Publié sous forme finale modifiée en tant que:
- Biol Psychiatry. 2013 May 1; 73 (9): 827 – 835.
- Publié en ligne 2013 Mar 26. est ce que je: 10.1016 / j.biopsych.2013.01.032
PMCID: PMC3658316
NIHMSID: NIHMS461257
Rajita Sinha, PhD1,2,3 et Ania M. Jastreboff, MD, PhD4,5
La version finale modifiée de cet article par l'éditeur est disponible à l'adresse Biol Psychiatry
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Abstract
Le stress est associé à l'obésité et la neurobiologie du stress chevauche considérablement celle de la régulation de l'appétit et de l'énergie. Cette revue traitera du stress, de l'allostase, de la neurobiologie du stress et de son chevauchement avec la régulation neurale de l'homéostasie de l'appétit et de l'énergie. Le stress est un facteur de risque clé dans le développement de la dépendance et dans les rechutes de dépendance. Des niveaux élevés de stress modifient les habitudes alimentaires et augmentent la consommation d'aliments très appétissants (HP), ce qui accroît la visibilité des aliments HP et la charge allostatique. Les mécanismes neurobiologiques par lesquels le stress affecte les voies de récompense pour renforcer la motivation et la consommation d'aliments HP ainsi que de médicaments entraînant une dépendance sont discutés. Avec une visibilité accrue des aliments HP et la surconsommation de ces aliments, il existe des adaptations dans les circuits de stress et de récompense qui favorisent la motivation liée au stress et aux aliments HP, ainsi que des adaptations métaboliques concomitantes, notamment des modifications du métabolisme du glucose et de la sensibilité à l'insuline. et d'autres hormones liées aux homéostats énergétiques. Ces changements métaboliques peuvent à leur tour affecter l'activité dopaminergique et influer sur la motivation et la consommation d'aliments HP. Un modèle heuristique intégratif est proposé dans lequel des niveaux élevés de stress répétés modifient la biologie du stress et la régulation de l'appétit / de l'énergie, les deux composants affectant directement les mécanismes neuronaux contribuant à la motivation et à la motivation des aliments HP induits par le stress et les signaux alimentaires pour augmenter le risque de gain de poids et d'obésité. Les orientations futures de la recherche sont identifiées pour améliorer la compréhension des mécanismes par lesquels le stress peut augmenter le risque de gain de poids et d'obésité.
Obésité et dépendance: le rôle essentiel du stress
La dépendance à l'alcool et aux drogues reste un problème de santé publique important aux conséquences médicales, sociales et sociétales dévastatrices (1). Le stress est un facteur de risque critique qui affecte à la fois le développement de troubles de la dépendance et la rechute de comportements de dépendance, mettant ainsi en péril le cours et le rétablissement de ces maladies (2L'obésité est une épidémie mondiale, et les États-Unis sont à l'avant-garde de la pandémie avec deux tiers de sa population classée en surpoids ou obèse (IMC> 25 kg / m2) (3). Le développement de l’obésité et de la toxicomanie implique des caractéristiques génétiques, environnementales et de style de vie qui contribuent toutes à cette pandémie (4) (5). Alors que les examens précédents portaient sur ces facteurs, le présent document explore le rôle du stress, des signaux alimentaires et de la motivation alimentaire pour contribuer à la suralimentation face à l'obésité.
Le stress et l'allostase
Le plus simplement, stress est le processus par lequel tout événement ou série d'événements, émotionnellement ou physiologiquement hautement stimulant, incontrôlable et accablant, entraîne des processus adaptatifs ou mésadaptés nécessaires pour retrouver l'homéostasie et / ou la stabilité (6), (2). Les conflits émotionnels, la perte d'une relation significative, le chômage, le décès d'un membre de la famille proche ou le décès d'un enfant sont des exemples de facteurs de stress émotionnels. Certains facteurs de stress physiologiques courants incluent la faim ou la privation de nourriture, l'insomnie ou le manque de sommeil, une maladie grave, l'hyperthermie extrême ou l'hypothermie, des effets de drogue psychoactifs et des états de sevrage de drogue. L’adaptation liée au stress implique le concept de l'allostase, qui est la capacité à atteindre la stabilité physiologique en modifiant le milieu interne et à maintenir la stabilité apparente à un nouveau point de réglage physiologique (6) (7)). Selon McEwen et ses collègues, le milieu interne évolue en permanence, avec des fluctuations de la physiologie, de l'humeur et de l'activité physique lorsque les individus réagissent et s'adaptent aux exigences de l'environnement (7). Stress excessif pour l'organisme, appelé augmentation charge allostatique, entraîne «l'usure» des systèmes de régulation adaptatifs, entraînant des modifications biologiques qui affaiblissent les processus d'adaptation au stress et augmentent la susceptibilité aux maladies (7). Ainsi, des niveaux élevés de stress incontrôlable et des états de stress répétés et chroniques favorisent une charge allostatique prolongée, entraînant des états neuronaux, métaboliques et biocomportementaux dérégulés qui contribuent à des comportements et à une physiologie mésadaptés en dehors de la plage homéostatique {McEwen, 2007 #4}.
