Régime alimentaire, horloge biologique, hormones et métabolisme: quel est le lien?
En utilisant des souris, les scientifiques ont révélé pour la première fois comment les hormones du stress contrôlent les niveaux de graisse et de sucre sur un cycle de 24 heures. De plus, ils ont montré qu'une alimentation riche en calories peut modifier la sensibilité au temps des cycles métaboliques.
La nouvelle étude, dirigée par des chercheurs de Helmholtz Zentrum München et du Centre allemand de recherche sur le diabète (DZD), également à Munich, en Allemagne, aide à expliquer la nature rythmique des hormones du stress, dont les niveaux augmentent avant le réveil et s'alimentent et diminuent pendant le sommeil et jeûne.
Les résultats clarifient également comment ce cycle hormonal est lié à la routine quotidienne que le foie suit pour stocker et libérer le sucre et les graisses.
Une récente Cellule moléculaire L'article décrit comment les chercheurs ont fait ces découvertes en étudiant l'activité des glucocorticoïdes dans le foie des souris.
Étant donné que le récepteur des glucocorticoïdes est également la cible des stéroïdes synthétiques anti-inflammatoires, les résultats suggèrent que les médicaments glucocorticoïdes pourraient avoir des effets différents sur les personnes atteintes et sans obésité.
Les hormones de stress culminent et diminuent
Les glandes surrénales libèrent des hormones glucocorticoïdes le matin sous le contrôle des signaux liés à l'horloge du cerveau.
L'horloge biologique qui réside dans chaque cellule du corps aide à réguler le moment quotidien de la libération d'hormones. La lumière du soleil et les facteurs liés au mode de vie aident à synchroniser l'horloge biologique.
Les glandes libèrent également les hormones en réponse au stress, c'est pourquoi elles sont également appelées hormones de stress.
Les hormones du stress atteignent leur apogée avant le réveil, aidant le corps à se préparer aux activités de la journée en obtenant de l’énergie grâce à des niveaux élevés de graisses et de sucre.
Cependant, la perturbation des horloges biologiques - par exemple en raison des quarts de travail ou du décalage horaire - peut considérablement perturber le métabolisme et contribuer à des troubles connexes, tels que le diabète de type 2, l'obésité et la stéatose hépatique.
Les glucocorticoïdes et une maladie appelée syndrome de Cushing, qui augmentent tous deux les taux de glucocorticoïdes, peuvent avoir le même effet.
Étude axée sur les récepteurs des glucocorticoïdes
La nouvelle étude visait à comprendre le lien entre les pics quotidiens d'hormones de stress, l'horloge biologique et les cycles métaboliques en se concentrant sur les récepteurs des glucocorticoïdes.
Les glucocorticoïdes régulent de nombreux processus moléculaires dans des fonctions allant du métabolisme et de l'immunité à la croissance osseuse et à la cognition.
Presque toutes les cellules du corps ont des récepteurs pour ces hormones. Sans le récepteur correspondant, l'hormone ne peut pas pénétrer dans la cellule et l'influencer.
Pour la nouvelle étude, l'équipe a étudié l'activité métabolique des glucocorticoïdes dans le foie de souris en évaluant les propriétés de leur récepteur correspondant.
Ils ont utilisé une gamme de techniques avancées pour cartographier ce qui est arrivé aux récepteurs des glucocorticoïdes dans le foie de souris toutes les 4 heures sur un cycle de 24 heures. Ils ont utilisé deux groupes de souris: un groupe suivait un régime alimentaire normal et l'autre groupe était nourri avec un régime riche en graisses.
L’équipe a également examiné en détail ce qui est arrivé au métabolisme hépatique des souris sur 24 heures à la suite des pics quotidiens de sécrétion de glucocorticoïdes.
Les méthodes qu'ils ont utilisées leur ont permis de montrer que les effets des glucocorticoïdes étaient différents lorsque les animaux jeûnaient pendant le sommeil et lorsqu'ils se nourrissaient lorsqu'ils étaient éveillés et actifs.
Les hormones du stress régulent les gènes circadiens
Les chercheurs ont découvert que le récepteur des glucocorticoïdes exerçait ces effets par une liaison sensible au temps avec les génomes des cellules hépatiques.
De plus, il semble que le récepteur, et donc les hormones de stress associées, aident à réguler presque tous les gènes circadiens.
«En soulignant le rôle dominant [du récepteur des glucocorticoïdes] dans la synchronisation des amplitudes circadiennes», écrivent les auteurs, «nous constatons que la majorité des gènes oscillants sont liés et dépendent [du récepteur des glucocorticoïdes].»
Les chercheurs ont montré que les foies de souris dépourvus de récepteur ne contrôlaient pas les niveaux de graisse et de sucre en fonction du jour et de la nuit.
L'équipe suggère que les résultats révèlent comment le foie contrôle les niveaux de sucre et de graisse dans le sang différemment pendant la journée par rapport à la nuit.
Une autre série d'expériences a également révélé que les souris de poids normal et obèses répondaient différemment à un médicament glucocorticoïde.
L'équipe estime que l'étude est la première à montrer que l'alimentation peut modifier l'effet des hormones et des médicaments sur les tissus métaboliques.
Les chercheurs suggèrent que leurs découvertes aideront à informer le domaine émergent de la chronomédecine, qui met l'accent sur le rôle de l'horloge biologique dans la santé et la maladie.
«Nous pourrions décrire un nouveau lien entre le mode de vie, les hormones et la physiologie au niveau moléculaire, ce qui suggère que les personnes obèses peuvent réagir différemment à la sécrétion quotidienne d'hormones ou aux glucocorticoïdes», déclare Nina Henriette Uhlenhaut, auteure principale de l'étude, professeur à Helmholtz Zentrum München .
«Comprendre comment les glucocorticoïdes contrôlent les cycles de 24 heures d'activité des gènes dans le foie et, par conséquent, les taux sanguins de sucre et de graisse, fournit de nouvelles informations sur la chronomédecine et le développement de maladies métaboliques.»
Pr Nina Henriette Uhlenhaut
