Les Systèmes Biologiques du Contrôle de la Prise Alimentaire Frédéric Dadoun Service d’endocrinologie, CHU Nord INSERM UMR 626, Faculté de Médecine Timone Marseille

Contrôle de la Prise Alimentaire Une Affaire d’Homéostasie Hypothalamus Signaux d’équilibre énergétique Signaux de carence énergétique Signaux d’excédent énergétique Dépense d’énergie + _ = Prise Alimentaire Etat énergétique stable Dépense d’énergie + _ = Prise Alimentaire > Carence énergétique Dépense d’énergie + _ Prise Alimentaire < SNC Excédent énergétique Etat énergétique initial

Contrôle de la Prise Alimentaire Une Affaire d’Homéostasie Hypothalamus Signaux d’équilibre énergétique Dépense d’énergie + _ = Prise Alimentaire Etat énergétique stable SNC

Contrôle de la Prise Alimentaire La Tour de Contrôle Hypothalamique SNC HYPOTHALAMUS Neuromédiateurs Dépense et stockage énergétiques Autres tissus Hormones Métabolites ADIPOCYTES Leptine Acides gras TUBE DIGESTIF Nutriments : Glucose, AA, AG Hormones : CCK/GLP-1/PYY/Ghreline PANCREAS Insuline Entérostatine MILIEU INTERIEUR AFFERENCES NERVEUSES SENSORIELLES Goût, odorat... Prise alimentaire AFFERENCES CENTRALES (Système limbique, Cortex...) Signaux psychoaffectifs et cognitifs Système nerveux végétatif Fonctions hypophysaires AFFERENCES NERVEUSES DIGESTIVES SENSITIVES Nerf vague TC NTS

Contrôle de la Prise Alimentaire Un Contrôle Hypothalamique à Court et Long Terme Signaux de court terme Signaux de court terme Energie disponible Réserves énergétiques = + + Prise Alimentaire _ _ Dépense d’énergie SNC Hypothalamus

Les Signaux de Court Terme Parole de Ventre ? Blundell JE et al. Annu Rev Nutr 1996 Havel PJ. Exp Biol Med 2001 Small CJ & Bloom SR. Trends Endocrinol Metab. 2004;15:259-63 Badman MK & Flier JS. Science 2005;307:1909-14

Contrôle de la Prise Alimentaire Signaux de Court Terme : La Cascade de la Satiété HYPOTHALAMUS FOIE PANCREAS TISSU ADIPEUX TRONC CEREBRAL Blundell JE et al. annu Rev Nutr 1996 Signaux Humoraux - Peptides digestifs CCK, NT, GLP-1 Oxynto, PYY… Signaux Humoraux - Peptides digestifs CCK, NT, GLP-1 Oxynto, PYY… - Nutriments Signaux Humoraux - Peptides digestifs CCK, NT, GLP-1, Oxynto, PYY… - Nutriments - Insuline Signaux Humoraux - Peptides digestifs CCK, NT, GLP-1, Oxynto, PYY… - Nutriments - Insuline - Leptine Prise Alimentaire Signaux Nerveux Sensoriels Signaux Nerveux Sensitifs Nerf Vague

Contrôle de la Prise Alimentaire Exemple de facteur de satiété : le peptide YY Taux circulants de peptide YY Figure 3. Mean (±SE) Plasma Peptide YY (PYY) Levels in 12 Obese and 12 Lean Subjects during and after Infusion of Saline. A buffet lunch was provided at the time indicated. (Batterham et al. NEJM 2003;349:941-948)

Contrôle de la Prise Alimentaire Exemple de facteur de satiété : le peptide YY Effets anorexigène chez l’humain (Batterham et al. NEJM 2003;349:941-948)

Contrôle de la Prise Alimentaire Exemple de facteur de satiété : le peptide YY Effets sur la sensation de faim chez l’humain (Batterham et al. NEJM 2003;349:941-948)

Contrôle de la Prise Alimentaire Signaux de Court Terme : Ghreline, Signal de Faim ? La neutralisation de la ghréline endogène inhibe la prise alimentaire chez le rongeur (Nakazato et al. Nature 2001)

Contrôle de la Prise Alimentaire Signaux de Court Terme : Ghreline, Signal de Faim ? Les repas sont précédés par une  de ghréline (Cummings et al. Diabetes 2001)

Les Signaux de Long Terme Parole de graisse ?

Contrôle de la Prise Alimentaire Signaux de Long Terme : la Leptine Relation leptine circulante / masse grasse (Rosenbaum et al. JCEM 1996)

Contrôle de la Prise Alimentaire Signaux de Long Terme : la Leptine La neutralisation de la leptine endogène augmente la prise alimentaire chez le rongeur (Brunner et al. Int J Obes 1997)

Contrôle de la Prise Alimentaire Signaux de Long Terme : la leptine et l’insuline ? Porte et al. Diabetologia 1998 Tronc Cérébral Système nerveux végétatif  / para  Système Porte Fonctions hypophysaires Système limbique et Cortex Prise alimentaire HYPOTHALAMUS Neuromédiateurs ADIPOCYTES Nutriments Leptine Cellule  Insuline

Mécanismes de la régulation centrale Avec la leptine, entrons dans l’hypothalamus...

Contrôle de la Prise Alimentaire Hypothalamus : le Temps des Circuits Neuronaux Cerveau Hypothalamus Signaux énergétiques Neurones « capteurs » Neuromédiateurs Neuromédiateurs Neurones « intégrateurs » Commande de la prise alimentaire Commande de la dépense énergétique Ne u r omé d i a t e u r s Neurones « effecteurs »

Contrôle de la Prise Alimentaire Des neurones « sensor » d’énergie ? Prise alimentaire Dépense énergétique NA NPY NPV Y5-R Y1-R AgRP  -MSH CART HL MC4-R MC3-R Prise alimentaire Dépense énergétique Glucose Leptine Insuline PYY - + Ghréline + -

Contrôle de la Prise Alimentaire Hypothalamus : Ebauche de Réseaux Neuronaux Prise alimentaire Dépense énergétique NA HL Y Y Y NDM Y NPY AgRP - Y Y Y - Y Y - +  -MSH CART MCH ? ? ORX ? GLP-1 NPV Hypothalamus NVM N. Vague Y CRH Urocortine NTS Leptine Insuline PYY Ghréline Glucose

Contrôle de la Prise Alimentaire Régulation énergétique : des défaillances ?

Régulation non énergétique ou Non-régulation ?! Parole de tête : le dernier mot ? Levitsky. Physiol Behav 2005;86:623-632 Yeomans, Blundell & Leshem. Br J Nutr 2004;92:S3-S14 Kelley et al. Physiol Behav 2005;86:773-795

Contrôle de la Prise Alimentaire Vers une neurobiologie intégrative… Kelley et al. Physiol Behav 2005;86:773-795

Contrôle de la Prise Alimentaire Vers une neurobiologie intégrative… Kelley et al. Physiol Behav 2005;86:773-795