Stress, adversité chronique et vulnérabilité accrue à l'obésité
Similaire aux effets du stress répété et chronique sur la vulnérabilité croissante de la toxicomanie (2), de nombreuses données issues d'études cliniques et d'études sur la population indiquent une association significative et positive d'évènements stressants incontrôlables élevés et d'états de stress chroniques avec l'adiposité, l'IMC et la prise de poids (8), (9), (10), (11). Cette relation semble également être la plus forte parmi les personnes en surpoids et les personnes qui consomment excessivement d’aliments (8), (9), (12). En utilisant une évaluation complète par entretien du stress cumulatif et répété dans un échantillon d'adultes en bonne santé dans la communauté (n = 588), nous avons constaté qu'un nombre plus élevé d'événements stressants et de facteurs de stress chroniques (voir Tableau 1) tout au long de la vie, a été associé à une consommation excessive d’alcool, à un fumeur et à un IMC supérieur, après contrôle des variables âge, race, sexe et statut socioéconomique (voir Figure 1).
Comme le stress affecte la prise de poids et l'IMC, nous avons également évalué ses effets sur la résistance basale au glucose, à l'insuline et à l'insuline. Le dépistage matinal de la glycémie à jeun et de l'insuline a été évalué dans un sous-groupe important de ces volontaires sains de la communauté. L'évaluation sur un modèle d'homéostasie (HOMA-IR) a été calculée comme un indice de résistance à l'insuline. Nous avons constaté que le stress cumulatif était associé à des modifications liées à l'IMC des concentrations plus élevées de glucose, d'insuline et d'HOMA-IR (Figure 2). Ces données indiquent des associations plus fortes entre le stress total cumulatif et le dysfonctionnement métabolique chez les individus appartenant aux catégories d'IMC les plus élevées et les plus faibles. Ces résultats sont similaires à ceux de recherches antérieures indiquant des effets plus importants du stress sur l’augmentation de la consommation de substances chez les personnes qui sont habituées à une consommation lourde, par rapport aux utilisateurs légers ou aux utilisateurs récréatifs (2). Ensemble, ces résultats suggèrent que le stress cumulatif et répété augmente le risque d'obésité et que les personnes ayant un IMC élevé peuvent être plus vulnérables à la consommation alimentaire liée au stress et à la prise de poids ultérieure.
Stress et comportements alimentaires
Le stress aigu modifie considérablement l'alimentation (13) (10) (9). Bien que certaines études montrent une diminution de la consommation de nourriture dans les situations de stress aigu, celle-ci peut également augmenter la consommation, en particulier lorsque des aliments riches en calories et en calories sont disponibles (9, 13), (14), (15), (16). Par exemple, 42% des étudiants ont déclaré augmenter leur consommation de nourriture avec stress ressenti, et 73% des participants ont signalé une augmentation de la consommation de collations pendant le stress (17). Un tiers à la moitié des études de laboratoire sur des animaux ou des humains montrent une augmentation de l'apport alimentaire lors d'un stress aigu, tandis que d'autres ne montrent aucun changement ou réduisent l'apport (18), (11). Ainsi, bien que tout le monde ne consomme pas beaucoup d’aliments avec un stress aigu, il touche certainement de nombreuses personnes. De plus, il est important de noter qu'un certain nombre de facteurs expérimentaux peuvent contribuer à la recherche sur ces effets différentiels sur l'alimentation provoquée par le stress aigu (19), (20), (12). Ces facteurs incluent le type spécifique d'agent stressant utilisé lors de la manipulation, la durée de la provocation, la durée d'exposition à la prise alimentaire, la quantité et le type d'aliments proposés dans l'expérience, ainsi que le niveau de satiété et de faim au début de l'exercice. l'étude. Ces facteurs peuvent contribuer à la variabilité des résultats des expériences de laboratoire modélisant les effets du stress sur la consommation alimentaire.
