Le fructose de la junk-food (malbouffe) responsable de l’obésité !

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Une brève communication de l’American College of Neuropsychopharmacology vient de jeter un gros pavé dans la mare bien glauque de l’industrie agro-alimentaire malgré le fait que l’étude réalisée à l’Université de Californie du Sud ne portait que sur 24 personnes, femmes et hommes âgés de 16 à 25 ans. On a fait boire à ces volontaires un grand verre d’eau sucrée mais pas sucrée n’importe comment : soit avec du glucose soit avec du fructose. Puis on leur a montré des images de mets appétissants tout en suivant l’activité de leur cerveau par imagerie fonctionnelle en résonance magnétique. Le résultat est tombé presque comme un couperet : le glucose provoque une sensation de satiété alors qu’il n’en est pas de même pour le fructose. Cette sensation a été suivie par imagerie au niveau du noyau accumbens, une partie essentielle du circuit cérébral de la récompense. Non seulement le fructose diminue le taux de circulation de la leptine, l’hormone de la satiété, mais il accroit la réponse du cerveau au désir de se nourrir tel que l’imagerie fonctionnelle a pu le montrer avec l’activation de ce noyau accumbens ce qui n’est pas le cas pour le glucose.

Le glucose est la première source d’énergie du cerveau et si l’organisme n’a pas le temps de prendre en charge le fructose ajouté à de nombreux aliments sous forme de sirop de maïs enrichi en ce sucre, car son pouvoir sucrant est supérieur à celui du glucose, alors il atteint le cerveau. En effet, le processus de métabolisation du fructose n’est pas immédiat et son ingestion massive et artificielle va perturber la réponse du cerveau et l’envie de se nourrir devient alors compulsive et incontrôlable. Depuis l’introduction de cet « additif » alimentaire peu coûteux, moins taxé que le sucre de betterave ou de canne et qui fait la joie des sociétés impliquées dans la production d’aliments industriels en tous genres, depuis les plats pré-cuisinés jusqu’à toutes sortes de pâtisseries qu’il est inutile d’énumérer ici à nouveau a tout simplement résulté en une véritable épidémie de surpoids et d’obésité. Ces industriels de l’alimentation, de la « junk-food » ou de la confiserie industrielle sont des criminels qui sont entièrement responsables de ces fléaux que constituent le surpoids et l’obésité avec leurs cortèges de pathologies associées.

Les résultats de cette étude corroborent ceux obtenus avec des rats à qui on injectait directement au niveau du cerveau du fructose et dont on observait ensuite le comportement alimentaire. Outre son effet sur le noyau accumbens le glucose réduit l’activité de l’hypothalamus alors que ce n’est pas le cas du fructose. Tous ces éléments concourent à désigner le fructose comme le principal responsable de l’obésité, phénomène préoccupant dans de nombreux pays de l’OCDE et par voie de conséquent à désigner les industriels de l’alimentation comme coupables d’intoxiquer des centaines de millions de personnes. Il est inutile de chercher plus avant d’autres causes à l’obésité et au surpoids comme par exemple une flore intestinale modifiée ou une origine génétique, ce ne sera qu’une perte de temps …

Source : acpn.org, illustration : nucleus accumbens (Wikipedia)

Le diabète, ça se passe aussi dans le cerveau

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Il y a au niveau des carotides des terminaisons nerveuses qui détectent très précisément la pression artérielle et les taux d’oxygène et de gaz carbonique dans le sang. Ces neurones transmettent un signal au cerveau, précisément à l’hypothalamus qui enverra ses instructions au système nerveux sympathique contribuant donc à l’équilibre homéostatique du cerveau qui ne peut supporter un déficit en oxygène. C’est un peu schématique mais c’est à peu près comme ça que ça se passe. Dans le cerveau lui-même, au niveau de l’hypothalamus, cette région du cerveau qui constitue un lien physique avec l’hypophyse, il existe toute une panoplie de neurones spécialisés qui détectent toutes sortes de signaux en provenance de l’ensemble de l’organisme. Pêle-mêle on peut citer la détection de la soif et de la faim, la thermorégulation, le déclenchement de la sueur (pour refroidir le corps) et des frissons (pour le réchauffer), l’alternance jour-nuit ou rythme circadien, la satiété, la pression artérielle, signal en provenance des carotides, le rythme cardiaque ou encore la dilatation des pupilles …

Mais ce qu’on ignorait jusqu’à une étude parue il y a quelques jours dans les PNAS c’est que l’hypothalamus régule également le taux de glucose dans le sang.

