Des chercheurs de l’Université de São Paulo (USP) au Brésil ont découvert que l’hormone de croissance (GH), qui stimule la maturation squelettique et la croissance osseuse linéaire, tout en aidant à maintenir les tissus et les organes tout au long de la vie, agit également directement sur le cerveau pour conserver l’énergie lorsque le corps perd du poids.
Un article sur cette découverte vient d’être publié dans la revue Nature Communications. « L’hormone de croissance est connue depuis des décennies, mais notre découverte montre qu’elle fait beaucoup plus que ce que l’on pensait », a déclaré José Donato Junior (https://bv.fapesp.br/en/pesquisador/64998/jose-donato-junior), professeur à l’Institut des sciences biomédicales de l’Université de São Paulo (ICB-USP) et l’un des auteurs de l’article.
« Les récepteurs de la GH se trouvent en grande quantité dans les muscles et les tissus, dans le foie et dans les organes directement impliqués dans le métabolisme de la croissance, mais nous avons constaté que le cerveau est également plein de récepteurs de la GH. C’est tout à fait nouveau « , a déclaré Donato.
« Nous avons également constaté que la GH cérébrale n’est pas seulement impliquée dans le métabolisme de croissance, mais influence surtout les réponses métaboliques qui conservent l’énergie lorsque nous avons faim ou que nous suivons un régime. Cette découverte, qui est également nouvelle pour la science, a des implications importantes pour comprendre pourquoi il est si difficile de perdre du poids. »
L’étude faisait partie du projet thématique « Le rôle de l’hormone de croissance dans le cerveau: pertinence pour les fonctions neuronales et dans la maladie », soutenu par la Fondation de recherche de São Paulo – FAPESP. En plus des chercheurs affiliés à l’ICB-USP, le groupe comprenait également des scientifiques de la Faculté de médecine Ribeirão Preto de l’Université de São Paulo (FMRP-USP), de l’Université nationale argentine de La Plata (UNLP) et de l’Université de l’Ohio aux États-Unis.
« Depuis des décennies, les scientifiques essaient de comprendre pourquoi il est si difficile de maintenir le poids atteint après les sacrifices d’un régime réussi et pourquoi il est si facile de retrouver le poids perdu. La leptine a jusqu’à présent été considérée comme la principale hormone qui agit pour conserver l’énergie lorsque nous avons faim « , a déclaré Donato.
On sait que les taux de leptine dans le sang diminuent en réponse à la perte de poids, explique-t-il, mais cette connaissance n’a jamais abouti à la création d’un régime ou d’un traitement réussi avec de la leptine qui pourrait permettre aux sujets de perdre du poids et de ne pas le reprendre peu de temps après.
« Le processus de perte de poids implique évidemment plusieurs processus métaboliques et plusieurs hormones en plus de la leptine. C’est là que GH entre en jeu. Nous avons constaté qu’en réponse à la perte de poids, la GH agit sur le cerveau de la même manière que la leptine. Cependant, alors que les niveaux de leptine baissent, le contraire arrive à la GH. La perte de poids déclenche une augmentation des taux sanguins de GH « , a déclaré Donato.
« Dans l’article récemment publié, nous montrons que la signalisation de l’hormone de croissance centrale favorise également les adaptations neuroendocrines lors de la privation de nourriture. »
Les récepteurs de la GH dans le cerveau sont situés dans l’hypothalamus, le centre le plus élevé du système nerveux autonome. Les impulsions de l’hypothalamus influencent les cellules du système neurovégétatif et régulent le tissu musculaire lisse dans l’intestin et les vaisseaux sanguins, le muscle cardiaque, toutes les glandes et les reins, entre autres organes.
Les chercheurs ont découvert que les récepteurs de la GH dans l’hypothalamus activent spécifiquement une petite population de neurones appelée AgRP, abréviation de protéine liée à l’agouti. Les neurones AgRP augmentent à leur tour la production d’AgRP, ce qui augmente l’appétit et diminue le métabolisme et les dépenses énergétiques.
« L’AgRP est l’un des stimulants d’appétit les plus puissants. Il est curieux de voir comment un petit nombre de neurones AgRP, seulement quelques milliers sur les milliards de neurones de l’hypothalamus, peuvent jouer un rôle aussi important « , a déclaré Donato.
Conservation de l’énergie
Pour mener une étude détaillée de l’influence de la signalisation de la GH sur les neurones AgRP, les scientifiques de l’USP et leurs collègues ont élevé des souris génétiquement modifiées avec ablation des récepteurs GH spécifiques à AgRP (appelées souris knockout AGRP GHR). Leurs expériences ont également utilisé un groupe témoin comprenant des souris de type sauvage non génétiquement modifiées.
Dans diverses expériences, les chercheurs ont mesuré la dépense énergétique du corps entier dans les deux groupes de souris soumises à un régime avec une restriction alimentaire de 60%. Leur objectif était de déterminer si un manque de réponse adaptative au déficit énergétique résultant aurait un impact significatif sur le bilan énergétique.
Ils ont constaté que les souris témoins diminuaient la dépense énergétique pendant la restriction alimentaire, ce qui est compatible avec les réponses adaptatives qui conservent l’énergie dans cette situation.
La dépense énergétique des souris AGRP GHR KO pendant la restriction alimentaire a diminué significativement moins, suggérant qu’elles n’économisaient pas d’énergie aussi efficacement que les souris témoins.
En conséquence, les souris AgRP GHR KO ont affiché un taux de perte de poids plus élevé, en raison principalement de la diminution de la masse grasse (réserves d’énergie) mais aussi de la perte de masse maigre (organes vitaux, os, muscles, ligaments, tendons et fluides corporels).
« En d’autres termes, nous avons découvert que la perte de poids déclenche une augmentation des niveaux de GH de l’hypothalamus, ce qui active les neurones AgRP, rendant la perte de poids plus difficile et intensifiant le sentiment de faim. C’est précisément la même fonction que la leptine « , a déclaré Donato.
La conservation de l’énergie est si importante pour l’organisme, a-t-il ajouté, que l’évolution a doté les humains de deux mécanismes de conservation de l’énergie, l’un activé par la leptine et l’autre par la GH.
» L’un fonctionne comme une sauvegarde pour l’autre. C’est pourquoi les traitements de perte de poids basés uniquement sur la leptine ne fonctionnent pas. Le mécanisme GH doit être traité en même temps « , a déclaré Donato.