Il existe des preuves significatives suggérant des effets potentiellement néfastes du stress sur les habitudes alimentaires (par exemple, sauter des repas, limiter l'apport alimentaire, cinglante) et sur les préférences alimentaires (10). Le stress peut augmenter la consommation de fast-food (21), des collations (22), des aliments riches en calories et très appétissants (23), et le stress a été associé à une augmentation de l'hyperphagie boulimique (12). Les effets du stress peuvent être différents chez les personnes maigres par rapport aux personnes obèses (8, 24-26). On a constaté que les femmes obèses exacerbaient l’alimentation induite par le stress, alors que l’alimentation induite par le stress semble avoir un effet incohérent sur la consommation alimentaire chez les personnes maigres (24). De plus, les changements dans les habitudes alimentaires peuvent être liés au métabolisme des glucides et à la sensibilité à l'insuline (27). Chez les femmes maigres en bonne santé, l'hyperphagie boulimique augmente la glycémie à jeun, la réponse insulinique et modifie le schéma diurne de sécrétion de leptine (28). On a constaté que la fréquence des repas irréguliers augmentait l'insuline en réponse à un repas test après une période de habitudes alimentaires irrégulières (27). Prises ensemble, ces recherches suggèrent que le stress peut favoriser des habitudes alimentaires irrégulières et modifier les préférences alimentaires et que les individus en surpoids et obèses pourraient être plus vulnérables à de tels effets, éventuellement via des adaptations liées au poids dans la régulation de l'énergie et l'homéostasie.
La neurobiologie chevauchante de l'homéostasie du stress et de l'énergie
Les réponses physiologiques au stress aigu se manifestent par deux voies de stress en interaction. Le premier est l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HPA), dans lequel le facteur de libération de corticotropine (CRF) est libéré du noyau paraventriculaire (PVN) de l'hypothalamus, stimulant la sécrétion de l'hormone adrénocorticotrophine (ACTH) de l'hypophyse antérieure, laquelle stimule ensuite la sécrétion de glucocorticoïdes (GC) (cortisol ou corticostérone) par les glandes surrénales. Le second est le système nerveux autonome, qui est coordonné par le système médullo-sympatho-surrénalien (SAM) et le système parasympathique. Les deux composants de ces voies de stress influencent également les cytokines inflammatoires et l’immunité (2) (6).
La libération de CRF et d'ACTH par l'hypothalamus et l'hypophyse antérieure lors d'un stress entraîne la libération de GC par le cortex surrénalien, ce qui favorise la mobilisation de l'énergie et la gluconéogenèse. L'excitation sympathique liée au stress augmente la pression artérielle et un détournement du flux sanguin du tractus gastro-intestinal vers les muscles squelettiques et le cerveau. Les effets aigus du stress sur la CRF et l’ACTH sont résorbés par la rétroaction négative de la GC, ce qui favorise le retour à l’homéostasie. De plus, dans des conditions de stress aussi aiguës, il apparaît clairement que la consommation de nourriture a diminué plutôt que augmenté (19), (9). L’hypothalamus réagit aux GC par le biais d’une rétroaction négative, mais également à l’insuline sécrétée par le pancréas et faisant partie intégrante du métabolisme du glucose et du stockage de l’énergie (29), (9), à d’autres hormones, comme la leptine, qui inhibe l’appétit, et la ghréline, qui favorise l’appétit (5) (9) Currie, 2005). Les glucocorticoïdes augmentent les niveaux plasmatiques de leptine et de ghréline. La ghréline augmente également avec le stress et participe à la régulation de l'anxiété et de l'humeur (30). En outre, un certain nombre de neuropeptides hypothalamiques, tels que le CRF, la propriomélanocortine (POMC), le neuropeptide orexigène Y (NPY) et le peptide lié à l'agouti (AgRP), ainsi que les récepteurs de la mélanocortine impliqués dans la régulation de la réponse au stress, jouent également un rôle important. rôle dans l'alimentation (31). Les glucocorticoïdes modifient l’expression de ces neuropeptides qui régulent l’apport énergétique (32), (31). Par exemple, les surrénalécomies bilatérales réduisent l'apport alimentaire et que l'administration de GC augmente l'apport alimentaire en stimulant la libération de NPY et en inhibant la libération de CRF (31). En outre, les restrictions alimentaires et les régimes riches en graisses altèrent les réponses de HPAaxis au stress et à l’expression des gènes GC dans un certain nombre de régions du cerveau impliquées dans l’homéostasie énergétique et le stress (33), (20), (18), (34), (35). Ainsi, l’hypothalamus est une région critique dans le circuit des contraintes ainsi que dans la régulation de l’alimentation et du bilan énergétique.
