Les scientifiques de Scripps Research ont réalisé une percée qui pourrait ouvrir la voie à de nouveaux traitements pour la perte de poids et la santé métabolique. Lorsqu’ils sont exposés à des températures froides, les mammifères dépensent instinctivement plus d’énergie pour maintenir une température corporelle stable. Cette augmentation de la dépense énergétique entraîne une augmentation de l’appétit et de la prise alimentaire, mais les mécanismes spécifiques contrôlant ce phénomène sont inconnus.
Les neuroscientifiques du Scripps Research Institute ont maintenant identifié le circuit cérébral qui provoque une augmentation de l'appétit par temps froid.
Dans la nouvelle étude, récemment publiée dans la revue Nature, les chercheurs ont identifié un groupe de neurones qui sont le « commutateur » de ce comportement de recherche de nourriture lié au froid chez la souris. Cette découverte pourrait conduire à des traitements potentiels pour la santé métabolique et la perte de poids.
"Il s'agit d'un mécanisme adaptatif fondamental chez les mammifères, et les futurs traitements ciblant ce mécanisme pourraient améliorer les bienfaits métaboliques du froid ou d'autres formes de combustion des graisses", a déclaré le Dr Neeraj Lal, auteur principal de l'étude et professeur agrégé et titulaire de la chaire Abed-Vivid en chimie et biologie chimique à Scripps Research. Le premier auteur de l'étude est Neeraj Lal, Ph.D., associé postdoctoral dans le laboratoire de Ye.
Étant donné que l'exposition à des environnements froids augmente la dépense énergétique pour rester au chaud, l'immersion dans l'eau froide et d'autres formes de « thérapie par le froid » ont été explorées comme méthodes de perte de poids et d'amélioration de la santé métabolique. L’un des inconvénients de la thérapie par le froid est que les humains n’ont pas développé leur réaction au froid dans le but de perdre du poids (un effet qui aurait pu être fatal à l’époque pré-moderne de pénurie alimentaire fréquente). Tout comme le régime alimentaire et l’exercice physique, le froid peut augmenter l’appétit, annulant ainsi tout résultat de perte de poids. Dans cette étude, Ye et son équipe ont cherché à identifier les circuits cérébraux qui interviennent dans cette augmentation de l’appétit induite par le froid.
L'une des premières choses qu'ils ont observées était qu'avec l'arrivée des températures froides (de 73 degrés Fahrenheit à 39 degrés Fahrenheit), les souris n'ont augmenté leur recherche de nourriture qu'après un délai d'environ six heures, ce qui suggère que ce changement de comportement n'était pas simplement le résultat direct de la sensation de froid.
Les chercheurs ont utilisé des techniques de nettoyage du cerveau entier et de microscopie à feuille de lumière pour comparer l'activité des neurones du cerveau dans des conditions froides et chaudes. Bientôt, ils ont découvert un phénomène clé : alors que la plupart des neurones du cerveau avaient une activité beaucoup plus faible dans des conditions froides, certains neurones dans une région appelée thalamus étaient plus activés.
En fin de compte, l’équipe s’est concentrée sur une population spécifique de neurones appelée noyau xiphoïde médian du thalamus et a montré que, dans des conditions froides, l’activité de ces neurones augmente avant que les souris ne sortent de l’hibernation induite par le froid pour rechercher de la nourriture. L’augmentation de l’activité du noyau xiphoïde était plus importante lorsque moins de nourriture était disponible au début du froid, ce qui suggère que ces neurones réagissaient au déficit énergétique provoqué par le froid plutôt qu’au froid lui-même.
Lorsque les chercheurs ont activé artificiellement ces neurones, les souris ont augmenté leur activité de recherche de nourriture, mais pas les autres activités. De même, lorsque l’équipe a inhibé l’activité de ces neurones, le comportement de recherche de nourriture des souris a été réduit. Ces effets ne se produisent que par temps froid, ce qui signifie que les basses températures fournissent un signal distinct qui doit également accompagner les changements d'appétit.
Dans une dernière série d'expériences, l'équipe a découvert que ces neurones du noyau xiphoïde se projettent vers une région du cerveau appelée noyau Akulomb, une zone connue depuis longtemps pour intégrer des signaux de récompense et d'aversion pour guider le comportement, y compris l'alimentation.
Vous avez dit que ces résultats pourraient à terme avoir des implications cliniques car ils montrent qu'il est possible de bloquer l'augmentation de l'appétit généralement provoquée par le froid, rendant ainsi une thérapie relativement simple d'exposition au froid plus efficace pour favoriser la perte de poids.
"L'un de nos principaux objectifs maintenant est de comprendre comment dissocier l'augmentation de l'appétit de l'augmentation de la dépense énergétique. Nous voulons également déterminer si cette augmentation de l'appétit induite par le froid fait partie d'un mécanisme plus large que le corps utilise pour compenser une dépense énergétique supplémentaire, comme après l'exercice", a-t-il déclaré.