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Comme l’une des fonctions de l’hypothalamus est de sécréter des hormones variées et de contrôler la production d’hormones par l’hypophyse ou encore la thyroïde par l’intermédiaire de signaux chimiques appelés des facteurs (ou hormones) de sécrétion, on aurait pu imaginer aussi que l’hypothalamus pouvait mettre de l’ordre dans la régulation hormonale du taux de glucose dans le sang par le pancréas puisque justement ce même hypothalamus contrôle la faim et la satiété. Avancer une hypothèse aussi floue était séduisant, encore fallait-il la prouver expérimentalement. Pour ce qui concerne les deux hormones du pancréas impliquées dans la régulation du glucose sanguin, l’insuline et le glucagon, on s’était arrêté sur le fait que le pancréas répondait lui-même à ce taux de glucose sans aucune intervention de l’hypothalamus, le « chef d’orchestre de tout l’organisme ».

Pas du tout, il existe aussi dans ce petit bout de cerveau (voir l’illustration tirée de Wikipedia) des neurones détectant justement ce taux de glucose sanguin mais on ignorait complètement leur fonction. Le Docteur Sabrina Diano de la faculté de médecine de l’Université de Yale a mis au point des souris transgéniques auxquelles il manque une activité enzymatique provenant également de l’hypothalamus essentielle pour contrôler la quantité de ces petits peptides signaux sécrétés par ce même hypothalamus afin de jouer son rôle de « chef d’orchestre » le plus finement possible. Il s’agit d’une prolyl-endopeptidase, excusez du peu, qui a pour mission de détruire le surplus d’hormones et autres facteurs, appelés génériquement des neuropeptides, stimulant la sécrétion de diverses hormones agissant sur toute une série de fonctions essentielles à l’organisme. Ces souris développaient invariablement un diabète sévère inexpliqué. Or, très curieusement, la sécrétion de cet enzyme particulier se trouve être située dans la même région de l’hypothalamus qui est riche en neurones capables de réagir aux taux de glucose sanguin. Il est utile de rappeler encore que le glucose est la principale source d’énergie du cerveau et qu’il est bien normal que cet organe particulier (le cerveau) soit muni de tout un ensemble d’alarmes et de détecteurs afin de maintenir ce taux de glucose optimal pour son bon fonctionnement. Or il n’est donc pas non plus invraisemblable que le cerveau, via l’hypothalamus, puisse agir directement sur le pancréas pour maintenir l’apport en glucose vers le cerveau à un niveau optimal. Reste à déterminer comment ce mécanisme enzymatique nouvellement découvert intervient sur les fonctions pancréatiques.

Le pancréas est soumis aux signaux du système nerveux autonome aussi dénommé système sympathique ou encore adrénergique et c’est probablement par ce canal que l’hypothalamus transmet ses signaux puisque l’étude citée ici fait mention d’un effet positif de la noradrénaline sur la restauration de la tolérance au glucose des souris transgéniques utilisées. Reste à préciser ce mécanisme afin de trouver des outils d’approche conduisant vers d’éventuels traitements des diabètes de type 1 et 2. On n’en est pas encore là car intervenir directement sur les fonctions cérébrales n’est pas une mince affaire. Néanmoins cette étude a le mérite de révéler la complexité des mécanismes relatifs à l’équilibre du taux de glucose dans le sang et peut-être que quelque part on démasquera pour quelle raison certaines maladies neurodégénératives comme la maladie d’Alzheimer sont liées à une insuffisance en la disponibilité en glucose, ce que l’on a appelé le diabète de type 3 (voir : https://jacqueshenry.wordpress.com/2013/11/15/alzheimer-un-diabete-de-type-3/).

Source : PNAS, article aimablement communiqué par l’auteur principal de l’article le Docteur Sabrina Diano, DOI :10.1073/pnas.1406000111

