Neurosciences 2nd semestre

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Neurosciences UE23 L3 psychologie
http//www.med.univ-angers.fr/discipline/labo_neur
o/
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LHYPOTHALAMUS DANS LE CONTRÔLE DU COMPORTEMENT
ALIMENTAIRE ET DE PRISE DE BOISSON
3
(No Transcript)
4
1- Régulation à long terme de la prise alimentaire
Le cerveau a besoin doxygène et de glucose.
Lapport et la disponibilité de loxygène dépend
de la respiration (phénomène automatique).
Lapport et la disponibilité de glucose dépend de
mécanismes régulateurs plus complexes.
Stocker lénergie et la rendre disponible sous
forme de glucose vont être cruciaux pour
lintégrité de notre organisme. Se nourrir cest
maintenir nos réserves énergétiques à un niveau
suffisant pour faire face aux baisses brutales de
lénergie.
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1- Régulation à long terme de la prise alimentaire
Léquilibre énergétique
Captation et utilisation des nutriments Mise en
réserve
Muscle
Glycogène
Foie
Neurones
Intestin
Glucose Acides Gras Cétones
Autres tissus
Nutriments absorbés
sang
Triglycérides
Etat prandial
Tissus adipeux
6
Catabolisme mobilisation et épargne du glucose
Glycogène
Foie
Neurones
Intestin
Glucose Acides Gras Cétones
Autres tissus
sang
Triglycérides
Etat post-prandial
Tissus adipeux
7
Equilibre énergétique et tissu graisseux
8
Régulation hormonale et hypothalamique du
comportement alimentaire et du tissu adipeux
Hypothèse lipostatique (Gordon Kennedy,
1953) Équilibre de la masse de tissu
adipeux Couplage entre taux de graisse et
comportement alimentaire
9
Couplage entre taux de graisse et comportement
alimentaire Cela veut dire quil y a une relation
entre le tissu adipeux et le cerveau Hormone
codée par le gène ob
Défaut dexpression du gène ob
Souris traitée Avec le leptine
1994 Jeffrey Friedman
Souris ob/ob
10
La Leptine
Découverte en 1994 par léquipe de Friedman après
clonage et expression du gène ob
Peptide de 167 acides-aminés Produite
essentiellement par les adipocytes
Les concentrations plasmatiques de cette hormone
sont directement proportionnelles à la quantité
de cellules graisseuses dans lorganisme
En grandes concentrations dans le sang, gt
provoque la diminution de la prise alimentaire
11
Hypothalamus et comportement alimentaire Expérien
ces de lésion
Anorexie
Syndrome hypothalamique latéral
Normaux
Syndrome hypothalamique ventromédian
Obésité
12
Un ancien concept il existe 2 centres opposés
Hypothalamus latéral
Centre de la faim
stimule le comportement alimentaire
Centre de la satiété
signale à lorganisme quil faut cesser de manger
Hypothalamus ventro-médian
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2- Vue moderne de la régulation à long terme de
la prise alimentaire Faim et satiété Rôle de
lhypothalamus
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AujourdhuiLes structures hypothalamiques
impliquées dans la régulation de la prise
alimentaire
Noyau paraventriculaire
3 ventricule
Noyau arqué
Coupe longitudinale
3 ventricule
Effet des variations De la concentration en
leptine plasmatique
Noyau paraventriculaire
Aire Hypothalamique Latéral
leptine
Noyau arqué
Coupe frontale
15
Il existe dans lhypothalamus des populations de
neurones exprimant des neurotransmetteurs
spécifiques qui sont les médiateurs des effets
sur la prise alimentaire (inhibition ou
stimulation) et sur la dépense énergétique.
Stimulation de la prise alimentaire Effet
orexigénique Inhibition de la prise alimentaire
Effet anorexigénique
Ces neurones sont régulés par des signaux
spécifiques de létat nutritionnel (hormone
circulante, glycémie, acides gras libres).
1- le noyau arqué 2- le noyau paraventriculaire 3-
laire hypothalamique latérale
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Le noyau arqué
Le noyau arqué joue un rôle fondamental dans ces
processus, de part sa localisation et son
accessibilité par les messages circulants (eg.,
Leptine) qui ne peuvent pas franchir la barrière
hémato-méningée.
