Les fringales de sucre et de graisse présentent des différences notables dans le comportement addictif (2009)

Quels sont les aliments fréquents?

Pour le dire simplement, les gens se gavent généralement d'aliments très appétissants et riches en énergie. Ces aliments sont généralement riches en graisses, en sucres ou souvent les deux (8,9). Les épisodes de boulimie impliquent souvent la consommation de pain ou de pâtes, suivis fréquemment de friandises, d’aliments gras ou de collations salées (10). Les personnes ayant une préférence pour la consommation excessive d'aliments sucrés ont tendance à se gaver plus fréquemment.

Pourquoi les gens ne se gavent pas de brocoli? Il doit y avoir une propriété des «desserts» et des «collations» agréables, riches en sucre et / ou en gras, qui favorise la consommation excessive de nourriture. Il est bien connu que les sucres et les graisses ont des effets différents sur la physiologie et la chimie du cerveau (11), ce qui peut être lié à leurs effets différents sur le comportement. Pour comprendre les bases comportementales et neurochimiques de la frénésie alimentaire liée à des macronutriments spécifiques, nous nous tournons vers des modèles animaux de laboratoire de la frénésie alimentaire.

Modèles animaux de consommation excessive

La frénésie alimentaire est un comportement multiforme, avec des composantes émotionnelles et culturelles difficiles à reproduire avec des modèles animaux. Néanmoins, les modèles animaux de frénésie alimentaire sont fondamentaux pour comprendre les bases physiologiques et neurochimiques de ce comportement.

Modèles de consommation excessive de sucre

Plusieurs laboratoires ont utilisé un accès limité aux solutions sucrées pour modéliser la frénésie alimentaire (12-15). Les résultats suggèrent tous que les animaux vont se livrer à une consommation excessive d'aliments sucrés lorsqu'ils sont offerts par intermittence. Notre laboratoire a développé un modèle de consommation excessive de sucre (16) dans laquelle les rats sont soumis à une restriction alimentaire quotidienne 12-h, puis à une solution de 25% glucose ou 10% saccharose (similaire à la concentration en sucre d'une boisson sans alcool) et à un régime pour rongeurs non purifié. Après quelques jours, les rats augmentent leur consommation quotidienne de sucre (Fig. 1 A) et commencent à se gaver, comme indiqué par une augmentation de leur consommation de solution de sucre au cours de la première heure d'accès. Les rats qui ont accès à la solution de sucre et à un régime non purifié ad libitum consomment une quantité quotidienne totale similaire à celle consommée par les rats en boulimie, mais ils se livrent rarement à des épisodes de boulimie discrets. Le poids corporel et l’apport calorique quotidien total ne diffèrent pas de la normale chez les rats qui consomment une quantité excessive de sucre (Fig. 1 C), indiquant que les rats sont capables de réguler leur apport en énergie et de compenser l'excès d'énergie en mangeant moins de régime non purifié de rongeurs (Fig. 1 B).

  

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FIGURE 1   

Consommation de sucre et de régime non purifié (chow) au cours de la période d'accès à 28-d dans un modèle de frénésie de sucre chez le rat. Les rats ayant un régime de sucre intermittent + un régime non purifié ont augmenté progressivement leur consommation quotidienne de sucre au fil du temps (A). Les rats ayant un régime de sucre intermittent + un régime non purifié mangeaient un régime moins non purifié que le groupe du régime non purifié par intermittence et le groupe témoin du régime non purifié ad libitum (B) Cependant, les groupes ne différaient pas de l'apport énergétique quotidien total (1 kcal = 4.184 kJ) (C). Les valeurs sont des moyennes ± SEM, n = 9 – 10 / groupe. Reproduit avec la permission de Avena et al. (23).

Modèles de consommation excessive de graisse

Les animaux vont aussi se gaver de graisse pure, ce qui suggère que la frénésie alimentaire ne se limite pas au goût sucré. Corwin et al. (17) ont montré que les rats rassasiés ayant accès à un régime non purifié pour rongeurs ad libitum se gaveraient de graisse végétale (graisse végétale) lorsqu’elle se présentait chaque jour pour 2 h; cet effet est renforcé lorsque la graisse est offerte seulement 3 fois par semaine. Une conclusion similaire a été rapportée avec un raccourcissement sans gras trans (18). Les rats ayant un accès restreint à la graisse végétale ne montrent pas d’altération du poids corporel ni de l’accumulation de graisse corporelle par rapport aux témoins nourris au régime non purifiés (17,19) Cependant, ils présentent des taux plasmatiques élevés de leptine (19).

