d’origine
nutritionnelle conditionnent à la fois le choix des aliments à
consommer (préférence ou aversion) et les déterminants de la prise
alimentaire : initiation (faim), durée (rassasiement) et
intervalle entre les repas (satiété). Les régulations
homéostatiques mises en jeu sont donc essentielles pour adapter les
apports caloriques aux besoins énergétiques de l’organisme. En
fait, la composition chimique des aliments est perçue par
l’intermédiaire d’informations précoces d’origine somesthésique,
olfactive et gustative déclenchées dès la mise en bouche de
l’aliment et de signaux neuroendocrines et métaboliques plus
tardifs d’origine post-ingestive puis post-absorptive. C’est
notamment le cas des lipides alimentaires (figure 1) dont
l’implication dans le contrôle du comportement alimentaire fait
l’objet d’une recherche soutenue. En effet, on sait qu’une
consommation lipidique excessive et déséquilibrée (trop de graisses
saturées et de cholestérol, rapport ω6 /ω3 trop élevé) joue un
rôle non négligeable dans l’augmentation de la prévalence des
pathologies de pléthore (obésité, diabète de type 2,
athérosclérose, hypertension, cancers). Pourquoi les lipides
alimentaires sont-ils si attractifs ? Comment régulent-ils la
prise alimentaire ? Peut-on parler d’une addiction aux
lipides ? Ces questions soulevées par les travaux récents
seront abordées dans cette mini-revue.
La génétique influence-t-elle la préférence pour les
lipides ?
La préférence pour les lipides est un phénomène commun à
différentes espèces du règne animal. Ainsi, l’Homme et les rongeurs
(rat, souris) présentent une préférence spontanée pour les lipides
alimentaires [1-3]. D’anciennes données ont établi que les sujets
obèses auraient une préférence accrue pour les aliments riches en
graisses par rapport aux personnes minces [4, 5]. Ces travaux
suggèrent qu’une différence de sensibilité dans la perception des
lipides alimentaires pourrait contribuer à l’apparition de ces
troubles. On peut se demander quelle est la part de l’inné par
rapport à l’acquis dans ce phénomène. Des travaux récents de notre
laboratoire indiquent que des facteurs génétiques y jouent un rôle
fondamental chez la souris.
Pendant longtemps on a considéré que seules la texture et
l’olfaction étaient impliquées dans la préférence spontanée pour
les lipides chez le mammifère. Des travaux récents réalisés chez le
rongeur indiquent que le goût jouerait un rôle important dans ce
comportement (voir les articles publiés dans OCL [6, 7]) ouvrant
ainsi la perspective de l’existence d’un système de récepteur pour
les graisses.
La perception des saveurs s’effectue par le biais de cellules
réceptrices spécialisées (taste receptor cells, TRC) localisées
dans les bourgeons du goût des papilles gustatives essentiellement
trouvées dans l’épithélium lingual. Ces cellules expriment les
systèmes de détection spécifiques à chacune des saveurs de base
(sucré, salé, acide, amer, umami). Nous avons récemment montré que
la protéine CD36, connue pour lier avec une très haute affinité les
acides gras à longue chaîne (AGLC, nombre de carbones ≥ 16) est
abondamment exprimée au niveau de certaines TRC chez la souris [8].
Cette glycoprotéine transmembranaire s’est avérée être impliquée
dans la perception des lipides. En effet, l’invalidation du gène
codant pour le CD36 diminue de façon drastique la préférence
spontanée pour les AGLC chez la souris, sans pour autant affecter
sa perception du sucré ou de l’amer [8]. Les travaux récents de
notre équipe ont permis de montrer que la perception orosensorielle
des lipides alimentaires dépendante du CD36 lingual relève de la
gustation [9, 10]. Ces résultats inédits suggèrent donc qu’il
existe une dimension génétique à la perception orosensorielle des
lipides alimentaires chez le rongeur. Des travaux récents suggèrent
qu’il existe aussi une perception gustative des lipides
alimentaires chez l’Homme [11]. On ignore actuellement si le
phénomène est CD36 dépendant.
Pourquoi les lipides sont-ils peu satiégogènes ?
Une fois ingérés, les lipides alimentaires déclenchent une cascade
d’évènements visant à limiter la prise alimentaire. La
cholécystokinine (CCK) joue un rôle essentiel dans cette régulation
(figure 1).
Cette hormone, produite par les cellules entéro-endocrines de type
I essentiellement localisées au niveau du grêle proximal, est
rapidement sécrétée suite à l’ingestion de lipides chez la plupart
des mammifères dont l’Homme. Chez le rongeur, l’injection
systémique de CCK s’accompagne d’un arrêt de la prise alimentaire.