A- Peptides ou hormones anorexigènes aMSH alpha
melanocyte stimulating hormone Peptide CART
cocain and amphetamine regulated transcript
B- Peptides ou hormones orexigène NPY
neuropeptide Y AgRP agouti related peptide
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Quelle est la réponse globale de lorganisme à un
excès de tissu adipeux?
18
Effets de laugmentation de leptine sur
lhypothalamus
Les neurones aMSH et à peptide CART du noyau
arqué contiennent des récepteurs à la leptine Ils
se projettent dans 1- Le noyau
paraventriculaire 2- Le tronc cérébral 3- Laire
hypothalamique latérale
Coupe frontale
Neurones préganglionnaires de la composante
sympathique du SNA (Tronc cérébral)
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Effets de laugmentation de leptine sur
lhypothalamus
La réponse humorale démarre par lactivation des
neurones du noyau paraventriculaire qui
sécrètent, la CRH (corticotrophin releasing
hormone ou corticolibérine), et la TRH
(thyrotrophin releasing hormone ou thyréolibérine)
la CRH et la TRH agissent sur ladénophypophyse S
écrétion dACTH et TSH
Coupe frontale
Adénohypophyse ACTH et TSH
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LACTH commande la sécrétion de la
corticosurrénale Minéralocorticoïdes Glucocorticoï
des Stimulation du métabolisme Gonadocorticoïdes
21
Effet de la thyroxine Accélération du
métabolisme Stimule la production dATP Stimule
la lipolyse Renforce leffet des catécholamines
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Effets de laugmentation de leptine sur
lhypothalamus
La réponse viscéromotrice est déclenchée par
laction des neurones paraventriculaire qui se
projettent dans le tronc cérébral, mais aussi
dans la moelle épinière.
Coupe frontale
Neurones préganglionnaires de la composante
sympathique du SNA (Tronc cérébral)
23
Effets de laugmentation de leptine sur
lhypothalamus
Finalement le comportement alimentaire est inhibé
au travers des connexions entre les neurones à
aMSH et à peptide CART sur laire hypothalamique
latérale
Coupe frontale
Neurones préganglionnaires de la composante
sympathique du SNA (Tronc cérébral)
24
Quelle est la réponse globale de lorganisme à
une faible proportion de tissu adipeux miroir de
stocks énergétiques bas?
25
Effets de la diminution de leptine sur
lhypothalamus
Réponse humorale
1- Les neurones aMSH et à peptide CART du noyau
arqué ont une activité réduite.
2- une autre catégorie de neurones sont activé
dans le noyau arqué a- NPY neuropeptide
Y b-AgRP agouti related peptide Effets opposé
aux peptides aMSH et peptide CART Inhibition de
la sécrétion de CRH et de TRH
Coupe frontale
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Effets de la diminution de leptine sur
lhypothalamus
Réponse viscéromotrice NPY et AgRP vont exercer
une activation du système parasympathique
Réponse comportementale Stimulation globale du
comportement alimentaire
Coupe frontale
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Rôle de laire hypothalamique latérale
1- Neurones à MCH (melanocyte concentrating
hormone) qui se projettent dans le cortex et
dautres régions du cerveau (régions impliquées
dans lélaboration dactions dirigées vers un
objectif précis). expérience des souris mutantes
déficientes en neurones à MCH
2- Neurones à orexine qui se projettent aussi
dans le cortex. augmentation de libération
stimule la prise alimentaire
Ces 2 types de neurones informent le cortex que
le taux de leptine diminue. Laugmentation du
taux de MSH et dorexine au niveau cérébral
conduit à une stimulation de lappétit.
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conclusion
Peptides ou hormones anorexigènes aMSH alpha
melanocyte stimulating hormone Peptide CART
cocain and amphetamine regulated transcript
Peptides ou hormones orexigènes NPY neuropeptide
Y AgRP agouti related peptide MCH melanocyte
concentrating hormone et orexine
Une élévation du taux de leptine conduit à
inhiber le comportement alimentaire et à stimuler
le métabolisme (neurones à peptides anorexigènes.
Une diminution du taux de leptine conduit à
stimuler le comportement alimentaire et à
diminuer le métabolisme (neurones à peptides
orexigènes).
