L’équilibre énergétique et lipidique cellulaire : un vrai roman …

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Ce billet un peu technique relate la mise en évidence d’un mécanisme de régulation du métabolisme des acides gras et par conséquent du métabolisme énergétique dans les cellules jusque là ignoré car il va un peu à l’encontre des idées reçues sur les mécanismes biologiques de régulation. Et cette découverte réalisée à l’Université de Bonn en Allemagne sous la direction du Docteur Reinhard Bauer ouvre de nouvelles perspectives de recherche sur l’épidémie d’obésité et de diabète de type 2 qui ravage les populations occidentales depuis plusieurs décennies et même la Chine depuis quelques années.

Pour bien comprendre l’importance de cette découverte il faut faire malheureusement quelques rappels de pure biologie qui sembleront peut-être ardus pour nombre de mes lecteurs. Les membranes cellulaires et sub-cellulaires sont constituées de lipides phosphatés appelés phospholipides, de cholestérol et d’une autre classe de lipides comprenant un résidu appelé sphingosine, un alcool gras comprenant 18 atomes de carbone. Il s’agit d’un composant essentiel pour la solidité des membranes biologiques, cireux à l’état pur, qui est ensuite lié à un autre acide gras, d’où le nom de céramide donné à ce constituant. Par exemple les membranes isolantes des neurones et des nerfs sont riches en ce dérivé qui est un constituant majeur de la myéline. Ce composé se trouve au coeur de la régulation du vieillissement des cellules et il intervient lors de désordres métaboliques dans l’apparition de l’obésité ou encore du diabète non dépendant de l’insuline. L’étude de la biosynthèse des céramides était donc d’une importance particulière pour tenter d’expliquer le mécanisme d’apparition de l’obésité. Les curieux peuvent se reporter à l’article de wikipedia à ce sujet (voir le lien).

L’équipe du Docteur Bauer a utilisé des mouches du vinaigre pour étudier l’enzyme clé du métabolisme des céramides pour la simple raison qu’il existe chez cette mouche, la drosophile, une seule forme de cet enzyme appelé céramide synthase (CerS Schlank) alors que chez l’homme il y en a 8 formes différentes, ce qui complique singulièrement les travaux de recherche. Cet enzyme très important pour le maintien de l’équilibre métabolique et surtout énergétique des cellules, on dit homéostase, a été remarquablement conservé au cours de l’évolution. Pour en terminer avec ces quelques informations très techniques il existe chez de nombreuses protéines ce que les spécialistes en la matière appellent un homéodomaine, une partie de la structure protéique qui a la faculté de se fixer à des portions bien précises de l’ADN et cette propriété est essentiellement rencontrée dans les protéines dites facteurs de transcription qui ont pour rôle d’initier la transcription de l’ADN en ARN messager pour la synthèse subséquente d’une protéine donnée, le plus souvent un enzyme. Le cas de la céramide synthase est tout à fait particulier car cet enzyme possède dans sa structure un homéodomaine qui régule la transcription de son propre gène, une situation très rare en biologie puisque seuls deux autres enzymes, parmi une vingtaine de milliers, régulent leur propre expression de cette manière !

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Mais la question que le biologiste est en droit de se poser est la suivante : il doit bien exister un autre signal pour que cette régulation puisse être optimale pour maintenir une homéostase cellulaire satisfaisante, ce qui n’est plus le cas dans les désordres métaboliques conduisant à l’obésité, au diabète de type 2 ou encore au vieillissement cellulaire et à la dégénérescence des neurones. Tout se passe au niveau de la membrane du noyau qui justement contient aussi cet enzyme, une protéine plus soluble dans les lipides que dans un milieu aqueux.

Dans la réalité c’est la disponibilité en acides gras qui va induire le rôle de facteur de transcription de la céramide synthase liée à la membre nucléaire. Et cette protéine régule également l’expression de deux autres gènes codant pour deux enzymes également cruciaux dans le maintien de l’homéostase lipidique, des lipases, qui ont pour rôle de catalyser comme leur nom l’indique l’hydrolyse des triglycérides afin de satisfaire les besoins énergétiques de la cellule. Pour prendre une image les acides gras sont un peu le pétrole de la cellule : des réserves énergétiques sur le long terme alors que les sucres, notamment le glucose, sont « brûlés » un peu comme un feu de paille. On comprend dès lors le rôle très important de la céramide synthase dans le maintien de l’intégrité cellulaire et la prévention des désordres métaboliques. Le foie et le pancréas sont en effet les principaux producteurs de lipases et toute atteinte à cette régulation est alors catastrophique comme par exemple l’ingestion d’acides gras dits « trans » qui apparaissent lors de l’hydrogénation partielle des graisses végétales. C’est une pratique industrielle qui devrait être formellement interdite car il est tout à fait plausible que ces acides gras « trans » induisent un désordre dans cette régulation d’une remarquable finesse. Il s’agit d’une suggestion que je me suis permis de soumettre au Docteur Bauer.

Note explicative de l’illustration : Schlank = céramide synthase de la drosophile, WT = type sauvage, NLS2 = protéine de la céramide synthase mutée sur l’homéodomaine, le noyau et le réticulum endoplasmique où a lieu la synthèse des protéines sont représentés en traits fins. L’ADN nucléaire est symbolisé par la barre en grisé. Feeding status = alimentation, starvation = jeûne, lip3 = gène de lipase.

Source et illustration (résumé graphique) : https://doi.org/10.1016/j.celrep.2017.12.090 en accès libre

https://en.wikipedia.org/wiki/Ceramide

Boissons « zéro » : attention Danger !

