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Posté par Adrien le Mardi 15/11/2016 à 00:00
La gerboise nous apprend comment la reproduction contrôle le métabolisme
La coordination des activités de reproduction et du métabolisme est essentielle, particulièrement chez les individus soumis à de larges variations de leur environnement. Des chercheurs de l'Institut des neurosciences cellulaires et intégratives et du Laboratoire de neuroendocrinologie et environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...) nutritionnel et climatique de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) de Fès (Maroc) étudient les mécanismes centraux de cette coordination chez la gerboise, un rongeur vivant dans une région semi-désertique du Maroc et particulièrement sensible aux changements climatiques. Ils montrent que des neuropeptides hypothalamiques régulant l'axe reproducteur des mammifères, ont également la capacité de moduler la prise alimentaire de façon dépendante des saisons et du sexe (Le mot sexe désigne souvent l'appareil reproducteur, ou l’acte sexuel et la sexualité dans un sens plus global, mais se réfère aussi aux différences physiques distinguant les hommes et les femmes....) de l'individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux sont soutenus par la fondation Wikimedia).). Cette étude est publiée dans la revue Scientific Reports.


Figure: Modèle de circuit hypothalamique utilisé par le kisspeptine et le RFRP-3 pour réguler la prise alimentaire et la reproduction chez la gerboise femelle (En biologie, femelle (du latin « femella », petite femme, jeune femme) est le sexe de l'organisme qui produit des ovules, dans le cadre d'une reproduction...). Au printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le début de l'année) est l'une des quatre saisons des zones tempérées,...), lorsque les gerboises femelles sont sous équilibre énergétique négatif, les niveaux élevés de kisspeptine stimulent la reproduction en activant les neurones à GnRH et inhibent la prise alimentaire via une activation (Activation peut faire référence à :) des neurones à POMC et inhibition des neurones à RFRP-3; ce dernier neuropeptide exerce une augmentation de la prise alimentaire via une augmentation du peptide orexigène NPY combinée à une réduction du peptide anorexigène POMC, et ceci quelle que soit la saison (La saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de la température. D'une durée d'environ trois mois (voir le tableau Solstice et Équinoxe ci-dessous), la...).
© Valérie Simonneaux

Vignette illustrant le résumé: La gerboise Jaculus orientalis.
© Klaus Rudloff. Berlin

Chez de nombreuses espèces, il existe une interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) entre les activités métaboliques et reproductrices. Ainsi chez l'être humain, un déficit énergétique important (anorexie) ou au contraire un surpoids (Le surpoids est l'état d'une personne présentant une corpulence considérée comme légèrement plus importante que la normale ou la moyenne dans une société donnée....) excessif (obésité) entrainent des dérèglements, voire un blocage, de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de reproduction. La plupart des études qui cherchent à analyser comment le système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, de l'encéphale, de la moelle épinière, etc. Il coordonne les...) central coordonne ces deux fonctions biologiques essentielles, utilisent des rongeurs classiques vivants dans des conditions de laboratoire très contrôlées. Les chercheurs ont choisi d'étudier cette question chez un rongeur sauvage du Maroc, la gerboise Jaculus orientalis, qui présente une adaptation exceptionnelle à son environnement. En automne (L'automne est l'une des quatre saisons des zones tempérées. Elle se place entre l'été et l'hiver.), quand les conditions environnementales deviennent difficiles, elle inhibe sa reproduction, augmente sa masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse...) corporelle, puis hiberne. Au printemps, à la sortie d'hibernation (L’hibernation est un état d’hypothermie régulée, durant plusieurs jours ou semaines qui permet aux animaux de conserver leur énergie pendant l’hiver. Durant...), elle réactive sa reproduction, même en situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus général afin de le qualifier...) de déficit énergétique.

Durant les dix dernières années, il a été découvert que deux neuropeptides hypothalamiques, le Kisspeptine et un peptide appartement à la famille des (Arg)(Phe)-amides (RFRP-3), jouent un rôle important dans le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) central de l'activité de reproduction, le kisspeptine étant un puissant activateur et le RFRP-3 étant plutôt inhibiteur. De façon remarquable, l'expression de ces deux neuropeptides varie en fonction des saisons chez de nombreuses espèces, dont la gerboise, et les travaux actuels suggèrent que ces variations sont essentielles à la synchronisation saisonnière de l'activité de reproduction.

Dans cette étude, les chercheurs ont examiné si le Kisspeptine et le RFRP-3 sont capables, en plus de leur effet reproducteur, de réguler la prise alimentaire de la gerboise. L'injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) centrale de RFRP-3 a entrainé une augmentation importante de la prise alimentaire chez des gerboises au printemps et en automne, et cet effet était associé à une augmentation de l'expression du neuropeptide orexigénique (neuropeptide Y, NPY), combinée à une diminution de l'expression du neuropeptide anorexigénique (pro-opiomélanocortine, POMC). Au contraire, l'injection centrale de Kisspeptine a entrainé un effet anorexigène associé à une augmentation de l'expression de la POMC et une diminution de l'expression du RFRP-3, uniquement chez des gerboises femelles au printemps et à condition qu'elles soient en conditions de déficit énergétique.

En conclusion, cette étude utilisant un modèle animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances...) sauvage a montré que des peptides classiquement considérés comme régulant la reproduction, notamment le RFRP-3, ont la capacité de contrôler la prise alimentaire via une action sur des structures cérébrales dédiées au contrôle métabolique. Ces résultats renforcent l'hypothèse d'une coordination centrale de l'activité de reproduction et de la prise alimentaire, indiquent la nature des circuits neuronaux impliqués et suggèrent une modulation de cette coordination en fonction du sexe et de l'environnement saisonnier.

Ces recherches ont fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il...) d'un soutien dans le cadre d'un Projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...) International de Coopération Scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) Vollubilis.

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Source: CNRS-INSB