Les nanotechnologies au secours des diabétiques

Il y a les seringues pour s’injecter de l’insuline encore faut-il ne pas se tromper sur la dose nécessaire à un instant donné, il y a aussi les pompes programmées pour injecter de l’insuline pendant une durée déterminée et maintenant il y aura une nouvelle nano-technique tellement ingénieuse que je n’ai pas pu résister à écrire ce billet. L’idée est venue de chercheurs de l’Université de Chapel Hill en Caroline du Nord et du MIT à Boston. Ils ont emprisonné de l’insuline cristallisée dans des micro-billes qui peuvent être injectées par voie sous-cutanée. D’abord pour éviter que les billes ne se dispersent, ils ont imaginé deux sortes de micro-capsules perméables aux petites molécules circulant dans le sang constituées de dextrans, les unes chargées positivement et faites de chitosan, un polymère proche de la chitine des ailes d’insecte et constituant de la carapace des crevettes et les autres chargées négativement et faites d’alginate extrait des algues comme son nom l’indique. Ces deux produits sont parfaitement tolérés par l’organisme, les alginates sont d’ailleurs des additifs alimentaires bien connus. Les micro-billes négatives et positives s’attirent et forment des agrégats qui restent dans la zone de l’injection sous-cutanée. Mais là où l’astuce est encore plus frappante c’est qu’avec l’insuline ces capsule contiennent aussi un enzyme appelé glucose oxydase qui convertit le glucose en acide gluconique quand le glucose sanguin pénètre dans les micro-capsules. L’acidification qui en résulte, un peu comme ce qui se passe dans l’estomac, dissout l’enveloppe de la microcapsule et l’insuline est libérée dans les vaisseaux sous-cutanés et va progressivement vers le foie. Comme l’insuline joue alors son rôle, le taux de glucose dans le sang diminue et la glucose oxydase n’a plus assez de glucose à oxyder et le relâchement d’insuline est stoppé jusqu’à une nouvelle élévation du niveau de sucre sanguin. C’est un peu ce que l’on a pu observer chez des sujets normaux car le pancréas ne sécrète pas en continu l’insuline mais de manière oscillatoire avec une période de trois à six minutes. C’est donc le taux de glucose sanguin qui commande en temps réel la diffusion de l’insuline exactement comme ce qui se passe dans le pancréas.

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Pour tester leur idées les biologistes ont utilisé des souris modifiées génétiquement pour être diabétiques. Une seule injection de micro-billes par voie sous-cutanée a permis de réguler leur taux de sucre pendant plus de dix jours. Pour ceux, diabétiques ou non, qui sont opposés par idéologie plus que par conviction scientifique aux OGM, il faut rappeller que l’insuline injectable est produite par génie génétique et que l’utilisation de souris génétiquement modifiées a permis de valider cette nouvelle technique qui fera dans un avenir proche l’objet d’essais cliniques, quant aux nano-technologies, elles réservent encore de nombreuses surprises dans tous les domaines.

 

Source : news.ncsu.edu, illustration : ACS Nano 

La betatrophine, un espoir pour traiter le diabète ?

Plus de 370 millions de personnes souffrent de diabète dans le monde et ce n’est qu’une estimation peut-être optimiste et la grande majorité des diabétiques souffrent de diabète de type 2, une forme insidieuse d’hyperglycémie souvent liée au surpoids et à l’obésité (75 % des cas de diabète de type 2) mais la caractéristique principale du diabète de type 2 est qu’il semble insensible à l’insuline, en d’autres termes les cellules du pancréas (cellules beta) dédiées à la sécrétion d’insuline quand le taux de sucre sanguin augmente n’arrivent plus à remplir leur rôle correctement d’où un manque de régulation du stockage du sucre sous forme de glycogène dans le foie. Or des taux de sucre circulant élevés sont dommageables pour de nombreux organes dont les reins, le cœur, les yeux et le cerveau. L’administration d’insuline pour pallier à cette dérégulation de la fonction des cellules beta du pancréas serait une forme de traitement mais l’insuline doit être injectée par voie sous-cutanée, or sa demi-vie dans le sang n’est que de quelques minutes et ce problème peut être en partie contourné par l’utilisation de pompes à insuline. Bref, c’est compliqué, coûteux et astreignant. Les alternatives médicamenteuses ne sont pas non plus satisfaisantes car les effets secondaires sont parfois pires que les bénéfices observés.

Une équipe de chercheurs de l’Université d’Harvard vient de montrer qu’en fait c’est le foie où a lieu le stockage du sucre et la régulation de la synthèse des acides gras à partir du sucre (glucose) qui commande la multiplication des cellules beta du pancréas en sécrétant une hormone polypeptidique (comme l’insuline qui est aussi un polypeptide). Cette nouvelle hormone a immédiatement été appelée betatrophine et son effet est spectaculaire sur la multiplication de ces cellules pancréatiques spécialisées chez des souris modifiées génétiquement pour surproduire ce peptide. De plus ces cellules nouvellement apparues fonctionnent normalement et produisent de l’insuline en répondant normalement au signal du glucose circulant. Il s’agit d’un grand espoir dans le traitement du diabète si une forme injectable de cette nouvelle hormone qui est aussi présente chez l’homme s’avère fonctionner de manière analogue.