29
Autres facteurs impliqués dans le contrôle de la
prise alimentaire à long terme
1- Hormones sécrétées par le tube digestif
Orexigène
La ghréline peptide sécrété par lestomac et le
duodénum. Il agit directement sur les neurones à
neuropeptide Y et AgRP du noyau arqué en les
stimulant. Cette hormone stimule également la
sécrétion de lhormone de croissance (GH)
contrôle de la croissance corporelle.
Anorexigène
Le peptide Y3-36 (YY3-36) peptide sécrété
pendant la période post-prandiale par les
cellules de lintestin grêle et le côlon. Il a
un effet satiétogène.
30
2- Hormones ou cytokines sécrétées par le tissu
adipeux
Ladinopectine une adipocytokine Sa sécrétion
est diminuée chez lobèse et lors du
développement de linsulino-résistance Double
effet anti-diabétogène (potentialise leffet de
linsuline) et anti-athérogène (effet
anti-inflammatoire)
31
Conclusions générales et remarques
Les mécanismes régulateurs du poids corporel à
long terme sont particulièrement efficaces.
Lerreur est de lordre de 2 tous les 20
ans. Si léquilibre Dépenses apports
énergétiques, nest pas respecté, il y a
variation du poids. 100 kcal/ jour résulterait
dune augmentation de 24 kg en 5 ans
Les recherches se poursuivent
32
3- Vue moderne de la régulation à cours terme de
la prise alimentaire
Les signaux de satiété Directement liés à à la
prise alimentaire
33
introduction
Le rôle de la leptine est à considérer pour une
régulation de la prise alimentaire à long terme
relative à la régulation de la masse du tissu
adipeux (notion de lipostat). Plus simplement, on
conçoit bien, que la motivation pour se nourrir
dépend du temps écoulé entre les repas.
La motivation de poursuivre un repas dépend aussi
de la façon dont on a mangé et de ce que lon
mange.
Les signaux de régulation périphériques qui
permettent une régulation à court terme sont
liées à la prise alimentaire la période
prandiale comprenant le début de la digestion des
aliments.
Les signaux de satiété
34
Les signaux de satiété
Les signaux de régulation périphériques incluent
des informations sensorielles (vue, odeur, goût,
distension de lestomac), neurales et humorales
élaborées pendant la prise alimentaire, la
digestion et le devenir métabolique des
nutriments. Leur durée daction sétend entre 2
prises alimentaires.
Ces signaux vont moduler le volume, la durée de
la prise alimentaire, la période de satiété et
sur le rassasiement de la prochaine prise
alimentaire.
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A- Evolution des signaux de satiété
Le rôle de ces signaux est de terminer le repas
et dinhiber la prise alimentaire pour une
certaine durée.
Les signaux de satiété augmentent au fûr et à
mesure que lindividu se nourrit.
Quand ces signaux sont au plus haut, la prise
alimentaire est inhibée.
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B- Le déclenchement de la prise alimentaire la
faim
Linitiation de la prise alimentaire est une
réponse comportementale à un déficit énergétique
perçu par le cerveau.
La nature du signal déclenchant pourrait être une
légère baisse de la glycémie (présence de glucose
récepteur au niveau de lhypothalamus). Notion de
glucostat.
Il a été observé de légères baisses de la
glycémie, de 10-12 par rapport à sa valeur de
base. Cette baisse est transitoire et la prise
alimentaire a lieu dans les minutes qui suivent
cette inflexion.
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2 états nutritionnels
Etat post-prandial
Jeûne
repas
-60
60
120
180
240
0
Temps (min)
Variation de la glycémie au cours et après un
repas
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C- Les 3 phases de la prise alimentaire
Dans ce comportement, on peut distinguer 3
phases 1- une phase cérébrale La recherche
des croissants chauds et leur odeur déclenchent
une série de processus physiologique qui anticipe
sur leur absorption. Signaux sensoriels
multiples. Activation du système parasympathique
et de sa composante entérique se trouvent
activés, entraînant des sécrétion salivaires,
gastriques 2- une phase gastrique 3- une phase
intestinale
39
Le matin au réveil, après une longue nuit de
sommeil, vous vous êtes dirigés vers la cuisine
attirés par lodeur des croissants chauds. Vous
dégustez votre petit-dej jusquà ce que vous nen
ayez plus envie.
