Des études ont révélé l’activation de récepteurs nicotiniques spécifiques de l’acétylcholine, ce qui déclenche les neurones POMC et la voie de la mélanocortine.
Les scientifiques ont identifié une voie biochimique dans le cerveau qui intervient dans le mécanisme déclenché par la nicotine par lequel la cigarette supprime l’appétit. Fait encourageant, les récepteurs impliqués semblent être différents de ceux connus pour déclencher l’envie de fumer chez les fumeurs.
Des chercheurs de l’Université de Yale et du Baylor College of Medicine rapportent leurs découvertes dans La science. L’article s’intitule « La nicotine diminue l’apport alimentaire grâce à l’activation des neurones POMC ».
Les fumeurs ont un indice de masse corporelle nettement inférieur à celui des non-fumeurs et ont tendance à prendre du poids lorsqu’ils arrêtent de fumer, rapporte l’équipe de recherche, dirigée par Marina R. Picciotto, MD, du département de psychiatrie de la Yale University School of Medicine, et Mariella De Biasi. , MD, au Baylor College of Medicine’s Center on Addiction, Learning and Memory.
Les effets sur le poids corporel ont été attribués à la nicotine contenue dans le tabac, car la nicotine est connue pour diminuer l’alimentation chez les modèles animaux. Cependant, alors que la nicotine est connue pour avoir des effets sur le métabolisme énergétique périphérique, on sait peu de choses sur les voies du système nerveux central qui interviennent dans ses effets sur l’apport alimentaire et le poids corporel.
Pour tenter d’identifier les récepteurs cérébraux et les voies en aval impliqués dans la suppression de l’appétit induite par la nicotine, l’équipe a utilisé une combinaison d’études pharmacologiques, génétiques moléculaires, électrophysiologiques et alimentaires. Ils ont d’abord mené des études chez la souris pour démontrer que l’activation des récepteurs nicotiniques centraux α3β4 de l’acétylcholine (nAChR) par la nicotine était essentielle à la réduction associée de la prise alimentaire.
Cela impliquait d’administrer aux animaux de laboratoire soit de la nicotine, soit un agoniste plus sélectif du nAChR α3β4, la cytisine. Les animaux traités ont démontré une réduction allant jusqu’à 50 % de l’apport alimentaire et une réduction de 15 à 20 % de la masse grasse corporelle. Inversement, la suppression de l’expression de la sous-unité bβ nAChR en administrant un shRNA spécifique aux neurones dans l’hypothalamus a aboli les effets anorexiques de l’administration de cytisine.
Des études antérieures ont montré que l’activation des cellules pro-opiomélanocortine (POMC) dans la région du noyau arqué du cerveau diminue l’apport alimentaire et augmente la dépense énergétique, tandis que la perte de la fonction du gène POMC entraîne l’obésité chez les humains et les animaux. Avec ces résultats à l’esprit, les chercheurs ont émis l’hypothèse que l’activation des nAChR α3β4 par la nicotine et la cytisine pourrait également déclencher les neurones POMC.
Ils ont d’abord confirmé que le bβ nAChR était bien présent dans des neurones disséqués de souris transgéniques exprimant la GFP sous contrôle du promoteur POMC. D’autres études ont ensuite montré que le traitement chronique à la nicotine et à la cytisine augmentait d’environ 50% les marqueurs d’activation de la POMC dans l’ARC des souris traitées avec des médicaments nicotiniques sans aucun effet détectable sur les autres sous-types neuronaux de la région.
Les augmentations les plus importantes de l’activation de la POMC se sont produites après une injection aiguë des composés. Des tests électrophysiologiques directs ont montré que l’application de médicaments nicotiniques augmentait la décharge spontanée des neurones POMC jusqu’à 350 % par rapport à la valeur initiale. En revanche, l’administration de l’antagoniste nicotinique mécamylamine n’a eu aucun effet sur la décharge des neurones POMC.
Lorsque les chercheurs ont traité des souris knock-out POMC avec différentes doses de nicotine ou de cytisine et mesuré l’apport alimentaire sur 24 heures, ils ont découvert que les knock-out POMC ne démontraient aucun changement significatif dans l’apport alimentaire en réponse à la nicotine ou à la cytisine, alors que les animaux de type sauvage traités à la cytisine naturellement réduit leur apport alimentaire à chacune des concentrations de cystine testées.
L’équipe a poursuivi pour déterminer si la libération de mélanocortine induite par la POMC est impliquée dans l’hypophagie induite par la nicotine en utilisant un shARN pour faire taire l’expression du récepteur de la mélanocortine 4 dans les régions du cerveau pertinentes pour la POMC. Comme prévu, l’inactivation du récepteur de la mélanocortine 4 a considérablement atténué la réduction de l’apport alimentaire induite par la nicotine. Un schéma similaire a été observé en réponse à la cytisine aiguë.
Les résultats combinés soutiennent l’idée que les sous-unités nAChR représentent des récepteurs critiques pour la médiation de la dépense énergétique et des modes d’alimentation, concluent les auteurs. « Les neurones POMC et l’activation ultérieure des récepteurs de la mélanocortine 4 étaient essentiels pour les diminutions induites par la nicotine de l’apport alimentaire chez la souris.
« Cette étude démontre que la nicotine diminue l’apport alimentaire et le poids corporel en influençant le système hypothalamique de la mélanocortine et identifie les mécanismes moléculaires et synaptiques critiques impliqués dans la diminution de l’appétit induite par la nicotine. Les agonistes α3β4 peuvent donc être utiles pour limiter la prise de poids après l’arrêt du tabac, et les médicaments nicotiniques pourraient également être utiles pour contrôler l’obésité et les troubles métaboliques associés.