Paris, 9 janvier 2014

Comment les fibres nous protègent du diabète et de l'obésité

Il est bien connu des chercheurs qu'une alimentation riche en fibres protège l'organisme de l'obésité et du diabète de type 21. Néanmoins, les mécanismes à l'œuvre leur échappaient depuis une vingtaine d'années. Une équipe franco-suédoise comprenant des chercheurs du CNRS, de l'Inserm et de l'Université Claude Bernard Lyon 1 (Unité Inserm 855 « Nutrition et cerveau ») vient d'élucider ce mécanisme dans lequel sont impliquées la flore intestinale et la capacité de l'intestin à produire du glucose entre les repas. Ces résultats, publiés dans la revue Cell le 9 janvier 2014, précisent en outre le rôle de l'intestin et de ses microorganismes associés dans le maintien de la glycémie. Ils permettront aussi de proposer de nouvelles recommandations nutritionnelles afin de se prémunir du diabète de type 2 et de l'obésité.
La plupart des fruits sucrés et de nombreux légumes tels que les salsifis, les choux ou les fèves, sont riches en fibres dites fermentescibles. Celles-ci ne sont pas directement digestibles par l'intestin, mais elles sont fermentées par les bactéries intestinales en acides gras à courte chaîne comme le propionate et le butyrate qui, eux, sont assimilables par notre organisme. L'effet protecteur de ces fibres est bien connu des chercheurs : des animaux recevant une alimentation riche en fibres grossissent moins et sont moins enclins à développer un diabète de type 2 que des animaux qui n'en consomment pas. Néanmoins, le mécanisme à l'origine de cet effet restait mystérieux.

L'équipe menée par Gilles Mithieux, chercheur CNRS à l'unité « Nutrition et cerveau » (Inserm / Université Claude Bernard Lyon 1), s'est demandé si ce mécanisme était en rapport avec la capacité de l'intestin à produire du glucose. L'intestin est en effet capable de synthétiser ce sucre et de le libérer dans le sang entre les repas et au cours de la nuit. Or, ce glucose possède des vertus particulières : il est détecté par le système nerveux présent dans les parois de la veine porte (celle qui collecte le sang provenant de l'intestin), qui à son tour envoie un signal nerveux au cerveau. En réponse, le cerveau déclenche un faisceau d'effets protecteurs face au diabète de type 2 et à l'obésité : la sensation de faim diminue, la dépense énergétique de repos augmente, et enfin, le foie produit moins de glucose.

Afin d'établir le lien entre fibres fermentescibles et production de glucose par l'intestin, les chercheurs ont soumis des rats et des souris à des régimes enrichis en fibres fermentescibles, ou en propionate ou en butyrate. Ils ont alors observé une forte induction de l'expression des gènes et des enzymes de la synthèse du glucose dans l'intestin. Ils ont montré que l'intestin de ces animaux augmentait sa production de glucose en utilisant le propionate comme précurseur. Alimentées avec un régime riche en graisse et en sucres, mais supplémenté en fibres, les souris ont moins grossi que les animaux témoins. Elles ont aussi été protégées du développement du diabète de type 2 grâce à une sensibilité très augmentée à l'insuline.
Les chercheurs ont répété l'expérience avec des souris dont on a supprimé, par manipulation génétique, la capacité de leur intestin à produire du glucose. Aucun effet protecteur n'a été alors observé : ces souris ont grossi et sont devenues diabétiques comme les souris alimentées sans apports en fibre. C'est donc bien la production de glucose par l'intestin à partir du propionate et du butyrate qui est à l'origine des effets positifs sur l'organisme des fibres fermentescibles.

Outre ce mécanisme inédit, ces travaux mettent en lumière le rôle de la flore intestinale qui, en fermentant les fibres alimentaires, offre à l'intestin les précurseurs pour produire du glucose. Ils établissent par ailleurs l'importance de l'intestin dans la régulation du glucose dans l'organisme. Enfin, ils devraient permettre de proposer de nouvelles recommandations nutritionnelles ou encore, de mettre en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques pour prévenir ou soigner le diabète de type 2 et l'obésité.