Dans ce comportement, on peut distinguer 3
phases 1- une phase cérébrale 2- une phase
gastrique Les réponses physiologiques amorcées
sont plus intenses. Vous mâchez, vous avalez,
vous remplissez votre estomac. 3- une phase
intestinale
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Le matin au réveil, après une longue nuit de
sommeil, vous vous êtes dirigés vers la cuisine
attirés par lodeur des croissants chauds. Vous
dégustez votre petit-dej jusquà ce que vous nen
ayez plus envie.
Dans ce comportement, on peut distinguer 3
phases 1- une phase cérébrale 2- une phase
gastrique 3- une phase intestinale Lors du
remplissage de votre estomac, les aliments
prédigérés commencent à transiter dans
lintestin. Les nutriments (acides aminés,
glucose) sont alors absorbés et passent dans le
sang.
41
D- Fin du repas
Le repas se termine par laction concertée de
plusieurs signaux
a- la distension de votre estomac (intervention
de mécanorécepteurs).
b- la sécrétion de cholécystokinine (CCK)
peptide gastrique et des cellules intestinales
sécrété lors de larrivée de lipides et de
protéines dans le tube digestif
c- la sécrétion dinsuline (hormone pancréatique)
42
a- la distension de votre estomac (intervention
de mécanorécepteurs). Ce signal est très fort.
Pour le comprendre, il suffit de simaginer
 repu  après un repas copieux.
Prise alimentaire
inhibition
Centre intégrateur Afférences gustatives,
viscérales Efférences viscéromotrice
Noyau du faisceau solitaire (bulbe)
Nerf Vague (X)
Mécanorécepteurs (paroi de lestomac)
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b- la sécrétion de cholécystokinine (CCK)
peptide gastrique et des cellules intestinales
Dans les année 70, il avait été montré que
ladministration de CCK, réduisait la prise
alimentaire et la quantité de nourriture
absorbée, sans rendre les animaux malades.
Noyau du faisceau solitaire
Nerf Vague (X)
Lactivité satiétogène de la CCK passe comme la
distension gastrique par le nerf vague. Par
ailleurs, ce peptide est trouvé au niveau de
certaines populations neuronales dans le SNC.
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c- la sécrétion dinsuline (hormone pancréatique)
Lors dun repas, le glucose absorbé par le tube
digestif arrive dans le système porte et va
stimuler les cellules beta du pancréas.
Linsuline est alors sécrétée et son action
hypoglycémiante va consister à
-faire rentrer le glucose dans les organes
insulino-dépendants -activer le métabolisme
(production dATP, synthèse de glycogène et de
triglycérides) Les neurones absorbent le glucose
sanguin en permanence et sans laide de
linsuline.
45
c- la sécrétion dinsuline (hormone pancréatique)
La vue de notre petit déjeuner (phase cérébrale),
anticipe larrivée du glucose dorigine digestive
grâce à linnervation parasympathique.
Les cellules beta du pancréas qui sécrètent
linsuline vont être stimuler par le nerf vague.
Linsuline va faire baisser légèrement le glucose
sanguin.
Cette baisse de la glycémie va être détectée au
niveau de lhypothalamus (glucorécepteurs) qui va
stimuler la prise alimentaire (neurones à
neuropeptide Y du noyau arqué).
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C- la sécrétion dinsuline (hormone pancréatique)
Les taux élevés de glucose et dinsuline, vont
agir comme des signaux satiétogènes.
Linsuline agit directement sur le comportement
alimentaire (comme la leptine) en stimulant les
neurones à peptide CART et à aMSH du noyau arqué
et les neurones du noyau ventromédian de
lhypothalamus.
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E- La satiété Dès le début du repas, le
système nerveux reçoit des signaux périphériques
constituant la cascade de la satiété. A- des
signaux sensoriels Démarre pendant le repas.
Aspect goût, odeur, texture des aliments vont
permettre adaptation anticipatoire liée à
lexpérience alliesthésie inversion du
caractère dun aliment ou dune odeur B- des
signaux digestifs Distension gastrique C- des
signaux hormonaux CCK, insuline, peptide
Y3-36 D- Facteurs métaboliques production dATP
48
4- Pourquoi mangeons-nous?