Des niveaux élevés et chroniques de stress répété et incontrôlable aboutissent à une dysrégulation de l'axe HPA, avec des modifications de l'expression du gène GC (6), (36), qui à leur tour affectent également l’homéostasie énergétique et le comportement alimentaire. On sait que l’activation chronique de l’axe HPA modifie le métabolisme du glucose et favorise la résistance à l’insuline, en modifiant un certain nombre d’hormones liées à l’appétit (par exemple, la leptine, la ghréline) et des neuropeptides alimentaires (par exemple, NPY) (37), (38), (39), (40). Le stress chronique augmente de façon persistante les GC et favorise la production de graisse abdominale qui, en présence d’insuline, diminue l’activité de l’axe HPA (9), (38) (33). Des études scientifiques fondamentales ont montré que les stéroïdes surrénaliens augmentaient les taux de glucose et d’insuline ainsi que la sélection et la consommation d’aliments hypercaloriques (13), (14), (15), (41). Des niveaux élevés de GC chroniques et une augmentation de l'insuline ont des effets synergiques sur l'augmentation de l'apport alimentaire en HP et sur le dépôt de graisse abdominale (23), (9) (42). Des niveaux élevés de stress répété entraînent également une suractivité sympathique, et les augmentations de réponses autonomes liées au stress sont liées au taux d'insuline et à la résistance à l'insuline chez les adolescents et les adultes (43).
Effets du stress sur la récompense alimentaire, la motivation et la consommation
Les circuits de stress hypothalamiques sont sous la régulation de voies cortico-limbiques extrahypothalamiques modulées par les voies CRF, NPY et noradrénergiques. La réponse au stress est initiée via l'amygdale et la régulation du stress se produit via la rétroaction négative de la GC vers les régions de l'hippocampe et de la corticale préfrontal médiale (mPFC) (6). Les projections extrahypothalamiques de CRF sont impliquées dans les réponses subjectives et comportementales au stress, tandis que la libération de NPY orexigénique pendant le stress et l'augmentation de l'ARNm de NPY dans le noyau arqué de l'hypothalamus, de l'amygdale et de l'hippocampe, augmentent l'alimentation, mais également diminuent l'anxiété et le stress (31). Le stress et les GC potentialisent la transmission dopaminergique et la recherche de récompense / absorption chez les animaux de laboratoire (18), (13) (2). Le stress aigu augmente l’acquisition de la récompense alimentaire, la consommation de régimes riches en graisses (11), (16), et recherche compulsive d’aliments HP (25) et favorise les habitudes dépendantes de la récompense (44). Le stress renforce également le besoin de desserts, de collations et d’aliments plus élevés d’HP chez les individus en surpoids satisfaits que chez les individus maigres (25).
