2  -  Les centres de régulation de la prise alimentaire

2 . 1  -  L'hypothalamus

Des expériences réalisées dans les années 1940 ont montré que des stimulations électriques ou des lésions de régions spécifiques de l'hypothalamus modifiaient la prise alimentaire. Ces expériences avaient conduit à identifier un centre de la faim et un centre de la satiété. Les travaux de recherche de ces dernières années ont permis de mettre en évidence chez l'animal des populations neuronales exprimant des neurotransmetteurs spécifiques qui médient des effets sur la prise alimentaire et la dépense énergétique et sont régulés par des signaux spécifiques de l'état nutritionnel. Leur importance fonctionnelle, leurs interactions mutuelles et surtout leur rôle physiologique réel, en particulier chez l'homme reste cependant loin d'être défini.

2 . 2  -  Anatomie de l'hypothalamus (figure 1)

Figure 1 : Anatomie de l'hypothalamus
Anatomie de l'hypothalamus : A section frontale montrant les positions respectives des différents noyaux : ARC noyau arqué, VMH hypothalamus latéral, PVN, noyau paraventriculaire, LHA hypothalamus latéral. B section sagittale (in G Williams et coll, Physiology and Behavior 2001 ; 74 : 683-701).

Le noyau arqué joue un rôle fondamental dans la signalisation des messages périphériques aux autres structures pour plusieurs raisons :

  • Situé entre le 3e ventricule et l'éminence médiane, il est accessible aux messages circulants comme la leptine, l'insuline et la ghréline qui ne peuvent franchir la barrière hématoméningée.
  • Il est la seule zone de l'hypothalamus exprimant la synthase des acides gras, il est de ce fait sensible aux métabolites intermédiaires du métabolisme des acides gras.
  • Il exprime des populations neuronales clés dans la régulation du comportement alimentaire (tableau I) : les neurones à neuropeptide Y (NPY) et agouti-gene related peptide (AGRP) deux puissants stimulants de la prise alimentaire et les neurones à pro-opiomélanocortine, cette dernière est un précurseur de l'α MSH et du cocain andamphetamine related transcript (CART) qui sont des agents anorexigènes.
Tableau I : Neurotransmetteurs hypothalamiques impliqués dans le contrôle de la prise alimentaire

Le noyau paraventriculaire est un centre intégrateur, recevant des projections des neurones NPY/AGRP et POMC/CART et riche en terminaisons contenant des neurotransmetteurs impliqués dans la modification de l'appétit.

Le noyau ventro-médian longtemps considéré comme le centre de la satiété est riche en récepteurs de la leptine Le noyau dorso-médian contient des récepteurs de l'insuline et de la leptine et joue un rôle dans l'initiation de la prise alimentaire. L'hypothalamus latéral, considéré comme le centre de la faim, contient des récepteurs à NPY ainsi que des neurones sensibles au glucose.

2 . 3  -  Régions extra-hypothalamiques impliquées dans le contrôle de l'appétit

Régions extra-hypothalamiques impliquées dans le contrôle de l'appétit L'intégration de l'homéostasie énergétique fait intervenir de nombreuses structures cérébrales qui ont des connexions avec l'hypothalamus :

  • noyau du tractus solitaire sur qui convergent les informations d'origine vagale
  • noyau para brachial
  • thalamus qui joue un rôle dans la perception hédonique
  • structures du lobe temporal
  • système limbique (amygdale rhinencéphalique) impliqué dans les processus d'apprentissage et de conditionnement.

2 . 4  -  Populations neuronales hypothalamiques impliquées dans l'homéostasie énergétique

De nombreux neurotransmetteurs trouvés dans l'hypothalamus affectent la prise alimentaire et le poids, s'ils sont injectés par voie centrale ou si leur activité est modifiée par des manipulations pharmacologiques ou génétiques. Les neurones qui expriment ces neurotransmetteurs reçoivent des informations de la périphérie de nature hormonale (leptine, insuline, ghréline) ou directement métaboliques par l'intermédiaire des neurones capteurs de glucose dont l'activité est modulée par des variations de la glycémie ou des taux d'acides gras libres circulants.

Ces populations neuronales interagissent entre elles de manière antagoniste ou synergique (figure 2 ) permettant l'adaptation aussi bien sur le court terme que sur le long terme. Ces interactions permettent également l'adaptation même. En cas de déficit sur l'un des circuits. Il semblerait toutefois que l'adaptation soit plus précise en face des situations de carence énergétique qu'en face de situation d'excès énergétique.

Figure 2 : Principales voies de régulation de la satiété et de la faim au niveau hypothalamique
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