Rôle de la dopamine Rôle de la sérotonine
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Objectivement, nous mangeons parce que nous
 aimons  la nourriture. Cet aspect de
motivation présente une connotation
hédonique. Nous mangeons parce que nous avons
faim et que nous voulons manger. Cet aspect est
lié à la Nécessité à un manque  Aimer  et
 vouloir  sont les 2 aspects dun comportement
motivé qui dépendent de 2 mécanismes neuronaux
différents 1- Système dopaminergique
 vouloir  2- Libération de sérotonine
 Aimer 
50
1- Système dopaminergique  vouloir 
Système dopaminergique mésocortico-limbique Systè
me impliqué dans le désir associé à laddiction
(alcool, chocolat)
51
Les projections dopaminergiques issues de laire
tegmentale ventrale qui innervent le cerveau
antérieur joue un rôle dans le système de
récompense, en rapport avec la quête du plaisir.
Pourtant, la destruction des axones
dopaminergique passant par lhypothalamus latéral
naffecte pas les réponses hédoniques lors de la
prise de nourriture. Lanimal manque seulement de
motivation à se nourrir. Par ailleurs la
stimulation de ces neurones au même niveau,
semble créer un désir de nourriture sans
accroître les effets hédoniques.
52
2- Libération de sérotonine  Aimer 
Humeur et comportement alimentaire sont très
liés. Diète mauvaise humeur Bonne humeur et
odeur des croissants Relation entre effets
positifs et libération de sérotonine
Une baisse de l'activité des circuits
sérotoninergiques favoriserait l'installation
d'un état dépressif.
Evolution de la libération de sérotonine Hypothala
mique avant et après un repas
Le tryptophane est le précurseur de la sérotonine
Fin diaporama
53
Facteurs modulant ces aspects homéostatiques
1- Facteurs socioculturels, psychoaffectifs et
cognitifs A- Facteurs socioculturels et
familiaux B- Facteurs psychoaffectifs C-
Contrôle cognitif 2- Disponibilité et composition
de lalimentation A- Abondance B- Composition
3- Agression physique Maladie
31/03/2005
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Facteurs modulant ces aspects homéostatiques
1- Facteurs socioculturels, psychoaffectifs et
cognitifs Lhumeur, les émotions, létat
danxiété ou de stress psychique, les souvenirs,
le conditionnement éducatif (familiale ou social)
sont autant de facteurs qui ont une influence et
qui parquent notre comportement
alimentaire soit en renforçant soit en
linhibant
les signaux liés au statut énergétique
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1- Facteurs socioculturels, psychoaffectifs et
cognitifs A- Facteurs socioculturels et
familiaux

• Conditionnement culturel (heures des repas,
  religion)
• Les Nord-Américains soupent à 18 heures et les
  Espagnols et Sud-Américains soupent à 22 heures.
• Les indous répugnent manger de la vache.
• Lapprentissage alimentaire de la petite enfance
  et les habitudes alimentaire familiales
  conditionnent le comportement alimentaire.
• La perception culturelle de lidéal corporel
  (minceur ou alors rondeur, voire obésité selon
  les cultures)
• Dans certaines société, être gros est un signe de
  prospérité

56
1- Facteurs socioculturels, psychoaffectifs et
cognitifs B- Facteurs psychoaffectifs
Lhumeur, les émotions, lanxiété, le stress sont
autant de facteurs qui influencent le
comportement alimentaire. Ils interagissent avec
les signaux liés à la prise alimentaire (aspect,
odeur, goût des aliments). Les informations
sensorielles liées à la prise alimentaire sont
traitées par le système limbique et le cortex
cérébral et donc une interprétation et une
confrontation de ces informations avec
lexpérience antérieure, lhumeur, létat
émotionnel Il peut y avoir des associations
entre des sensations liés à la prise alimentaire
et des sentiments ( ou émotions) qui vont
influencer la prise alimentaire plaisir
anticipé, envie, culpabilité, frustrations,
dégoût
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1- Facteurs socioculturels, psychoaffectifs et
cognitifs C- Contrôle cognitif
La prise alimentaire est avant tout motivé par
des nécessités énergétiques. Cependant, il nen
reste pas moins un un comportement volontaire,
qui obéit à la décision consciente de lindividu.