Une consommation accrue de médicaments et une alimentation riche en graisses modifient l'activité de la CRF, de la GC et de la noradrénergique pour accroître la sensibilisation des voies de récompense (y compris la région du tegmental ventral [VTA], le noyau accumbens [NAc], le striatum dorsal et les régions mPFC) qui influent sur la préférence pour des substances addictives HP aliments et augmente le besoin et l'ingestion de drogue / nourriture (45), (2), (46). Plus important encore, ce circuit de motivation chevauche des régions limbiques / émotionnelles (par exemple, l’amygdale, l’hippocampe et l’insula) qui jouent un rôle dans l’expérience des émotions et du stress, ainsi que dans les processus d’apprentissage et de mémoire impliqués dans la négociation des réponses comportementales et cognitives essentielles à l’adaptation et au développement. homéostasie (2) (47). Par exemple, l’amygdale, l’hippocampe et l’insula jouent un rôle important dans le codage de la récompense, l’apprentissage basé sur les indices de récompense et la mémoire pour les signaux émotionnels et de récompense élevés, ainsi que la potentialisation de l’alimentation basée sur les indices de récompense (48), (49). D'autre part, les composants médian et latéral du cortex préfrontal (PFC) sont impliqués dans les fonctions de contrôle cognitif et exécutif supérieures et également dans la régulation des émotions, des réponses physiologiques, des impulsions, des désirs et des états de manque (50). Un stress élevé et répété modifie les réponses structurelles et fonctionnelles dans ces régions préfrontales et limbiques du cerveau, fournissant une base aux effets du stress chronique sur les régions cortico-limbiques qui modulent la récompense alimentaire et le besoin impérieux (51) (52). Ces résultats sont cohérents avec les recherches cliniques et comportementales indiquant que le stress ou un effet négatif diminue le contrôle émotionnel, viscéral et comportemental, augmente l'impulsivité (2) qui, à son tour, est associé à un plus grand engagement dans l’abus d’alcool, du tabagisme et d’autres drogues ainsi qu’à une consommation accrue d’aliments HP (23) (53) (54). Avec l’accent mis de plus en plus sur la dépendance alimentaire et sur la manière dont le besoin de sucreries et de graisse peut favoriser l’obésité (55), il serait important de déterminer si le stress chronique exacerbe également la vulnérabilité à la dépendance alimentaire.
Indices alimentaires, récompense alimentaire, motivation et consommation
Les signaux alimentaires très agréables au goût sont omniprésents dans le contexte obésogène actuel. L’exposition à ces signaux alimentaires HP peut augmenter la consommation de nourriture et contribuer à la prise de poids (49). Ces aliments sont enrichissants, stimulent les voies de récompense du cerveau et, via des mécanismes d'apprentissage / de conditionnement, augmentent les chances de recherche et de consommation d'aliments HP (56), (57), (58). Les animaux et les humains peuvent être conditionnés pour rechercher et consommer ces aliments HP, en particulier dans le contexte de stimuli ou d '«indices» associés aux aliments HP dans l'environnement (55), (59), (57). De telles augmentations de conditionnement et d’augmentations associées de la consommation d’aliments HP entraînent une adaptation des voies de récompense / motivation neuronales, qui se produisent lorsque la saillie de ces aliments HP augmente, ce qui entraîne un plus grand «manque» et une plus grande recherche d’aliments HP, similaires à l’accroissement de la consommation d’alcool et de drogues (60). Une pléthore de recherches sur les animaux et de recherches en neuro-imagerie en croissance montre clairement l'implication de régions de récompense du cerveau et l'augmentation de la transmission dopaminergique avec l'exposition au signal alimentaire HP, avec des augmentations concomitantes du besoin de nourriture et de la motivation (61), (62), (63), et une plus grande réactivité des régions de récompense du cerveau et un besoin impérieux de nourriture chez les individus ayant un IMC élevé (64), (65), (66), (67).
Avec une consommation accrue d’aliments HP, les modifications concomitantes du métabolisme des glucides et des lipides, de la sensibilité à l’insuline et des hormones de l’appétit qui modifient l’homéostasie énergétique ont également une influence sur les régions de récompense neuronales impliquées dans l’accroissement de la saillance, du désir et de la motivation pour la prise de nourriture (68), (57), (69), (70), (71), (72), (73). Par exemple, chez les individus en bonne santé, l'augmentation du glucose plasmatique liée aux aliments stimule la sécrétion d'insuline, permettant ainsi l'absorption du glucose dans les tissus périphériques; il est intéressant de noter que la perfusion centrale d’insuline supprime l’appétit et l’alimentation (74) (75)76)77)78). Cependant, des taux élevés d'insuline périphérique et de résistance à l'insuline périphérique, observés chez de nombreuses personnes obèses, peuvent favoriser le besoin impérieux de nourriture et l'ingestion, ainsi que modifier l'activité dopaminergique dans des régions de récompense telles que la VTA, la NAc et le striatum dorsal (78), (79), (80), (81). De même, la leptine et la ghréline influencent la transmission dopaminergique dans les régions de récompense du cerveau et le comportement de recherche d’aliments chez les animaux, et activent les régions de récompense du cerveau chez l’homme (69), (70), (71), (73). L'insulinorésistance et T2DM sont également associés à des modifications de la fonction des circuits de récompense neuronaux et de leur réponse aux signaux alimentaires (82), (79), (80). Nous avons récemment montré une augmentation de la réactivité limbique et striatale au stress et aux signaux alimentaires chez les obèses par rapport aux individus maigres (81) (voir Figure 3). En outre, une activité plus intense au niveau de l'insula et du striatum dorsal était corrélée à des taux d'insuline plus élevés, à une résistance à l'insuline et à un état de manque alimentaire lorsque les participants étaient exposés à des contextes alimentaires préférés (81). Ensemble, ces résultats confortent la notion selon laquelle il peut exister des adaptations parallèles et connexes dans les circuits de motivation métabolique et neurale qui interagissent étroitement pour influer de manière dynamique sur la faim, les choix et choix alimentaires, la motivation pour les aliments HP et la suralimentation.
