À quel point la nourriture est-elle savoureuse ? Une hormone et des cellules cérébrales spécialisées régulent le comportement alimentaire chez la souris

La faim est une sensation puissante avec des fondements biologiques importants. Il signale au corps de chercher de la nourriture, ce qui est un comportement crucial pour prévenir la famine et assurer la survie. Lorsque nous avons faim, nous avons soif de nourriture – et lorsque nous réussissons enfin à manger, notre corps nous récompense avec des sensations agréables et un état général de bonheur.

Un réseau de circuits cérébraux et de voies de signalisation orchestre le comportement alimentaire des humains et des animaux et suscite les sensations associées. L’un des acteurs centraux de ce réseau est l’hormone ghréline. Il est libéré par les cellules de l’estomac lorsque les humains et les animaux ont faim ou à jeun, et favorise le comportement alimentaire.

Le département de Rüdiger Klein à l’Institut Max Planck pour l’intelligence biologique étudie les réseaux cérébraux qui sous-tendent le comportement alimentaire chez la souris. À cette fin, les chercheurs ont effectué une analyse approfondie des différents types de cellules dans une région du cerveau connue sous le nom d’amygdale centrale. “Auparavant, l’amygdale était principalement étudiée dans le contexte de sentiments tels que la peur et la récompense, alors que l’on pensait que la régulation de l’alimentation se produisait dans différentes parties du cerveau, telles que l’hypothalamus”, explique Christian Peters, chercheur postdoctoral au département.

Neuf amas de cellules

Peters et ses collègues ont analysé des cellules individuelles dans l’amygdale centrale, étudiant les molécules d’ARN messager – les copies de travail de la cellule de leurs gènes. L’analyse a révélé que les cellules sont organisées en neuf groupes cellulaires différents. Certains de ces clusters favorisent l’appétit tandis que d’autres l’inhibent, et ils ajustent leur production d’ARN messagers lorsque les souris sont nourries ou à jeun.

“Nous avons maintenant une bien meilleure compréhension de la diversité des types de cellules et des processus physiologiques qui favorisent l’alimentation dans l’amygdale centrale”, explique Rüdiger Klein. “Notre recherche révèle pour la première fois que la ghréline” l’hormone de la faim “agit également sur les cellules de l’amygdale centrale.” Là, il active un petit sous-ensemble d’amas cellulaires, collectivement marqués par la présence de la protéine Htr2a, pour augmenter l’alimentation.

Fonctions multiples pour la ghréline

Les scientifiques ont découvert que les neurones Htr2a devenaient actifs après une nuit de jeûne ou lorsqu’ils étaient stimulés par l’hormone ghréline. Les cellules ont également réagi lorsque les chercheurs ont présenté de la nourriture aux souris. “Nous pensons que la ghréline remplit de multiples fonctions”, explique Christian Peters. “Lorsque les souris ont faim, la ghréline active les régions cérébrales appétitives pour prédisposer les animaux à manger. De plus, l’hormone améliore l’activité des circuits cérébraux, tels que l’amygdale, qui confèrent des récompenses, ce qui est probablement une incitation à manger davantage de nourriture. ” De cette façon, la ghréline augmente la palatabilité des aliments proportionnellement à la satiété actuelle des souris.

Après un régime à jeun, lorsque les animaux avaient très faim, l’activité des neurones Htr2a n’était pas nécessaire pour commencer à se nourrir, probablement parce que le goût des aliments est moins important dans ces conditions. “D’autres circuits cérébraux, par exemple l’hypothalamus, qui régulent le métabolisme de l’organisme, prennent le relais et signalent aux souris qu’il est important de manger pour survivre”, explique Christian Peters.

Se sentir affamé ou rassasié a des impacts profonds sur le bien-être physique mais aussi émotionnel, comme tout le monde le sait probablement par les plaisirs associés à manger des aliments savoureux. “Les réseaux neuronaux qui transmettent ces sentiments sont évidemment liés à ceux qui contrôlent l’alimentation, mais on ne comprend pas exactement comment ils s’influencent mutuellement”, explique Rüdiger Klein.

“Si nous découvrons ces connexions, nous comprendrons mieux les processus neuronaux impliqués dans les comportements alimentaires pathologiques, comme la suralimentation”, conclut Christian Peters. “Il existe de nombreux facteurs biologiques qui contribuent à un comportement aussi complexe et nous devons examiner les processus physiologiques pour comprendre ces facteurs.” À terme, ces connaissances pourraient mener à de nouvelles approches thérapeutiques pour soulager les troubles de l’alimentation. Pour l’instant, la recherche jette les bases d’études supplémentaires pour étudier comment des populations de neurones spécifiques sont impliquées dans les circuits neuronaux qui contrôlent l’alimentation. Cela ajoute également une autre pièce importante au puzzle de la compréhension de la façon dont le cerveau orchestre le comportement.