Lindividu a le pouvoir volontaire de ne pas
consommer des aliments (grève de la faim,
situation urgente,faire face à un danger,
obligation professionnelle). La volonté de
perdre du poids peut également conduire à une
restriction volontaire de la prise alimentaire.
Cette situation concerne la restriction
cognitive. Ce ne sont plus les sensations de faim
et de satiété qui régule la prise alimentaire
mais la décision consciente dappliquer des
consignes alimentaires définies par un
régime. Les facteurs externes/et ou
psychoaffectifs peuvent parfois dépasser ce
pouvoir de décision. Cest alors que peuvent
sinstaller des troubles du comportement
alimentaire responsables danomalies pondérales.
58
2- Disponibilité et composition de
lalimentation A- Abondance
Labondance a un impact sur la quantité ingérés
par un individu. Le passage dun mode de vie
traditionnel (chasse, cueillette) à un mode de
vie urbain occidental (alimentation disponible et
très abondante) se traduit par une augmentation
de la quantité dénergie absorbée et par une
augmentation de la masse graisseuse. Impact sur
la population française En 1965, 3 des enfants
soufraient dobésité En 2004, 16 des enfants
soufraient dobésité En 2003, 5,3 millions
dobèses en France 30,3 de population présente
un surpoids
59
2- Disponibilité et composition de
lalimentation B- Composition
Les principaux nutriments énergétiques sont les
glucides et les lipides dont les proportions
varient inversement. Une alimentation riche en
lipide est riche dun point énergétique Laugment
ation des lipides dans lalimentation
surconsommation énergétique Action sur le goût
(augmente le goût, donne de la texture) Action
plus faible sur la sécrétion de leptine /
glucides
60
3- Agression physique Maladie
Les stress physiques (environnement bruyant,
stimulus sensoriel désagréable) influencent la
prise alimentaire en faisant appel à une
élaboration consciente et aux processus
psychoaffectif et cognitifs. Interférence avec
les signaux de satiété exemple TV Les stress
de type infectieux agissent également la prise
alimentaire. Ceux sont des interleukines qui
interviennent directement au niveau central pour
inhiber le comportement de prise
alimentaire.  comportement de maladie 
61
Pathologies ou dérèglements du comportement de
prise alimentaire
Obésité Boulimie Anorexie
62
Obésité des chiffres alarmants
Phénomène de société USA 30 de la
population est atteint dobésité France 11,3
(2003) Enfants en progression 16 des enfants
sont atteints dobésité en 2004
 la malbouffe 
Il sagit dun véritable épidémie.
Déficience en gène ob (leptine).
63
Anorexie et boulimieanomalies du comportement
de prise alimentairenourriture sécurité

• Anorexie mentale peur obsessive de lobésité qui
  pousse à se sous-alimenter, souvent au point de
  mettre la santé en péril.
• Perte de poids de lordre de 20 à 25.
• Conditionnement physique extrême
• Fractures osseuses, ostéoporose, arrêt du cycle
  menstruel.
• 1/20 finit par mourir.

64
Anorexie et boulimie

• La boulimie besoin irrépressible de consommer
  dénormes quantités daliments, dont on se purge
  par la suite en prenant des laxatifs ou en
  vomissant.
• Plus fréquent que les cas danorexie.
• Vol à létalage, alcoolisme.

65
Symptômes de lanorexie mentale et de la boulimie

• Poids corporel équivalant à moins de 85 du poids
  normal selon lâge et la grandeur.
• Peur effroyable de devenir gros ou de gagner du
  poids , en dépit dun poids anormalement bas.
• Distorsion de son image corporelle ou de la
  perception de son poids.
• Importance excessive accordée au poids corporel
  dans lestime de soi.
• Aménorrhée arrêt des menstruations.
• Tendance à se purger (se faire vomir, et utiliser
  des laxatifs ou diurétiques à outrance)

• Poids normal ou au-dessus de la normales
• Séances récurrentes de gavage
• Ingestion dénormes quantités de nourriture en
  moins de deux heures.
• Pulsions incontrôlables vis-à-vis de la
  nourriture.
• Tendance à se purger (se faire vomir, et utiliser
  des laxatifs et des diurétiques à outrance).
• Sessions intenses dexercice pour éviter la
  prise de poids
• Jeûne pour éviter la prise de poids.
• Importance excessive accordée au poids corporel
  dans lestime de soi.