De plus en plus de preuves suggèrent que les hormones impliquées dans l'homéostasie de l'appétit et de l'énergie (par exemple, la leptine, la ghréline, l'insuline) pourraient également jouer un rôle dans l'état de besoin, la récompense et la recherche compulsive d'alcool et de drogues (49)57) (58) (68) (69)72) (71) Ces associations ont suscité l’intérêt d’explorer l’idée de «transfert de dépendance» ou de remplacer une «dépendance», en l’occurrence certains aliments, par d’autres, comme l’alcool ou d’autres substances (83). Par exemple, une étude récente a montré que la consommation d'alcool augmentait après une perte de poids rapide et significative, comme chez les patients subissant une chirurgie bariatrique (84). Ainsi, les recherches futures sur la sensibilisation croisée potentielle d'aliments et de substances provoquant une dépendance chez des individus vulnérables pourraient permettre de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à ces phénomènes.
Adaptations métaboliques et au stress liées au poids et à l'alimentation: influences sur le besoin alimentaire et l'ingestion
L’augmentation du poids au-dessus du poids maigre sain et la suralimentation des aliments HP entraînent des modifications du métabolisme du glucose, de la sensibilité à l’insuline et des hormones, ainsi qu’une régulation de l’appétit et de la homéostasie énergétique (85), (57), (58). Comme indiqué dans les sections précédentes, ces facteurs métaboliques influent non seulement sur les régions de récompense neuronale, mais également sur les circuits hypothalamiques, en interagissant avec les circuits de régulation du stress et de la régulation de l'énergie qui se chevauchent. Il n’est donc pas surprenant que l’augmentation du poids, la résistance à l’insuline et les régimes riches en graisses soient associés à des réponses GC atténuées aux problèmes de stress et à des réponses altérées des catécholamines autonomes et périphériques (43), (20), (33) (34). Comme indiqué précédemment, des niveaux élevés de stress et de glucocorticoïdes augmentent les taux de glucose et d'insuline et favorisent également la résistance à l'insuline. De même, il a été démontré que des taux élevés d'insuline chroniques diminuaient les réponses de l'axe HPA et augmentaient le tonus sympathique basal (43), (86), (42), (87). De plus, les preuves indiquent que le stress affecte les niveaux de glucose et la variabilité chez les patients atteints de diabète de type 1 et 2 (88), (89), (90), tandis que la ghréline, qui via la signalisation des voies de récompense, favorise l’appétit et l’alimentation (71) est également impliqué dans la récompense alimentaire induite par le stress et la recherche de nourriture (30) (73). Ainsi, les changements métaboliques liés au poids dans les points de réglage peuvent augmenter la charge allostatique avec une augmentation du tonus basal autonome et une activité altérée de l’axe HPA (18), (91), (40), (6).
Conformément à ces travaux antérieurs montrant l’IMC et les adaptations de stress affectant la récompense et la motivation des aliments, nous avons récemment montré que le stress aigu augmentait l’activité de l’amygdale et la réponse émoussée du cortex orbito-frontal médial au milkshake par rapport à la réception insipide, mais que cet effet était atténué par les niveaux élevés de cortisol par un IMC élevé, respectivement (92). À l'aide d'une pince hyperinsulinémique, nous avons également montré qu'une hypoglycémie légère potentialisait l'activation de la récompense cérébrale et des régions limbiques (hypothalamus, striatum, amygdale, hippocampe et insula), préférentiellement aux signaux alimentaires HP, un effet corrélé à une augmentation du taux de cortisol, tandis l’activation, effet corrélé à une baisse de la glycémie (93). L'hypoglycémie légère pouvant être considérée comme un facteur de stress physiologique, nos résultats suggèrent que l'utilisation du glucose peut se produire différemment dans le cerveau lorsque le stress augmente, avec une motivation accrue et une signalisation limbique en présence de signaux alimentaires, mais une réponse neuronale diminuée dans les régions préfrontales d'auto-contrôle et de régulation . De plus, ce schéma neuronal était plus frappant chez les obèses en bonne santé, ce qui suggère que de telles adaptations se produisent lorsque le poids augmente, orientant peut-être les adaptations métaboliques, neurales et liées au stress liées au poids qui influencent la motivation alimentaire HP. Cette étude, combinée aux preuves citées précédemment, suggère un axe de récompense métabolique-neuroendocrinien extrêmement orchestré qui, dans des conditions normales et saines, coordonne les aspects physiologiques et psychologiques de l'homéostasie alimentaire et énergétique, mais avec des facteurs de risque croissants et des adaptations de ces voies, des circuits de régulation de ces systèmes peuvent être «détournés», favorisant ainsi une augmentation de la motivation et de la consommation d'aliments HP.
