Comment la suralimentation change le cerveau

Vous vous demandez si le cheesecake de cet après-midi va changer votre corps? Alors que la plupart d'entre nous l'imaginent changer notre tour de taille, peu se demandent si cela change également le cerveau. Mais c'est le cas, et une étude récemment publiée (Rossi, 2019) nous montre comment.

L'idée que le cerveau influence presque tout ce que nous faisons ne devrait pas être surprenante; qui nous aimons, comment nous nous sentons et même ce que nous mangeons est affecté par l'activité cérébrale. Couché profondément à la base de notre cerveau vit un groupe de cellules qui composent l'hypothalamus. L'hypothalamus orchestre le contrôle de plusieurs comportements liés à la survie de l'espèce; des comportements qui, comme je le dis souvent à mes élèves, comprennent les quatre F de la régulation hypothalamique - se battre, fuir, se nourrir et s'accoupler.

Comme la plupart des régions du cerveau, l'hypothalamus est divisé en structures plus petites; ceux-ci sont fréquemment nommés en utilisant des mots qui indiquent la directionnalité. Prenons par exemple l'hypothalamus latéral. Son nom implique qu'il réside dans la partie latérale de l'hypothalamus, ou loin du milieu. Ceux d'entre nous qui s'intéressent aux comportements motivés savent que pour étudier l'influence du cerveau sur l'alimentation, vous croiserez inévitablement l'hypothalamus latéral. En effet, la structure est cruciale pour faciliter ou augmenter l'alimentation. Il le fait en modulant le métabolisme, la digestion, la sécrétion d'insuline et la sensation gustative, pour ne citer que quelques facteurs. L'hypothalamus latéral est également hautement conservé dans toutes les espèces et convient donc à la modélisation de divers aspects du comportement alimentaire humain. Ainsi, lorsque vous pensez à une alimentation accrue, pensez à une activité accrue de votre hypothalamus latéral.

Cette relation a été mise en évidence pour la première fois dans les premières études sur des animaux non humains, qui ont montré que les rongeurs présentant des lésions de leur hypothalamus latéral refusaient souvent de manger et, inversement, comme on pouvait s'y attendre, stimuler ou activer cette région provoquait une alimentation insatiable. Les particularités du lien entre l'alimentation et l'hypothalamus latéral ont depuis été largement étudiées et ces détails sortent du cadre de notre discussion. Soyez assuré, cependant, que de nombreux excellents neuroscientifiques du comportement ont consacré un nombre incommensurable d'heures à informer notre compréhension de la façon dont l'hypothalamus latéral intervient dans l'alimentation et la récompense alimentaire. C'est exactement ce que fait l'article de Rossi et de ses collègues, en montrant comment la suralimentation remodèle l'hypothalamus latéral et comment ces changements ont un impact sur la façon dont nous mangeons.

En combinant une variété de techniques cellulaires, les expérimentateurs ont examiné si un régime riche en graisses modifiait l'expression des gènes des cellules dans l'hypothalamus latéral. L'expérience a été conçue pour comparer l'expression génique des cellules chez les souris recevant un régime riche en graisses par rapport à celles recevant un régime normal. Ils ont découvert une expression génique modifiée en raison de l'obésité dans diverses cellules de l'hypothalamus latéral. Cependant, les changements génétiques les plus importants induits par l'obésité se sont produits dans les cellules contenant une protéine appelée transporteur vésiculaire de glutamate de type 2. Généralement, ces cellules utilisent un produit chimique cérébral excitateur à action rapide appelé glutamate. Ils ont examiné ces cellules plus en détail et ont découvert qu'elles réagissent à la consommation de sucre; cependant, l'ampleur de la réponse dépendait de l'état de motivation de l'animal: la quantité de nourriture souhaitée par l'animal influait sur la réactivité des cellules au sucre.

La pré-alimentation des souris (état de faible motivation) ou l'introduction d'une condition de jeûne de 24 heures (état de forte motivation) avant l'expérience contrôlait la motivation pour la nourriture. Les cellules excitatrices de l'hypothalamus latéral des animaux en état de faible motivation (sans faim) ont connu une plus grande activation après consommation de sucre que chez les animaux à jeun. Cela montre que la satiété alimentaire influence l'encodage de la récompense pour la nourriture se produisant dans l'hypothalamus latéral.

Ce qui était le plus intéressant dans le profil de codage de ces cellules excitatrices était qu'un régime riche en graisses modifiait également leur taux de réponse. A savoir, les cellules d'animaux suivant un régime alimentaire régulier ont maintenu leur capacité à détecter la consommation de sucre, mais les cellules chez les souris soumises à un régime riche en graisses sont devenues progressivement moins sensibles au sucre; ainsi, le changement dans le cerveau.

Ces découvertes sont nouvelles et passionnantes, car elles montrent qu'un régime riche en graisses modifie le codage d'une récompense alimentaire dans les cellules individuelles de l'hypothalamus latéral. De plus, nous voyons maintenant qu'une alimentation chronique riche en graisses modifie l'hypothalamus latéral en dissuadant leur réponse neurale et en affaiblissant ainsi un «frein» endogène à l'alimentation. En d'autres termes, un régime riche en graisses peut changer votre cerveau pour favoriser la suralimentation.