Mais que les diabétiques ne se réjouissent pas trop vite car un tel traitement demandera une longue étude avant d’être disponible sur le marché.

 

Source : http://www.cell.com/abstract/S0092-8674(13)00449-2

Malbouffe, toujours

Mon attention a été attirée par une de mes petites nièces qui a goûté une sucette du genre empilement de parallélépipèdes colorés ressemblant de loin à de la guimauve et l’a immédiatement reposée sur la table en prenant un air dégouté. J’ai regardé l’étiquette que je reproduis ici pour mes lecteurs afin de les mettre en garde contre la dangerosité de telles friandises d’aspect alléchant – une sucette c’est fait pour être léché – mais dont les ingrédients sont surprenants. On trouve donc sans surprise du sucre (nature non spécifiée), du sirop de glucose d’origine inconnue, un gélifiant (tout simplement de la gélatine d’origine porcine, c’est tout à fait honnête de le préciser au cas où il y ait des consommateurs regardants), de la fécule de maïs, de l’eau, des arômes encore une fois d’origine inconnue et une série de colorants, je cite dans l’ordre : curcumine, riboflavine, rouge de cochenille, bleu patenté V (interdit dans de nombreux pays car allergène), brillant bleu FCF (également interdit pour les mêmes raisons), noir végétal, beta-carotène, anthocyanine et enfin dioxyde de titane. Avec tout ça on peut faire de la peinture à l’infini ou presque. Enfin, oh surprise (!) de l’extrait de safran et pour finir du blanc d’oeufs, vous avez lu comme moi.

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J’ai été tout de même déçu par l’absence de guimauve mais renseignements pris (Wikipedia) l’usage de la guimauve (extrait des racines d’un arbuste d’origine méditérranéenne) s’est perdu à la fin du XIXe siècle quand des confiseurs ont réussi à en fabriquer un ersatz à base de sucre de blanc d’oeuf et de gélatine (si possible de cochon : dans le cochon tout est bon!). 

La malbouffe est cernée par l’IRM !

 

 

J’avais dans un précédent billet de mon blog signalé l’usage délétère des sirops de maïs enrichis en fructose dans de nombreuses préparations industrielles du genre pâtisseries, pizzas surgelées, glaces et autres barres chocolatées ou des œufs Kinder pour le pas les nommer. Pourquoi du sirop de maïs enrichi en fructose ? Tout simplement pour inhiber la sensation de satiété, tout en favorisant celle opposée d’appétit et de faim. On ne savait pas trop comment fonctionne ce sirop mais des chercheurs de la Yale University School of Medicine viennet d’apporter quelques éclaircissements en procédant à des études par résonance magnétique fonctionnelle sur le cerveau et en particulier sur l’hypothalamus, là où tout se passe !

Ils ont fait boire de l’eau glucosée ou de l’eau « fructosée » à des volontaires sains et se sont aperçu par IRM fonctionnelle que le glucose inhibait sensiblement et significativement la circulation sanguine au niveau de l’hypothalamus (ainsi que de l’insula et du striatum) induisant alors la sensation de satiété en comparaison de l’effet observé avec le fructose qui ne conduisait pas à cette inhibition, d’où l’envie de continuer à manger n’importe quoi …

Or, et c’est là le côté paradoxal du business agroalimentaire, les soit-disant coupe-faim comme les barres chocolatées contiennent des quantités extravagantes de fructose (et d’autres poisons comme des acides gras hydrogénés ou partiellement hydrogénés) et se vendent beaucoup mieux puisque le consommateur ne ressent pas immédiatement cette sensation de satiété qu’il recherchait pourtant initialement. On nage donc dans le paradoxe et l’horreur puisque l’utilisation à des fins mercantiles du fructose conduit à l’obésité de manière imparable. L’obésité est devenue la première cause de morbidité aux USA, facile à comprendre puisque ce sont justement les grandes compagnies agro-alimentaires américaines qui sont les premiers producteurs de fructose. Mais il est peu probable que ces résultats obtenus de manière élégante leur donne mauvaise conscience.

Juste pour illustrer mon propos, lors de mon dernier voyage en avion entre Madrid et Tenerife, ma voisine, à la forte corpulence pour ne pas dire pathologiquement obèse, a acheté deux paquets de Twix qu’elle a engouffré avec une rapidité surprenante. Quand l’hôtesse est repassée avec son petit chariot, elle en a racheté deux autres paquets, de quoi personnellement me rendre durablement malade. Voilà une autre illustration des résultats obtenus par imagerie fonctionnelle.

