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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Synchronisation par la nourriture des horloges circadiennes centrales et périphériques

FEILLET, Céline (2007) Synchronisation par la nourriture des horloges circadiennes centrales et périphériques. Thèses de doctorat, Université Louis Pasteur.

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Résumé

Les noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus (SCN) sont le siège de l’horloge circadienne principale chez les Mammifères. Ils sont essentiellement synchronisés par les informations d’alternance du jour et de la nuit. Une autre horloge circadienne, l’horloge alimentaire (FEC), dont le substrat anatomique reste inconnu, est quant à elle synchronisée par la disponibilité alimentaire. Mon travail de thèse a consisté en la caractérisation des mécanismes de synchronisation des horloges circadiennes et des oscillateurs centraux et périphériques par les informations alimentaires. Mon premier axe de recherche portait sur la compréhension des mécanismes d’interprétation des différents messages lumineux, humoraux (mélatonine) et alimentaires par les SCN : nous avons ainsi déterminé qu’une restriction calorique de la disponibilité alimentaire est interprétée par le système circadien comme un accès à la nourriture diurne chez le rat, animal habituellement nocturne. Mon second axe de recherche visait à préciser le substrat anatomique sous-tendant la synchronisation alimentaire : nous avons recherché dans quelles structures centrales la consommation locale de glucose était modifiée en réponse à une restriction alimentaire (RF) temporelle ou calorique, grâce à la technique du 2-Désoxyglucose. Cette approche originale nous a permis de proposer de nouvelles pistes de recherche quant à la localisation de l’horloge alimentaire, notamment dans les régions thalamiques et hypothalamiques. Nous avons ensuite cherché à comprendre quelle était l’importance des différentes sorties de la FEC (activité locomotrice, sécrétion de corticostérone) les unes par rapport aux autres : de manière inattendue, notre étude sur des animaux SCN lésés et soumis à une RF a révélé que la sécrétion rythmique de mélatonine par la glande pinéale, sortie jusque là exclusive des SCN, pouvait être contrôlée par l’horloge alimentaire. Ce contrôle est corticostérone-indépendant, mais une augmentation de l’activité locomotrice dans les heures précédant l’accès à la nourriture (FAA) semble nécessaire. De plus, le processus de genèse et de maintien de la FAA est également corticostérone-indépendant. S’il est connu que le fonctionnement rythmique des SCN repose sur un ensemble de gènes horloges (Per1-2-3, Cry1-2, Bmal1, Clock, Rev-erb, Ror), la machinerie moléculaire sous-tendant le fonctionnement de l’horloge alimentaire était mal définie. Nous avons étudié la synchronisation alimentaire chez des souris mutantes pour les gènes Per1 et Per2 : l’activité anticipatoire et le pic anticipatoire de thermogénèse observés chez les souris sauvages dans les heures qui précèdent l’accès à la nourriture, sont absents chez les souris mutantes Per2. Par contre, la synchronisation des tissus périphériques est normale chez ces animaux. De plus les paramètres d’activité sont normaux chez des souris mutantes pour le gène Per1 soumises à une RF. Per2 est donc un acteur majeur de la synchronisation alimentaire au niveau central et probablement de la machinerie moléculaire sous-tendant le fonctionnement de la FEC. Considérant l’importance de Per2 pour la synchronisation alimentaire, nous avons recherché l’expression des protéines PER1 et PER2 dans le système nerveux central, ainsi que leur réponse à une RF. Ces protéines ne sont ni exprimées de manière homogène, ni ne réagissent de manière identique à une RF : l’expression de PER1 est augmentée et celle de PER2 est décalée. De plus, toutes les structures centrales ne sont pas affectées par une RF. Enfin une structure exprimant PER1 et/ou PER2 présente des altérations des oscillations moléculaires (expression de Cry1) dans les différentes conditions alimentaires, chez des souris mutantes pour Per1 ou Per2 respectivement. Ce travail révèle des oscillateurs centraux fonctionnant avec des acteurs moléculaires différents. L’ensemble de ces travaux a apporté de nouveaux éléments pour comprendre les mécanismes de la synchronisation alimentaire et ouvrent sur de nombreuses perspectives dans ce domaine.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Discipline de la thèse / mémoire / rapport :Sciences du vivant. Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie. Neurosciences
Mots-clés libres:système nerveux central, mammifère, horloge circadienne, horloge alimentaire, mécanismes, interprétation, synchronisation alimentaire, protéines Per2, protéines Per1
Sujets:UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-5 Santé, industrie du médicament, cosmétique
CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 600 Technologie (sciences appliquées) > 610 Médecine et santé > 612 Physiologie humaine > 612.8 Neurophysiologie et physiologie sensorielle
Classification Thèses Unistra > Santé > Médecine et odontologie > 610 Médecine et santé > 612 Physiologie humaine > 612.8 Neurophysiologie et physiologie sensorielle

UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-16 Sciences de la vie et de la santé, psychologie
Code ID:1396
Déposé le :23 Janvier 2008

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