Les chercheurs ont découvert comment l’accumulation de protéines et de sucres de la matrice extracellulaire empêche l’insuline d’atteindre les neurones régulateurs de la faim, entraînant un métabolisme perturbé et un risque accru d’obésité.
Dans une récente étude publiée dans Nature, les chercheurs révèlent un nouveau mécanisme par lequel l’inflammation hypothalamique entraîne un remodelage fibrotique des filets périneuraux (PNN), une matrice extracellulaire spécialisée du noyau arqué hypothalamique (ARC), induisant ainsi une dysfonction métabolique.
Contexte
Les niveaux élevés de glucose dans le sang déclenchent les cellules bêta du pancréas à libérer plus d’insuline. Cette hormone circule jusqu’à l’ARC, qui contrôle les processus physiologiques. Une perte de sensibilité à l’insuline augmente l’apport alimentaire, entraînant une accumulation de graisse et l’obésité. La matrice extracellulaire, un réseau de protéines et de sucres, perturbe l’atteinte de l’insuline aux neurones régulateurs de la faim de l’ARC, contribuant ainsi à l’obésité.
À propos de l’étude
L’étude actuelle a examiné le remodelage de la matrice extracellulaire de l’ARC dans les maladies métaboliques telles que l’obésité.
Les chercheurs ont nourri des souris avec une alimentation standard ou riche en matières grasses et en sucre (HFHS). Ils ont utilisé l’alimentation HFHS pour induire le diabète chez les souris. Ils ont surveillé la glycémie et ont montré des valeurs stables pour des expériences ultérieures.
Les chercheurs ont effectué des immunohistochimie pour étudier si l’inflammation neurologique causait la formation de filets autour des neurones AgRP de l’hypothalamus. Des injections stéréotaxiques chez les souris ont induit et inhibé l’inflammation hypothalamique. Les colorants de Wisteria floribunda ont marqué les filets périneuraux dans la matrice extracellulaire des souris nourries avec un régime HFHS.
Résultats
Chez les souris obèses, la matrice extracellulaire s’accumule sous forme de filets périneuraux autour des neurones ARC. Ces filets périneuraux, une fois formés autour de ces neurones de la faim, facilitent leur maturation. Ces neurones matures dans le noyau arqué hypothalamique libèrent l’AgRP, le neuropeptide qui entraîne la fibrose dans la matrice extracellulaire. Les rats obèses, les souris nourries avec le régime HFHS et les modèles de maladies métaboliques génétiquement modifiés ont montré une formation accrue de filets périneuraux autour des neurones AgRP.
Les filets fibrotiques ont réduit les niveaux d’insuline dans le noyau arqué et ont inhibé les activités de signalisation par les récepteurs de l’insuline. Une diminution de la fonction de l’insuline a augmenté la libération des neurones de la faim AgRP. Cependant, les niveaux d’insuline ont été restaurés après la dégradation des filets périneuraux à l’aide d’enzymes. La dégradation a également augmenté les concentrations d’ions potassium. En conséquence, la libération des neurones AgRP a été réduite. La restauration des niveaux d’insuline a également entraîné une amélioration du métabolisme du glucose et une réduction du poids.
Conclusion
Sur la base des résultats, le remodelage de la matrice extracellulaire dans l’hypothalamus peut conduire à des maladies métaboliques. Les médicaments et les enzymes qui peuvent perturber les filets périneuraux qui se forment autour des neurones AgRP pourraient améliorer le métabolisme et réduire le poids en améliorant l’activité de l’insuline.
Source : Hunger cells’ ECM link to diabetes and obesity uncovered