 

Source : JAMA 

Rythmes circadien (horloge biologique), diabète et obésité, la solution ?

Il y a quelques jours je me suis arrêté sur un article relatant la prise de poids par des souris (de laboratoire) quand elles se nourrissaient inconsidérément, c’est-à-dire quand elles étaient inactives, le plus souvent le jour, car les souris sont des animaux plutôt nocturnes. L’expérience avec du fructose sur ces mêmes souris, que j’avais relaté dans un précédent billet sur la mal-bouffe dans ce blog, accélérait encore cette prise de poids rendant ces souris plus rapidement obèses en jouant sur l’inhibition de la sensation de satiété.
Or le rythme naturel de la prise de nourriture est commandé par les périodes d’activité qui requièrent un apport en énergie pour l’organisme, du glucose pour le cerveau et toutes sortes d’autres nutriments pour le reste, et la baisse du taux de glucose dans le sang induit ce que l’on appelle la gluconéogénèse, c’est-à-dire la synthèse de glucose non plus à partir du glycogène stocké dans le foie pour un usage postérieur à la digestion, mais à partir de petits métabolites comme le pyruvate ou l’acétate issus entre autres des acides gras. Je passe sur les détails, mais ce processus est relativement couteux en énergie et ça peut se comprendre puisque le glucose est la principale source d’énergie dans l’organisme au niveau des cellules et sa synthèse est donc couteuse en énergie.
L’alternance entre les épisodes d’activité et d’inactivité est non seulement commandée par l’alternance jour-nuit mais par un mécanisme extraordinairement complexe qui régule le rythme circadien (l’horloge biologique) et par voie de conséquence régule également la faim et le stockage du glucose ou sa néo-synthèse dans le foie.
Or depuis plusieurs années on s’est aperçu qu’une perturbation de ce rythme circadien, artificiellement créé avec des souris mutantes dont le rythme est perturbé, non seulement pouvait favoriser une augmentation pathologique des triglycérides dans le sang qui se trouvent normalement à leur plus bas taux quand les souris sont en pleine activité (la nuit) et que l’obésité les guettait. Mais on n’avait pas trouvé de lien avec la gluconéogénèse pourtant liée très intimement à la régulation des acides gras (triglycérides) dans le sang circulant. Bref, même si on s’attendait un peu à une influence de notre horloge interne sur nos habitudes à se goinfrer à heures plus ou moins fixes, on ignorait l’influence de ce mécanisme sur le taux de glucose sanguin.

C’est ce que viennent de découvrir par hasard une équipe de biologistes de l’Université de Californie à San Diego en collaboration avec la Scripps Institution à La Jolla au nord de San Diego.
En utilisant un très astucieux protocole de screening de nouvelles molécules agissant sur le rythme circadien ou l’horloge biologique qui rythme toutes nos activités métaboliques y compris le sommeil. Ils ont utilisé des cellules humaines en culture qui avaient été modifiées afin de devenir luminescentes quand leur horloge biologique était active, c’est-à-dire pour résumer quand un pigment appelé cryptochrome était effectivement présent à l’intérieur des cellules en culture. Et bingo ! Une petite molécule provenant d’une banque de produits chimiques (120 000 produits différents) utilisée pour les screenings automatisés à grande échelle et grande vitesse « allumait » si l’on peut dire le rythme circadien plus de dix heures de plus que la normale puisque les cellules en culture restaient luminescentes plus longtemps que la normale. Maintenant qu’ils avaient découvert cette molécule relativement simple, ils ont poursuivi leurs études cette fois-ci sur des cellules hépatiques en culture et ont montré sans ambiguité qu’effectivement cette molécule inhibait la gluconéogénèse induite par le glucagon, l’hormone qui agit à l’inverse de l’insuline dans le processus de régulation du taux de glucose sanguin.

Comme l’a déclaré Steve Kay, le leader de cette étude, cette découverte ouvre la voie vers tellement d’applications thérapeutiques qu’il est difficile de toutes les imaginer à l’heure actuelle.

On distingue sur cette image du robot utilisé pour le screening haute fréquence un rectangle clair qui est une boite contenant 96 petits puits dans lesquels se trouvent les cellules en culture qui sera ensuite transférée dans un autre appareil de mesure de la luminescence.
Source : ucsdnews press release.