Je mange, donc je transporte la leucine !
Publié par Adrien le 11/10/2016 à 12:00
Source: CNRS-INSB
Comment un organisme ajuste-t-il sa prise alimentaire ? Une équipe du Centre des sciences du goût et de l'alimentation démontre que la petite mouche drosophile perçoit la présence de leucine (un acide aminé bien connu des bodybuilders) issue du bol alimentaire afin de libérer directement l'hormone (Une hormone est un messager chimique véhiculé par le système circulatoire qui agit à distance de son site de production par fixation sur des...) insuline (L'insuline (du latin insula, île) est une hormone peptidique sécrétée par les cellules β des îlots de Langerhans du pancréas. Elle a, avec le glucagon, un rôle majeur dans la régulation...). Cet effet passe par la présence d'un transporteur (Un transporteur dirige une entreprise commerciale spécialisée dans le transport de personnes, de marchandises, de fonds ou d'énergie. Il exerce, dans la plupart des pays une profession...) d'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) aminé et d'une enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et...) qui ont une incidence sur la glycémie (La glycémie (du grec glukus = doux et haima = sang) désigne la concentration de glucose dans le sang ou plus exactement dans le plasma.) et la croissance. Cette étude qui révèle une voie de signalisation originale dans le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de la production d'insuline, est publiée dans la revue Cell Reports.


Figure: Le passage des nutriments et notamment de la leucine au niveau du tube digestif des larves qui s'alimentent, est responsable de la libération d'insuline au niveau de leur cerveau. Cet effet de la leucine peut être direct et rapide et mobilise alors une cascade moléculaire qui a pu être mise en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm...) et comprend un transporteur de la leucine (Minidiscs) et une enzyme (la Glutamate déshydrogénase).
© Yaël Grosjean

Se nourrir est indispensable à une bonne croissance, et aux nécessaires apports d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) et de nutriments de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux sont soutenus par la fondation Wikimedia).). Le dérèglement de cette activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) vitale, notamment lorsque les aliments sont disponibles à volonté, peut avoir des conséquences dramatiques sur la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.). Une alimentation excessive entraine rapidement des problèmes de surpoids (Le surpoids est l'état d'une personne présentant une corpulence considérée comme légèrement plus importante que la...) et tout un cortège de maladies associées. A l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que x·y = y·x = 1, si 1 désigne...) une prise alimentaire trop faible est également préjudiciable. La compréhension des phénomènes et voies biologiques qui gouvernent la prise alimentaire sont ainsi un enjeu très important de santé publique (La santé publique peut être définie de diverses manières. On peut en effet la présenter comme « l'étude, d'une part, des...).

Pour atteindre cet objectif, les chercheurs utilisent divers modèles animaux et cellulaires. L'un d'entre eux est la drosophile, ou mouche (Mouche est un nom vernaculaire ambigu en français. Le terme mouche (/muʃ/) provient du mot italien musca, qui désigne de nos jours principalement un genre (Musca) comprenant la mouche domestique....) du vinaigre (Le vinaigre est un liquide acide (pH généralement compris entre 2 et 3), obtenu grâce à l'oxydation de l'éthanol dans le vin,...), qui est utilisée comme modèle génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) depuis le début du XXème siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où peut être l'âge du...). L'accès à son génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le génome est porté par des molécules d'ARN). Il contient...) est précis et aisé, ce qui en fait l'un des modèles biologiques les plus puissants. Il est ainsi possible par exemple de modifier l'expression des gènes, ou d'exprimer des marqueurs fluorescents qui vont servir de révélateur de l'activité de cellules ciblées de manière spécifique.

Dans ce cadre, Gérard Manière et ses collaborateurs au sein de l'équipe de Neurobiologie de Yaël Grosjean au Centre des Sciences du Goût (Pour la faculté de juger les belles choses, voir Goût (esthétique)) et de l'Alimentation à Dijon, montrent que cet insecte (Les insectes (Insecta) font partie du sous-embranchement des hexapodes, elle-même incluse dans l'embranchement des arthropodes mais dans un sous-groupe : les mandibulates. On connaît un insecte marin, la punaise Halobates bien que...) modèle détecte l'arrivée dans son organisme de nutriments, suite à un repas, par la présence d'un acide aminé, la leucine. La leucine va ainsi agir sur des cellules spécialisées localisées dans son cerveau pour déclencher la libération d'insuline dans l'organisme, qui va à son tour réguler sa glycémie et permettre sa bonne croissance. Les chercheurs mettent également en évidence que cet événement nécessite la mobilisation d'acteurs moléculaires indispensables. Le premier est la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on parle de...) Minidiscs. Il s'agit d'un transporteur de la leucine qui relaye son action au sein des cellules sécrétrices de l'insuline. Le second est la glutamate déshydrogénase, une enzyme qui permet de déclencher la libération d'insuline.

Ces résultats sont d'un grande importance car ils mettent en évidence une voie de signalisation originale dont il est possible qu'elle soit largement conservée dans l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout »,...) du règne animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe,...) contrairement à ce qui était pensé jusqu'à maintenant. Notamment, l'effet direct de la leucine sur la sécrétion d'insuline au niveau des cellules b du pancréas (Le pancréas est un organe abdominal, une glande annexée au tube digestif. Il est rétropéritonéal, situé derrière l'estomac, devant et au-dessus des reins. Ses fonctions dichotomiques de glandes...) des mammifères était connu depuis longtemps, mais n'était pas envisagé chez la drosophile.

Cette avancée permet de concevoir des développements spectaculaires par la compréhension fine des processus biologiques déterminant la prise alimentaire. Par exemple, il sera très intéressant d'établir si les mammifères peuvent avoir des cellules sécrétrices d'insuline dans leur cerveau et si elles mobilisent des voies de signalisation équivalentes. La présence de ces cellules est suspectée. Elle pourrait être réelle.

Les travaux réalisés sur la drosophile et leur confirmation chez l'Homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme...) ouvrent ainsi de pistes passionnantes pour envisager de nouvelles stratégies de lutte contre les dysfonctionnements liés à l'alimentation humaine.
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