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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 nutritionnel et climatique de l’Université 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 de l’individu. Cette étude est publiée dans la revue Scientific Reports.


Chez de nombreuses espèces, il existe une interaction entre les activités métaboliques et reproductrices. Ainsi chez l’être humain, un déficit énergétique important (anorexie) ou au contraire un surpoids excessif (obésité) entrainent des dérèglements, voire un blocage, de l’activité de reproduction. La plupart des études qui cherchent à analyser comment le système nerveux 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, quand les conditions environnementales deviennent difficiles, elle inhibe sa reproduction, augmente sa masse corporelle, puis hiberne. Au printemps, à la sortie d’hibernation, elle réactive sa reproduction, même en situation 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 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 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 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 d’un soutien dans le cadre d’un Projet International de Coopération Scientifique Vollubilis.

 


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. Au printemps, 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 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.

© Valérie Simonneaux

 

Vignette illustrant le résumé : La gerboise Jaculus orientalis.

© Klaus Rudloff. Berlin

 

En savoir plus

Contact chercheur

  • Valérie Simonneaux
    Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives
    CNRS UPR3212. Université de Strasbourg
    5, rue Blaise Pascal
    67084 Strasbourg Cedex

    Tel: 03 88 45 66 71

     

    Mise en ligne 07 novembre 2016

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