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Paris, 15 février 2010

Autisme : l'administration d'ocytocine améliore le comportement social des patients

L'autisme est une maladie caractérisée par des difficultés à communiquer efficacement avec l'entourage et à développer des liens sociaux. L'équipe du Centre de neuroscience cognitive (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1)), dirigée par Angela Sirigu, montre que l'administration intranasale d'ocytocine, une hormone connue pour son rôle dans l'attachement maternel et le lien social, améliore significativement les capacités des patients autistes à interagir avec les autres personnes. Pour ce faire, les chercheurs ont administré de l'ocytocine à 13 patients autistes puis ils ont observé le comportement social des patients pendant des jeux de balle et des tests visuels de reconnaissance de visages exprimant différents sentiments. Leurs résultats, publiés dans PNAS le 15 février 2010, montrent ainsi le potentiel thérapeutique de l'ocytocine pour traiter les troubles sociaux dont souffrent les patients autistes.
L'ocytocine est une hormone qui favorise l'accouchement et la lactation. Elle joue un rôle crucial dans le renforcement des comportements sociaux et émotionnels. De précédentes études qui ont mesurées le taux de cette hormone dans le sang des patients ont montré qu'elle était déficitaire chez les patients atteints d'autisme. 
L'équipe d'Angela Sirigu du Centre de neuroscience cognitive à Lyon a donc fait l'hypothèse qu'une déficience de cette hormone pourrait être impliquée dans les problèmes sociaux des autistes. L'équipe, en collaboration avec le Dr Marion Leboyer de l'Hôpital Chenevier, à Créteil, a examiné si l'administration de l'ocytocine pouvait améliorer le comportement social de 13 patients souffrant d'autisme de haut niveau (HFA) ou du syndrome d'Asperger (SA). Dans ces deux formes d'autisme, les malades ont des aptitudes intellectuelles et linguistiques normales mais n'arrivent pas à s'engager spontanément dans des situations sociales. Ainsi au cours d'une conversation, les sujets dévient la tête et les yeux pour ne pas croiser le regard de l'autre. 

Les chercheurs ont tout d'abord observé le comportement social des patients pendant qu'ils interagissaient avec trois personnes dans un jeu de balle. Trois profils étaient représentés : un joueur renvoyant toujours la balle au patient, un joueur ne renvoyant pas la balle au patient et enfin un joueur qui renvoyait indifféremment la balle au patient ou aux autres joueurs. A chaque fois que le patient recevait la balle, il gagnait une somme d'argent. Le jeu était recommencé 10 fois pour permettre au patient d'identifier les différents profils de ses partenaires et agir en conséquence. Sous placebo, les patients renvoyaient la balle indistinctement aux 3 partenaires. Au contraire, les patients traités par l'ocytocine discriminaient les différents profils et renvoyaient la balle au partenaire le plus coopérant. 

Les chercheurs ont également mesuré le degré d'attention aux signaux sociaux des patients en leur faisant observer des séries de photos représentant des visages. Sous placebo, les patients regardent la bouche ou en dehors de la photo. Mais après avoir inhalé de l'ocytocine, les patients montrent un degré d'attention plus élevé aux stimuli faciaux : ils regardent les visages et on observe même une augmentation des regards portés précisément sur les yeux des visages photographiés. 

Pendant ces tests, les chercheurs ont également contrôlé les effets comportementaux par des mesures physiologiques du taux d'ocytocine plasmatique avant et après la pulvérisation nasale.. Avant la pulvérisation nasale, le taux d'ocytocine était très bas. Après la prise d'ocytocine, le taux dans le plasma augmente. 

Les résultats de ces tests montrent donc que l'administration d'ocytocine permet aux patients autistes de s'adapter au contexte social en identifiant des comportements différents parmi les membres de l'entourage et d'agir en conséquence en montrant plus de confiance envers les individus les plus coopérants. L'ocytocine diminue également la peur des autres et favorise le rapprochement social. 

Cette étude est une des premières à démontrer un effet thérapeutique potentiel de l'ocytocine sur les déficiences sociales dans l'autisme. Certes, des variations interindividuelles sont retrouvées dans la réponse au traitement et les chercheurs reconnaissent l'importance et la nécessité de poursuivre ces travaux. Ils vont notamment étudier les effets à long terme de l'ocytocine sur l'amélioration des troubles de la vie quotidienne des patients autistes et son efficacité à un stade précoce de la maladie.

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L'ocytocine, un neurotransmetteur qui soulage les douleurs
 
L'ocytocine est un peptide qui joue tantôt le rôle d'une hormone, tantôt le rôle d'un neurotransmetteur. Les mécanismes sous-jacents à l'action analgésique prolongée de l'ocytocine libérée dans le système nerveux central lors de douleurs inflammatoires viennent d'être mis au jour par l'équipe de Pierrick Poisbeau à l'Institut des neurosciences cellulaires et intégratives (INCI) du CNRS. Le travail de cette équipe est détaillé dans un article publié dans The Journal of Neuroscience.
 