La consommation de boissons sucrées outrageusement est maintenant reconnue comme étant une des principales causes du surpoids, de l’obésité, de l’apparition de diabète de type 2 et de syndromes métaboliques. Les fabricants de boissons sucrées, suivant les recommandations des médecins praticiens ont donc selon une logique élémentaire proposé les mêmes boissons, même goût, même couleur, ne contenant plus de sucre assimilable mais des agents sucrants synthétiques ou naturels : sucralose (500), aspartame (200), saccharine (300), acésulfam de potassium (200) et stévioside (300). Entre parenthèse figure le pouvoir sucrant de chaque succédané de sucre de canne ou de betterave, le sucre de table appelé aussi saccharose, à ne pas confondre ni avec la saccharine ni avec le sucralose. Il n’est donc pas nécessaire d’utiliser des doses massives de ces produits de remplacement puisque leur « pouvoir sucrant », c’est-à-dire la sensation de sucré qu’ils génèrent, est considérable, et si certains d’entre eux sont partiellement assimilables, ils sont présents en quantités infimes dans les boissons dites « zéro » dont l’usage s’est répandu dans le monde de façon fulgurante à tel point que la version « zéro » pourrait bien un jour détrôner la version « normale » de certaines boissons sucrées (avec du sucre de canne ou pire du sirop de maïs enrichi en fructose) et pétillantes que je ne nommerai pas. Intuitivement on est en droit de croire que ces boissons puisque dépourvues de calories sont bénéfiques pour la santé. Or il n’en est rien comme je vais tenter de l’expliquer aussi clairement que possible dans ce billet.

Le « sucré » sur les papilles gustatives est reconnu par le cerveau comme du sucre en tant que tel et ce dernier stimule le pancréas à titre préventif si l’on peut dire pour produire de l’insuline. J’ai déjà parlé dans ce blog des effets inexpliqués du sucralose sur les tests de tolérance au glucose. (https://jacqueshenry.wordpress.com/2013/05/30/des-nouvelles-sur-ledulcorant-sucralose-canderel-splenda-ou-aqualoz/ ).

Une autre observation faite par de Susan Swithers de l’Université Purdue (Indiana) est également troublante, non pas sur l’effet des édulcorants de synthèse sur la régulation de la glycémie, mais des conséquences totalement inverses de celles attendues sur les statistiques relatives à l’obésité. L’augmentation de l’obésité (aux USA) n’est pas corrélée avec la quasi stagnation des ventes de sodas sucrés et il semblerait comme l’indique la figure ci-dessous tirée de l’article du docteur Swithers dans Trends in Endocrinology and Metabolism qu’au contraire l’apparition des sodas « zéro » a favorisé la multiplication des cas d’obésité puisqu’entre 1994 et 2000 la consommation de sodas a très légèrement augmenté alors que les cas d’obésité ont doublé. Certes l’obésité est un syndrome métabolique multifactoriel mais on ne peut que constater une étrange corrélation avec les sodas « zéro » à la vue de ce graphique.

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Pour bien comprendre cette figure : ASB = soda « zéro calories », SSB = sodas contenant du sucre de table et/ou du sirop de maïs.

Ces résultats sont confirmés par des méta-études portant sur plusieurs centaines de milliers de personnes où ont été examinés tous les symptômes associés au surpoids et à l’obésité (diabète, troubles cardiovasculaires, etc). Il est apparu que les édulcorants de synthèse agissent comme des leurres an niveau du cerveau et perturbent les zones cérébrales riches en neurones dopaminergiques situés dans les « centres de récompense ou de bien-être » à tel point que le cerveau d’une personne habituée à boire des sodas « zéro » contenant de la saccharine ou du sucralose ne reconnaît plus le sucre de table (saccharose) correctement. Il en résulte un genre d’effet domino en cascade, l’ensemble du métabolisme étant normalement finement régulé, qui conduit à l’insensibilisation progressive des cellules hépatiques à l’insuline avec une perturbation de l’ensemble des hormones peptidiques produites par l’intestin et participant normalement à cette régulation du glucose (homéostase) dont l’insuline, le glucagon like peptide 1, le peptide insulino-tropique glucose dépendant (GIP) et d’autres peptides intestinaux qui participent tous au maintien de l’homéostase du glucose. Mais plus grave encore, ces édulcorants ont également un profond effet sur l’ensemble du métabolisme énergétique avec des conséquences néfastes sur la synthèse des acides gras (graisses) à partir du glucose qui n’est plus régulée correctement avec comme résultat évident le stockage des graisses en surplus dans le tissu adipeux sans réutilisation ultérieure possible puisqu’il n’est plus fait appel à ce réservoir d’énergie quand l’organisme en a besoin car l’équilibre du glucose est lui-même perturbé.

Ces résultats, enfouis dans une multitude d’études qui ont pu être corrélées les unes aux autres, font ressortir clairement un effet totalement contre-intuitif de l’usage des édulcorants artificiels sur le métabolisme qui est encore aggravé par, disons, la bonne conscience des buveurs de boissons « zéro » du genre : « puisque je bois des sodas zéro calories et que je mets une pastille de sucralose ou un petit sachet d’aspartame dans mon café, je peux me lâcher avec les pommes de terre, les nouilles et les patisseries », attitude qui est d’autant plus nocive que le métabolisme est déjà perturbé par l’usage des dits édulcorants que ce soit le sucralose (Splenda ou Canderel), l’aspartame ou la saccharine.

Conclusion, les édulcorants constituent un deuxième facteur aggravant de transmission de l’obésité après la mal-bouffe, mais les boissons « zéro » ne font-elles pas aussi partie de la mal-bouffe ? 

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Source : Trends in Endocrinology and Metabolism