Glucose : modulateur de l’activité neuronale

L’homéostasie énergétique est atteinte lorsque l’apport d’énergie est bien contrôlé et ajusté aux dépenses énergétiques de l’individu.

Elle repose sur la capacité du système nerveux central à évaluer le statut énergétique de l’organisme à partir des afférences nerveuses provenant des organes ou tissus mais aussi à partir des variations de concentration de signaux hormonaux (insuline, leptine, ghréline, etc.) et de métabolites (glucose, acides gras, acides aminés).

Cette revue de la littérature a pour objet les découvertes récentes concernant l’identification des différents mécanismes cellulaires et moléculaires, des types cellulaires et leur phénotype, des réseaux neuronaux et de leur plasticité.

Le glucose est une molécule informative au niveau cérébral. Il joue un rôle primordial comme modulateur de l’activité de certains neurones impliqués dans différentes réponses physiologiques, contre-régulation, prise alimentaire, dépense énergétique, c’est-à-dire composantes de l’homéostasie énergétique.

Les neurones peuvent être classés en fonction de leur réponse à une augmentation de la concentration extracellulaire en glucose : soit leur activité électrique diminue, ils sont dits « gluco-inhibés » (GI), soit leur activité augmente, ils sont dits « gluco-excités » (GE).

Récemment, différentes observations ont montré que les conditions nutritionnelles peuvent entraîner de la plasticité hypothalamique. Dans des conditions de balance énergétique négative, la ghréline provoquerait un réarrangement du système à mélanocortine, qui reviendrait à son état « normal » en cas d’augmentation de la leptine lorsque la balance énergétique est restaurée.

Par conséquent, suite à un déséquilibre énergétique, l’hypothalamus subit une succession de modifications plastiques conduisant à un rapide rétablissement de l’homéostasie énergétique. Si ces réarrangements neuronaux sont perturbés alors le métabolisme énergétique est déséquilibré, ce qui participe au développement de pathologies métaboliques.

L’identification de l’ensemble de ces mécanismes permet de mieux appréhender et éventuellement moduler les réponses associées aux modifications de la glycémie, en particulier au cours de différentes pathologies nutritionnelles (diabète, obésité, anorexie, boulimie, etc.).