Comment les horloges internes contrôlent le métabolisme des graisses
Le mode de vie moderne peut perturber le "cycle des lipides"
Chez la drosophile, les horloges circadiennes contrôlent également le métabolisme des graisses. C'est ce que montre une nouvelle étude réalisée par une équipe de chercheurs de l'université de Würzburg. Ces résultats pourraient également s'appliquer à l'homme.
On sait en effet que le mode de vie moderne de l'homme contribue à déclencher des troubles et des maladies métaboliques. L'irrégularité des repas, le fait de manger tard le soir ou la nuit et l'absence de périodes d'abstinence prolongées sont aujourd'hui considérés comme des facteurs majeurs dans le développement de ce que l'on appelle le "syndrome métabolique" - un tableau clinique caractérisé, entre autres, par l'obésité et l'hypertension artérielle, une glycémie élevée et une altération du métabolisme des lipides. Cependant, les mécanismes sous-jacents sont encore mal compris.
Approfondir les connaissances sur le métabolisme perturbé
Une nouvelle étude menée par des scientifiques du Biocenter de l'université Julius-Maximilians de Würzburg (JMU) pourrait désormais contribuer à approfondir nos connaissances sur les processus métaboliques perturbés.
L'étude menée par le professeur Christian Wegener, du département de neurobiologie et de génétique de l'université Julius-Maximilians-Universität Würzburg, et le docteur Agnes Fekete, responsable de l'unité centrale de métabolomique du département de biologie pharmaceutique, vient d'être publiée dans le Journal of Lipid Research. Dans ce travail, l'équipe a étudié dans quelle mesure les horloges internes contrôlent le métabolisme des lipides chez la drosophile.
"Les lipides, ou graisses, sont des macro-nutriments qui servent dans l'organisme, par exemple, d'éléments constitutifs des membranes biologiques, de substances de signalisation et de réserves d'énergie à long terme. Pour atteindre leurs cellules cibles, les lipides doivent être transportés par la circulation sanguine après avoir été ingérés dans l'intestin ou mobilisés à partir des réserves de graisse", explique Agnes Fekete, décrivant le contexte de l'étude.
Cependant, ce "cycle des lipides" peut être perturbé par le mode de vie moderne : le travail posté, les heures de repas irrégulières et la disponibilité permanente de la nourriture ne correspondent pas au rythme dicté par le cycle jour-nuit et les horloges internes qui en découlent.
Une horloge interne règle le transport des lipides sur la sieste
L'équipe de Wegener et Fekete a donc pris l'exemple de la drosophile pour étudier les fluctuations régulières du métabolisme des lipides chez cet insecte. Ils ont testé le rôle des horloges internes dans ce processus et la manière dont des facteurs tels que la lumière, l'apport alimentaire et la composition des aliments l'influencent. Ils se sont particulièrement intéressés à ce que l'on appelle l'hémolymphe - l'analogue de la circulation sanguine humaine - et aux molécules lipidiques qui y sont transportées.
Wegener résume le résultat principal comme suit : "Nos données indiquent que l'horloge circadienne coordonne les oscillations quotidiennes des lipides de transport dans l'hémolymphe avec les périodes de repos de la drosophile, ce que l'on appelle la phase de sieste anabolique. Cependant, la forme et la force de ces oscillations sont fortement influencées par la lumière", a déclaré le neurobiologiste.
L'étude a porté à la fois sur des drosophiles normales et saines et sur des mutants dont l'horloge interne a été génétiquement désactivée. Les mouches ont été placées dans différentes conditions d'éclairage - parfois avec un rythme lumière-obscurité régulier, parfois dans l'obscurité constante. En outre, elles ont reçu différents "régimes", allant d'un milieu à base de sucre pur au milieu standard, qui contient tous les nutriments en quantités abondantes.
Indication claire d'une oscillation contrôlée par des horloges internes
Par l'intermédiaire de l'hémolymphe, l'équipe a régulièrement contrôlé la concentration dans laquelle la mouche transportait certains lipides à travers son corps. Des schémas clairs sont apparus : Chez les mouches "saines", par exemple, maintenues dans un cycle lumière-obscurité sur un milieu de sucre pur, la concentration de lipides était élevée surtout au début et à la fin de la phase lumineuse. Dans des conditions d'obscurité constante, une seule augmentation a été constatée, toujours au milieu de la journée "subjective". Les mouches qui n'ont pas d'horloge circadienne fonctionnelle ne présentent pas de tels changements réguliers.
Ces changements étaient également moins prononcés lorsque les mouches étaient nourries avec un régime complet plutôt qu'avec du sucre uniquement. Dans ce cas, les changements rythmiques dans les niveaux de lipides de l'hémolymphe étaient fortement atténués. Le fait que les concentrations de lipides atteignent leur maximum une fois au milieu de la phase lumineuse au cours d'une alimentation limitée dans le temps, quelle que soit l'heure de la prise alimentaire, est considéré par les scientifiques comme une "indication claire d'une oscillation contrôlée par des horloges internes".
Point de départ pour une meilleure compréhension chez l'homme
Bien entendu, ces processus chez la drosophile diffèrent à certains égards de ceux de l'homme ou d'autres mammifères. Néanmoins, l'équipe dirigée par Wegener et Fekete est convaincue que son travail peut servir de point de départ pour disséquer en détail les mécanismes généraux sous-jacents en utilisant les outils génétiques disponibles pour la drosophile - et donc, à plus long terme, fournir également un point de départ pour comprendre des processus similaires et leurs changements pathologiques chez l'homme.
Dans une prochaine étape, les scientifiques veulent maintenant étudier le rôle de l'horloge circadienne dans l'intestin et dans le corps gras - analogue au foie et au tissu adipeux chez l'homme - en ce qui concerne la rythmicité. Pour ce faire, ils souhaitent désactiver génétiquement ces horloges dites périphériques ou les désynchroniser par rapport aux autres horloges corporelles. "Il s'agirait d'un modèle animal qui pourrait être utilisé pour étudier les effets de la désynchronisation des horloges corporelles, par exemple en prenant régulièrement de la nourriture pendant la nuit", explique Christian Wegener.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Kelechi M. Amatobi, Ayten Gizem Ozbek-Unal, Stefan Schäbler, Peter Deppisch, Charlotte Helfrich-Förster, Martin J. Mueller, Christian Wegener, Agnes Fekete; "The circadian clock is required for rhythmic lipid transport in Drosophila in interaction with diet and photic condition"; Journal of Lipid Research
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