Comment le gras contrôle notre cerveau

Santé

Pourquoi manger un burger nous procure-t-il autant de plaisir? | Carles Rabada via Unsplash

Pour la première fois, une étude montre que les lipides retrouvés dans la circulation après la digestion d'un repas peuvent agir directement sur les neurones à dopamine.

L'alimentation est essentielle à la survie mais est aussi source de plaisir. La libération de dopamine au niveau du circuit neuronal dit «de la récompense» est un mécanisme clé dans le plaisir associé à la nourriture. Ce circuit est aussi celui utilisé par les drogues dites d'abus (comme la cocaïne ou la morphine) pour exercer leur propriété addictive.

On trouve à la surface des neurones qui libèrent ou répondent à la dopamine des enzymes capables d'utiliser une forme de lipides (issues des aliments gras) apportés directement par l'alimentation: les triglycérides. Cette observation est étonnante en cela que le cerveau est considéré comme un organe qui ne consomme que du sucre pour ses besoins énergétiques.

On peut envisager que les triglycérides pourraient agir sur ces neurones non pas en qualité de substrat énergétique mais plutôt comme un signal ou une information, et en cela directement moduler l'activité des neurones à dopamine pour moduler la motivation et le plaisir associés à la nourriture.

Quand le gras atteint directement les neurones

Dans notre étude, nous avons tout d'abord pu mettre en évidence que les triglycérides, c'est-à-dire les lipides qui se retrouvent dans le sang après la digestion des graisses par notre intestin, sont capables d'atteindre les régions du cerveau où se trouvent les neurones qui, au sein du circuit de la récompense, répondent à la dopamine. Dans ces mêmes neurones, nous montrons que les outils moléculaires nécessaires à la détection et l'utilisation de ces lipides sont présents.

En particulier, on trouve sur les neurones qui libèrent de la dopamine ou ceux qui, en aval reçoivent et répondent à la dopamine, une enzyme spécialisée dans le découpage de ces triglycérides en lipides plus simple et plus facile à utiliser par la cellule: la lipoprotéine lipase. Ces résultats laissent penser que les neurones du circuit de la récompense seraient donc en capacité de répondre aux triglycérides, comme ils le font pour un neurotransmetteur comme la dopamine.

Afin de tester cette hypothèse, nous avons tout simplement provoqué une petite élévation des concentrations de triglycérides dans le sang, comme le ferait un repas, mais en dirigeant ces lipides vers le cerveau uniquement. Nous avons pu observer quelles conséquences cette élévation de lipides vers le cerveau peut avoir sur l'activité des neurones à la dopamine d'une part, mais aussi sur des comportements qui, chez l'être humain comme chez l'animal, témoignent de l'activité des neurones du système de récompense et de leur capacité à encoder de manière chimique et électrique les facettes de plaisir et de désir associées à la nourriture ou à d'autres substances telles que les psychotropes.

En premier lieu, nous avons pu enregistrer directement l'activité électrique de ces neurones. Ce type d'expérience d'enregistrement éléctrophysiologique est très classique dans le domaine des neurosciences, et consiste à implanter une électrode dans un neurone pour y mesurer l'activité électrique. Les neurones épineux moyens qui se trouvent dans la région du cerveau appelée le striatum représentent l'une des populations majeures de neurones qui, grâce à un récepteur à la dopamine qu'ils possèdent, sont capables de traduire un changement de libération de dopamine en un comportement complexe chez l'animal.


Vue en 3D du striatum (en rouge). | Life Science Databases (LSDB) via Wikimedia Commons

Que ce soit ex vivo, sur une tranche de cerveau contenant ces neurones maintenus actifs, ou bien in vivo en utilisant une méthode d'imagerie permettant de visualiser l'activité de ces neurones chez un animal en liberté, nous avons observé que l'ajout de lipides diminuait l'activité de ces neurones «répondeurs» à la dopamine.

Ce premier résultat nous a confortés dans notre idée et nous avons donc émis l'hypothèse que les triglycérides pourraient, à l'instar de la dopamine, participer directement à l'élaboration de la réponse de plaisir et désir associé à un stimulus. Cette notion se définit sous le terme de «renforçateur». Un renforçateur positif (comme le premier carré de chocolat chez l'enfant) est un stimulus qui, grâce à la libération de dopamine qu'il provoque, va être perçu durablement comme plaisant, agréable et à reproduire au plus vite.

Le jour du test, la souris est lâchée au milieu des compartiments avec la possibilité d'aller là où elle préfère. Si l'animal se précipite vers le compartiment bleu qui était associé à un peu de lipides vers le cerveau, cela témoignera que cette expérience a été perçue comme plaisante et que l'animal voudrait la reproduire. C'est exactement ce que nous avons observé et nous en avons conclu que les triglycérides, lorsqu'ils atteignent le cerveau, peuvent donc agir comme un renforçateur positif: un signal chimique plaisant et à reproduire si possible.

Au niveau d'un mécanisme possible d'action de ces lipides sur ces neurones, nous avons pu démontrer que l'enzyme lipoprotéine lipase, présente à la surface des neurones qui répondent à la dopamine était très importante. En effet, lorsqu'on utilise un artifice génétique pour enlever cette enzyme uniquement sur ces neurones, on observe bien que la souris a maintenant un comportement qui témoigne d'une part d'un dérèglement de l'activité de ces neurones «répondeurs» à la dopamine, et d'autre part d'une modification du désir à obtenir de la nourriture...

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