Africa-Press – Djibouti. À table ! Un délicieux parfum s’échappe de la cuisine et nous fait déjà imaginer le plat succulent qu’on a hâte de dévorer. Les papilles gustatives crépitent d’anticipation, la bouche s’emplit de salive, les couverts tapotent la table au rythme de notre faim. Même notre foie se prépare, car c’est lui qui devra en partie prendre en charge le pic de glucose qui viendra avec le repas: il devra stocker cet excès de glucose issu de l’alimentation afin d’éviter une hyperglycémie (taux trop élevé de glucose dans le sang).
Des chercheurs de l’Institut Max Planck (Allemagne) viennent de dévoiler comment le foie est informé de l’approche du repas, même avant que le premier bout de nourriture ait atteint notre bouche. Leur découverte a été publiée le 25 avril 2024 dans la revue Science.
Voir et sentir la nourriture est suffisant pour activer le foie
Les chercheurs ont analysé l’activité du foie de souris en présence de nourriture. Ces animaux ont effectué un jeûne d’une durée de 16 heures, puis un groupe a pu manger alors que l’autre pouvait uniquement voir et sentir la nourriture, pendant 5, 10 ou 30 minutes. Les foies des souris ont été collectés et étudiés pour analyser les mitochondries, ces organites présents dans les cellules et qui transforment l’essentiel de la nourriture en énergie.
Résultat: toutes les souris – celles qui ont pu manger mais aussi celles qui salivaient devant la nourriture sans pouvoir la goûter – montraient les mêmes modifications dans les protéines des mitochondries !
Elles avaient toutes notamment une modification au niveau d’une protéine essentielle à la dynamique des mitochondries. Cette dynamique est en fait la capacité qu’ont les mitochondries de fusionner ou fissionner, en fonction des besoins énergétiques de la cellule. La protéine en question, nommée “facteur de fission mitochondrial”, présentait une phosphorylation à un endroit spécifique. Cet ajout d’un groupe phosphate active la protéine, et entraine ainsi davantage de fission mitochondriale, c’est-à-dire que les mitochondries deviennent plus petites et plus nombreuses.
Une adaptation mitochondriale pour préparer le métabolisme
Cette fragmentation des mitochondries avait déjà été observée lorsque le foie est stimulé par l’insuline (hormone qui est produite lorsque la glycémie est élevée, comme après un repas). Ce mécanisme pourrait permettre une meilleure distribution des mitochondries à l’intérieur de la cellule, notamment dans les régions qui ont besoin d’énergie à un moment donné.
Aussi, cette fission permet de renouveler les mitochondries (en isolant et éliminant celles qui sont dysfonctionnelles), améliorant leur état en préparation d’un besoin énergétique élevé. “Quand nos sens détectent de la nourriture, notre corps se prépare à manger en produisant de la salive et des acides gastriques, rappelle dans un communiqué l’autrice de l’étude Sinika Henschke, biologiste spécialisée dans le contrôle neuronal du métabolisme. Le foie aussi s’y prépare. Nous avons regardé de près les mitochondries des cellules hépatiques, car ce sont des organites essentiels pour le métabolisme et la production d’énergie, et nous avons vu à quel point cette adaptation est rapide.”
Un signal est envoyé depuis le cerveau vers le foie
Mais comment fait le foie pour savoir qu’il aura besoin d’énergie alors que la nourriture n’a même pas touché la bouche ? En réalité, il est informé très rapidement de l’approche de la nourriture par des neurones spécifiques localisés dans l’hypothalamus, une structure à la base du cerveau qui participe notamment à la sensation de faim.
Ces neurones produisent une molécule, la proopiomélanocortine (POMC), qui une fois clivée génère plusieurs hormones, dont une qui est connue pour réguler l’appétit. Les chercheurs ont vu qu’il suffisait d’activer ces neurones (par optogénétique) pour provoquer la même phosphorylation dans le foie du facteur de fission mitochondrial que celle observée lorsque les souris voient la nourriture, et pour entrainer la fragmentation des mitochondries.
Une découverte importante pour mieux comprendre le diabète
Mais à quoi cela sert-il de fragmenter les mitochondries du foie avant de manger ? Pour le savoir, les chercheurs ont réparti des souris en deux groupes: le premier regroupait des souris modifiées génétiquement pour ne pas avoir cette phosphorylation (la protéine n’a plus l’acide aminé qui est phosphorylé), et le deuxième incluait des souris modifiées génétiquement pour avoir cette phosphorylation en permanence. Le premier groupe ne montrait ainsi plus de fragmentation des mitochondries lorsqu’il recevait de l’insuline, alors que le deuxième présentait au contraire un état de fission mitochondrial élevé en continu.
Dans le premier groupe, cette insensibilité à l’insuline entraînait une mauvaise réponse du foie à cette hormone. Normalement, celle-ci bloque la production de glucose par le foie (car elle indique que l’état glycémique est déjà élevé dans le sang). Mais le foie de ces souris continuait à produire du glucose malgré l’insuline. “Notre étude montre à quel point la perception sensorielle de la nourriture est liée à des processus d’adaptation des mitochondries et à la sensibilité à l’insuline, résume Jens Brüning, directeur de l’étude. Comprendre ces mécanismes est important, car la sensibilité à l’insuline est dysfonctionnelle dans le diabète de type 2.”
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