Résumé et modèle proposé
Les éléments de preuve convergents présentés suggèrent que les signaux omniprésents des aliments HP et les niveaux de stress élevés peuvent modifier les comportements alimentaires et affecter les voies de récompense / motivation du cerveau impliquées dans le désir et la recherche d'aliments HP. De telles réponses comportementales peuvent en outre favoriser les changements de poids et de masse grasse. De plus en plus de preuves soutiennent les adaptations biocomportementales liées au poids dans les voies métaboliques, neuroendocriniennes et neurales (cortico-limbiques-striatales) en interaction, afin de potentialiser l'appétit et l'ingestion d'aliments dans des conditions d'aliments HP, de signaux associés et de stress. Ainsi, un modèle heuristique est proposé sur la manière dont les aliments HP, les signaux alimentaires et l'exposition au stress peuvent modifier les voies métaboliques, le stress et la motivation par la récompense dans le cerveau et le corps afin de promouvoir la motivation et la consommation d'aliments HP (voir Figure 4). Comme décrit dans les sections précédentes, les hormones sensibles au stress (CRF, GC) et les facteurs métaboliques (insuline, ghréline, leptine) influent tous sur la transmission dopaminergique au cerveau et, avec les adaptations liées au poids (modifications chroniques), ces facteurs peuvent favoriser une augmentation du taux de HP. la motivation alimentaire et la consommation, via la potentialisation de l'activité de récompense du cerveau. Ainsi, un processus de sensibilisation sensibilisé Il peut en résulter des adaptations liées au poids dans les voies striatales métaboliques, neuroendocriniennes et cortico-limbiques, qui favorisent la motivation et la consommation d'aliments HP chez les personnes vulnérables. Un tel processus sensibilisé avec une motivation et un apport alimentaires plus élevés des HP, favoriserait également le gain de poids futur, potentialisant ainsi le cycle des adaptations liées au poids dans les voies de stress et métaboliques et une sensibilisation accrue des voies de motivation cérébrale dans le contexte des aliments HP. signaux ou stress, pour promouvoir la motivation et la consommation d'aliments HP. En plus du poids et de l'IMC, les différences individuelles de susceptibilité génétique et individuelle à l'obésité, aux habitudes alimentaires, à la résistance à l'insuline, au stress chronique et à d'autres variables psychologiques peuvent modérer davantage ce processus.
Directions futures
Les scientifiques portent de plus en plus d'attention aux interactions complexes entre stress, équilibre énergétique, régulation de l'appétit, récompense et motivation alimentaires et leurs effets sur l'épidémie d'obésité, mais notre compréhension de ces relations présente des lacunes importantes. Un certain nombre de questions clés restent sans réponse. Par exemple, on ignore comment les changements neuroendocriniens liés au stress dans le cortisol, la ghréline, l'insuline et la leptine influent sur la motivation et la consommation de nourriture pour HP. Si le stress chronique régule à la baisse les réponses de l’axe HPA, comme indiqué dans des recherches antérieures, en quoi ces changements influent-ils sur l’état de manque et la consommation de nourriture? Il serait utile d'examiner si les changements liés au poids dans le stress, les réponses neuroendocriniennes et métaboliques modifient la motivation et la consommation d'aliments HP, et si ces changements permettent de prévoir le gain de poids et l'obésité. Identifier des biomarqueurs spécifiques et développer des mesures quantifiables pour évaluer les adaptations biocomportementales associées au stress et à la dépendance alimentaire pourraient aider à orienter les soins cliniques optimaux ainsi qu'à cibler des sous-groupes vulnérables spécifiques avec des interventions de santé publique innovantes. En outre, il serait essentiel de disposer d'éléments probants sur les modifications neuromoléculaires liées au stress et aux voies métaboliques liées aux régimes riches en graisses, au stress chronique et à leur lien avec la prise alimentaire et la prise de poids, afin de comprendre le rôle joué par le stress et les adaptations métaboliques. dans la motivation alimentaire, la suralimentation et la prise de poids.