Cette régulation est la conséquence d’un contrôle paracrine
d’afférences vagales intestinales exprimant le récepteur CCK1-R
[12]. De ce fait, la vagotomie abolit l’effet satiétogène de la
CCK. Cette régulation est cependant modulable puisque la
consommation chronique d’un régime riche en lipides s’accompagne
chez le rongeur d’une réduction de la réponse du nerf vague à
l’injection de CCK [13]. Il a été récemment montré que cette
désensibilisation est la conséquence d’une régulation dynamique du
récepteur à CCK1-R dont le nombre au niveau des afférences vagales
intestinales diminuerait rapidement consécutivement à une
consommation de lipides [12]. Le nerf vague exprime aussi les
récepteurs d’autres agents satiétogènes comme la glucagon-like
protein-1 (GLP-1) et le peptide YY (PYY) qui sont sécrétés par
l’iléon en réponse à une charge en lipides (figure 1). Comme pour le
CCK1-R, ces récepteurs vagaux voient leur nombre diminué lors d’une
consommation chronique de lipides [12]. Ce mécanisme limitant
l’impact de ces hormones inhibitrices pourrait, en partie,
expliquer pourquoi les lipides sont moins satiétogènes que les
glucides ou les protéines.
Parallèlement à ces régulations neuroendocrines post-ingestives,
des signaux satiétogènes sont produits consécutivement à
l’absorption des lipides alimentaires. C’est le cas notamment de
l’apolipoprotéine AIV (ApoAIV) qui est sécrétée par les entérocytes
lors de la synthèse post-prandiale des chylomicrons (figure 1). Contrairement
aux régulateurs post-ingestifs qui limitent la taille du repas
(rassasiement), l’ApoAIV affecte l’intervalle entre deux repas
consécutifs (satiété). De ce fait, l’injection systémique ou
cérébroventriculaire d’ApoAIV diminue de façon dose-dépendante la
prise alimentaire chez le rat [14]. Une fois encore, l’action
satiégogène de l’Apo AIV décroît lors de régimes chroniquement
riches en lipides. Le mécanisme à l’origine de cette
désensibilisation n’est pas encore établi. Il a été proposé que la
leptine produite par le tissu adipeux (figure 1) soit en partie
responsable de ce phénomène. En effet, l’expression de l’Apo AIV en
réponse à une charge lipidique est plus faible chez des rats
traités par la leptine [15]. La leptinémie étant particulièrement
élevée au cours de l’obésité, une inhibition leptine-dépendante de
la sécrétion de l’Apo AIV pourrait en partie expliquer la
surconsommation alimentaire souvent observée chez les sujets et les
animaux obèses [14].
L’hypothalamus est-il une cible des lipides ?
Des expériences chez des souris dont les circulations sanguines ont
été croisées (parabiose) ont permis de montrer que, parallèlement
aux régulations nerveuses, des facteurs humoraux sont impliqués
dans la régulation du comportement alimentaire [16]. On sait
aujourd’hui que des agents satiétogènes dont la sécrétion est
induite par les lipides (CCK, GLP-1, PYY3-36, leptine, Apo AIV)
agissent directement au niveau du système nerveux central. Cette
régulation est rendue possible en raison de la discontinuité de la
barrière hémato-encéphalique notamment au niveau du noyau arqué
hypothalamique (figure
2) dont le rôle dans le contrôle de la prise alimentaire
est bien établi [17]. Il a été récemment montré que les acides gras
libres peuvent aussi moduler directement ce paramètre (figure 1). En effet,
l’injection centrale d’acide oléique inhibe la prise alimentaire
chez le rat [18]. Cet effet satiétogène semble être médié par des
neurones spécifiques du noyau arqué sensibles aux acides gras [19].
Toutefois, les mécanismes moléculaires responsables de cette
régulation neuronale ne sont pas encore établis. Une régulation
directe par les acides gras de canaux ioniques, l’activation de
récepteurs spécifiques (CD36 ?) ou encore la génération de
métabolites comme le malonyl-CoA [18] sont des pistes plausibles.
En bref, le transfert de petites quantités d’acides gras depuis la
périphérie vers l’hypothalamus est interprété comme un signal
satiétogène post-prandial.
Existe-t-il une addiction aux lipides ?
Le choix de consommer un aliment plutôt qu’un autre dépend à la
fois du plaisir qu’il procure et du bien-être ressenti après sa
consommation. C’est ainsi qu’une souris préférera dans un premier
temps une source d’AGLC non digestibles car estérifiés avec du
sorbitol à une solution témoin non lipidique, puis cessera
rapidement la consommation de ces lipides non nutritifs [20]. On
peut donc penser que la préférence pour le « gras » peut
conduire à une obésité quand les lipides consommés satisfont à la
fois des besoins hédoniques et métaboliques. On constate en effet
que des souris deviennent obèses quand on leur propose
systématiquement de l’huile de maïs comme supplément optionnel à
leur régime alimentaire habituel [21]. Cette préférence
s’inscrivant dans la durée, on peut se demander s’il existe une
addiction aux lipides chez le rongeur. Le fait que des souris
consomment volontairement de l’huile au cours de tests de
récompense (conditioning place preference, classiquement utilisés
pour évaluer les comportements addictifs), en dépit d’un
environnement hostile, supporte cette hypothèse [22]. Ce
comportement addictif n’est observé quand l’huile est délivrée
directement dans l’estomac 60 minutes avant le conditionnement
[22]. Il semble donc que ce soit les informations d’origine
orosensorielle qui jouent un rôle prépondérant dans ce comportement
alimentaire de type addictif.