L'ocytocine est un peptide synthétisé par l'hypothalamus. Sa libération en tant qu'hormone dans le sang contrôle de nombreuses fonctions dont les plus connues sont la contraction de l'utérus au moment de l'accouchement et l'éjection du lait maternel après la naissance. De nombreuses études ont également montré son implication, cette fois-ci comme neurotransmetteur du système nerveux central, dans les interactions sociales.
Les chercheurs de l'INCI ont récemment caractérisé le mode d'action analgésique de l'ocytocine lorsqu'elle est administrée dans le sang (1) ou dans la moelle épinière (2,3). Leurs différents travaux ont confirmé le potentiel thérapeutique de la molécule dans les douleurs inflammatoires et neuropathiques. Dans leur article publié dans The Journal of Neuroscience, ils viennent de décrypter les mécanismes cellulaires responsables de l'action analgésique à long-terme de l'ocytocine lorsqu'elle est libérée dans la moelle épinière de rats présentant des douleurs inflammatoires.
Les chercheurs ont montré que dans les états douloureux inflammatoires, les récepteurs de l'ocytocine sont particulièrement activés, ce qui conduit à une diminution de l'excitabilité des neurones médullaires codant pour les informations douloureuses périphériques et à une limitation des symptômes douloureux. Ils ont alors mis en évidence que l'effet analgésique produit par l'activation soutenue des récepteurs de l'ocytocine est assuré par la synthèse endogène d'allopregnanolone, un stéroïde analgésique reconnu pour ses effets potentialisateurs de l'inhibition médiée par les récepteurs GABA de type A.
Ce mécanisme d'action original renforce l'idée selon laquelle l'inhibition médullaire et sa modulation jouent un rôle majeur dans l'expression symptomatique des douleurs. L'utilisation de cette signalisation dans le traitement des douleurs pathologiques est une piste de recherche particulièrement prometteuse. A noter également que ces mécanismes pourraient aussi intervenir dans les réponses émotionnelles contrôlées par l'ocytocine dans les étages supramédullaires.

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Paris, 20 novembre 2007

Des plantes carnivores utilisent une "salive" élastique pour capturer leurs proies

 Les plantes à urnes Nepenthes, dont les feuilles forment des entonnoirs, sont des plantes carnivores largement répandues dans les forêts tropicales d'Asie. Jusqu'à présent, on pensait qu'elles capturaient leurs proies grâce à un simple piège passif. Deux chercheurs du CNRS ont montré que c'est la salive gluante de ces plantes qui cause la perte finale de leurs victimes. Ce fluide contenu à l'intérieur des urnes possède les caractéristiques viscoélastiques idéales pour empêcher la fuite des proies, même lorsque il est dilué par de fortes pluies. Ce résultat est publié dans la revue PLoS ONE du 21 novembre 2007.
Les plantes carnivores se sont adaptées aux sols pauvres dans lesquels elles poussent en piégeant et digérant des insectes et autres petits arthropodes. Parmi elles, les plantes à urnes du genre Nepenthes vivent dans les forêts tropicales d'Asie. Jusqu'à présent, le mécanisme de leur piège restait mal compris : on pensait que les insectes glissaient sur la paroi interne des urnes puis étaient digérés grâce au liquide qu'elles contiennent. Laurence Gaume, du laboratoire Botanique et bioinformatique de l'architecture des plantes (CNRS/Université Monpellier2), et Yoël Forterre, de l'Institut universitaire des systèmes thermiques industriels (CNRS/Université Aix-Marseille), ont associé leur compétences en biologie des interactions plantes - insectes et en physique des fluides complexes pour montrer que le fluide digestif de Nepenthes rafflesiana joue en réalité un rôle crucial dans la capture des proies.
 
Les chercheurs ont filmé à la caméra rapide des mouches et des fourmis tentant de se débattre dans le liquide sécrété par la plante. Ils ont constaté que les mouches étaient rapidement recouvertes par le liquide et incapables de se déplacer, même lorsque le fluide était dilué à plus de 90 pour cent par de l'eau. Grâce à des mesures physiques sur le fluide, ils ont montré que ce phénomène provenait de la nature viscoélastique du fluide qui produit des filaments de fortes rétentions et ne laisse aucune chance aux insectes tombés dans l'urne. La forte viscoélasticité du fluide, même lorsqu'il est très dilué par les pluies, constitue un avantage important en zone tropicale.
 
Pour les insectes, ce fluide se comporte un peu comme du sable mouvant : plus ils se débattent, plus ils sont piégés. Sa consistance se rapproche du mucus ou de la salive qui, chez certains reptiles et amphibiens, remplit la même fonction de capture. La composition précise de ce fluide, unique dans le règne végétal, reste à déterminer : elle pourrait être à l'origine du développement de pesticides biocompatibles.

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