Il existe également un manque de données sur les mécanismes sous-jacents du manque de maintien de la perte de poids ou de la rechute due à la suralimentation des aliments HP et de la prise de poids, et sur les traitements de l'obésité qui conviennent le mieux à quel sous-groupe de personnes. Le domaine de la toxicomanie fournit des indices importants sur les adaptations neurobiologiques qui favorisent la rechute de la dépendance et l’échec du traitement. L'incapacité à maintenir une perte de poids a été discutée dans le contexte de la rechute à des comportements mésadaptés (94, 95), il est possible que des mécanismes similaires conduisent à une rechute de suralimentation d’aliments HP et à une prise de poids, mais les études spécifiques sur ce sujet sont rares. Il existe également une pénurie d'informations sur les adaptations métaboliques et leurs effets sur la neurobiologie des récompenses et du stress qui peuvent survenir avec diverses interventions de perte de poids, notamment la perte de poids progressive, la perte de poids rapide via des «régimes amaigrissants» ou diverses interventions de chirurgie bariatrique. . En outre, un certain nombre de maladies liées au stress, telles que les troubles de l'humeur et d'anxiété, sont associées à l'obésité et à T2DM et, ce qui est intéressant, les médicaments pour de telles affections (certains antidépresseurs) augmentent le risque de prise de poids, mais il existe peu de preuves pour élucider les mécanismes sous-jacents à ces phénomènes. Dans le cadre de T2DM, un contrôle glycémique strict associé à une insulinothérapie exogène favorise souvent la prise de poids. Étant donné que l'hyperinsulinémie, la résistance à l'insuline ou les effets à long terme de celle-ci peuvent potentialiser les voies neuronales motivation-récompense et le besoin impérieux de nourriture chez les personnes obèses résistantes à l'insuline, il serait intéressant d'étudier des approches thérapeutiques moins susceptibles de promouvoir l'alimentation HP. un besoin impérieux et une ingestion qui réduisent le gain de poids chez ces individus susceptibles.
Enfin, de nouveaux progrès ont été réalisés dans la gestion comportementale et pharmacologique de l'obésité, mais on ignore leur lien avec la normalisation du stress, des perturbations métaboliques et des perturbations de la récompense chez les personnes obèses vulnérables. Par exemple, des preuves récentes suggèrent que le maintien du poids est associé à un niveau de stress bas et à une meilleure capacité à faire face au stress (96) (97). Dans la mesure où le stress favorise le manque de nourriture et les crises de boulimie, les interventions de réduction du stress peuvent s'avérer utiles pour des programmes efficaces de gestion du poids, et certaines études pilotes de réduction du stress comportemental chez l'obésité et T2DM montrent des effets positifs sur l'amélioration du stress, le manque d'aliments et la fonction physiologique (98, 99). Cependant, de telles recherches en sont à leurs balbutiements et nécessitent une plus grande attention à l'avenir. En outre, les médicaments utilisés pour traiter la toxicomanie sont également considérés comme des interventions potentielles pour la perte de poids (100). En effet, des recherches futures sur l'amélioration de notre compréhension des mécanismes neuro-comportementaux et métaboliques sous-jacents au stress, à la dépendance et à l'obésité seraient extrêmement utiles pour le développement de nouveaux traitements visant à atténuer la motivation, la consommation et la prise de poids liés à la HP.
Remerciements
Ces travaux ont été appuyés par NIDDK / NIH, 1K12DK094714-01, ainsi que par les subventions des fonds communs de recherche des NIH UL1-DE019586, UL1-RR024139 (Yale CTSA) et PL1 DA024859.
Notes
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Informations financières: Le Dr Sinha est membre du conseil consultatif scientifique d'Embera Neutotherapeutics. Ania Jastreboff assiste ManPower qui fournit des sous-traitants à l'unité de recherche clinique Pfizer New Haven.
Bibliographie