Les mécanismes moléculaires à l’origine de l’attraction pour les
lipides commencent à être décryptés chez le rongeur. Il implique à
la fois le système opioidergique au niveau des noyaux arqué et
paraventriculaire de l’hypothalamus et dopaminergique au niveau de
noyau accumbens (figure
2). Chez des rats conditionnées à prendre une émulsion
d’huile de maïs quotidiennement à heure régulière, une augmentation
de l’expression de la proopiomélanocortine (POMC) dans le noyau
arqué de l’hypothalamus et de l’orexine dans l’hypothalamus latéral
est observée dans les trente minutes précédant la prise lipidique
[23]. On constate également chez ces animaux une élévation de la
concentration d’un opioïde dérivé de la POMC, la β-endorphine, dans
le sérum et le fluide cérébrospinal, quinze minutes après cette
prise d’huile [23]. Dans cette même espèce, un régime
hyperlipidique provoque également une induction dans le noyau
paraventiculaire de l’expression de la dynorphine et de la
β-encéphaline, deux autres peptides opiacés régulateurs connus pour
induire la consommation de lipides [24]. Ce résultat suggère
l’existence d’une boucle de régulation positive. Ces opiacés
stimulent la consommation de lipides qui, à leur tour, induisent la
synthèse de ces peptides régulateurs. En accord avec cette
hypothèse, l’injection centrale d’un agoniste du récepteur μ des
opioïdes, le [D-Ala(2),N-Me-Phe(4),Gly(5)-ol]-enkephalin (DAMGO),
s’accompagne d’une augmentation de la consommation d’aliments
riches en lipides chez le rat [25]. À l’inverse, l’administration
d’antagonistes sélectifs du récepteur μ supprime non seulement
l’attirance pour le gras [26, 27] mais encore le conditionnement
par l’huile de maïs lors des tests de comportement addictif [26].
Le récepteur μ des opiacés est donc impliqué dans l’attirance pour
le gras.
Le système dopaminergique semble également impliqué dans la
régulation de la consommation de lipides chez le rongeur (figure 2). Des
résultats déjà anciens indiquent que l’injection systémique
d’antagonistes des récepteurs D1 et D2 de la dopamine diminue de
façon dose-dépendante la consommation d’une émulsion d’huile de
maïs [28, 29]. Plus récemment, il a été montré qu’un repas fictif
(car non ingéré) riche en huile de maïs provoque la production de
dopamine par le noyau accumbens connu pour être impliqué dans le
circuit de récompense [30]. Cette expérience, où les effets
post-ingestifs sont exclus, démontre le rôle prépondérant de la
détection orale des lipides dans l’activation d’une boucle de
régulation positive renforçant la préférence pour les aliments
riches en lipides. Il est important de souligner que la sécrétion
de dopamine par le noyau accumbens est également sous contrôle des
peptides opiacés [31]. L’attraction pour les lipides chez le
rongeur est donc la résultante d’un schéma régulateur complexe en
cours d’élucidation impliquant de nombreux régulateurs et
différentes zones du cerveau (figure 2).
Conclusion
Certains mammifères, dont l’Homme, sont attirés par les aliments
riches en graisses. Ce phénomène est la conséquence de la
combinaison de la haute palatabilité des lipides associée à un
« bien-être » métabolique (figure 3). La palatabilité
des graisses est perçue au niveau oral via les sens de l’odorat, du
toucher (perception de la texture) et de la gustation. Nos travaux
démontrent de façon inédite que la protéine CD36 joue le rôle de
lipido-récepteur gustatif chez la souris et le rat [8-10]. Une fois
ingérés, les lipides sont aussi à l’origine d’une satisfaction
métabolique en raison d’une absorption et d’un métabolisme très
efficaces (production et stockage d’énergie). En revanche, les
signaux neuroendocrines induits par la consommation de lipides ne
semblent avoir qu’un faible pouvoir inhibiteur sur la prise
alimentaire. Pris dans leur ensemble, ces facteurs régulateurs
antagonistes favoriseraient plutôt la consommation d’aliments
riches en lipides, ce qui pourrait constituer un avantage vital
dans un environnement dominé par la précarité alimentaire (apport
important d’énergie, d’acides gras indispensables et de vitamines
liposolubles). En revanche, il pourrait favoriser l’apparition
d’obésité dans un contexte de pléthore alimentaire permanente.
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