Modèles de consommation excessive de mélanges sucré-gras

La combinaison de matières grasses et sucrées active de multiples récepteurs du goût, des signaux postestifs et des systèmes neuropeptidiques. Boggiano et d’autres entreprises ont utilisé des combinaisons sucre-graisse, sous forme de biscuits ou de mélanges sucre-graisse, pour provoquer des crises de boulimie dans des modèles de laboratoire (20,21). Nous avons développé un modèle de frénésie alimentaire utilisant un régime nutritionnel complet sucré-gras chez le rat non soumis à des restrictions alimentaires (22). Les rats bénéficiant d'un accès quotidien de 2-h à un aliment sucré [régime de recherche #Pellets 12451,% de matières grasses 45,% de protéines 20,% de glucides 35, même s'ils avoir accès au régime standard non purifié de rongeurs ad libitum pour les autres 4.7 h / d. Lorsque l'on accède à 20, le comportement de débordement est le plus prononcé et ces rats consomment en moyenne 22% de leur apport énergétique quotidien pendant la période 3-h d'accès à l'aliment sucré / gras (Fig. 2 A). Ces rats limitent eux-mêmes leur consommation de régime alimentaire standard non purifié, similaire aux effets rapportés avec le sucre (23) et d’autres ont signalé des cas de graisse (17,19) ou des régimes riches en sucre (14). Les crises de boulimie cycliques et les restrictions alimentaires auto-imposées entraînent des fluctuations du poids corporel quotidien, caractérisées par une perte de poids entre les crises de boulimie (Fig. 2 B). Cependant, même si nous prenons en compte l'auto-restriction du régime non purifié standard chez les rongeurs, une augmentation globale du poids corporel se produit chez les rats qui consomment des boulettes de graisse sucrée par rapport aux groupes témoins nourris uniquement même granulés de graisse sucrée ad libitum (Fig. 2 C). Ainsi, ce modèle représente une consommation excessive de nourriture qui peut entraîner une augmentation du poids corporel.

  

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FIGURE 2   

Apport énergétique et modification du poids corporel chez un modèle de frénésie graisseuse chez le rat. Apport énergétique total quotidien pendant l'accès 3 par semaine exprimé en énergie provenant d'un régime alimentaire non purifié standard (Chow) (blanc) versus régime non purifié sucré (noir) (A). Le groupe de 2 heures par jour de graisse sucrée et un groupe qui a reçu 2 heures de régime sucré-gras uniquement les lundis, mercredis et vendredis (2 heures MWF sucré-gras) consomment tous deux> 50% de leur énergie quotidienne de sucré -un régime gras lorsqu'il est disponible. Un motif en dents de scie émerge pour le groupe de 2 heures par jour de graisse sucrée dans lequel ils diminuent le poids avant et augmentent chaque jour après le poids (B). Cependant, malgré cette fluctuation du poids corporel tout au long de la journée, les rats qui prenaient quotidiennement de la graisse sucrée 2-h avaient significativement plus de poids corporel total que les rats nourris au régime standard non purifié à volonté (1 kcal = 4.184 kJ) (C). Les valeurs sont des moyennes ± SEM, n = 10 / groupe. * Différent du groupe standard chow ad libitum, P <0.05. Adapté avec la permission de Berner et al. (22).

Dépendance alimentaire

De nombreux scientifiques ont émis l'hypothèse que l'obésité et les troubles de l'alimentation, tels que la boulimie et l'anorexie, pourraient avoir les propriétés d'une «dépendance» (24-30). De plus, plusieurs livres d’entraide populaires ont été écrits sur le thème de la «dépendance au sucre» (31-34, pour en nommer quelques uns). Des études cliniques et des études sur des animaux de laboratoire révèlent des similitudes entre la suralimentation et la toxicomanie.

Soutien clinique à la théorie de la dépendance alimentaire

Une étude clinique récente suggère que les glucides peuvent avoir un potentiel d’abus pour les «cravers de glucides» (35). De même, des changements liés à l'état de manque en réponse à des aliments au goût agréable ont été identifiés à l'aide de techniques d'imagerie cérébrale, et ces changements sont similaires à ceux observés pendant l'état de besoin d'un médicament (36,37) Dopamine (DA)⁴ un rôle commun dans l’abus de drogues et l’obésité (28). La tomographie par émission de positrons révèle que les sujets obèses présentent une réduction du D striatal₂ disponibilité du récepteur en corrélation avec le poids corporel du sujet (38) et similaires aux réductions rapportées chez les toxicomanes (39). Les opioïdes ont également fait l'objet d'études cliniques (25). Les dysfonctionnements de l'appétit sous forme de frénésie alimentaire ou d'auto-famine peuvent affecter l'activité des opioïdes endogènes (40). Ensemble, ces études cliniques confirment l'opinion selon laquelle les excès alimentaires peuvent affecter le comportement et les systèmes cérébraux d'une manière qui ressemble à des aspects d'une dépendance.

Preuve comportementale de dépendance au sucre chez les animaux de laboratoire

De nombreux comportements et changements neurochimiques caractéristiques de la toxicomanie sont également apparents dans notre modèle animal de boulimie du sucre décrit ci-dessus et résumé dans Tableau 1. Ce modèle est examiné et associé à la littérature sur la toxicomanie plus en détail ailleurs (16).

En bref, les rats recevant quotidiennement un accès intermittent à une solution de sucre et à un régime non purifié augmentent leur consommation de sucre et leur consommation durant la première heure d'accès quotidien, ce que nous définissons comme une «frénésie» (15). Des rats à la consommation excessive de sucre présentent des signes de sevrage ressemblant à des opiacés lorsqu’on leur administre une dose relativement élevée de naloxone, un antagoniste des opioïdes (3 mg / kg, sous-cutané). On observe des signes somatiques de sevrage, tels que claquement de dents, tremblements de la patte arrière et tremblements de la tête, ainsi que des manifestations comportementales de l’anxiété (41). Des signes similaires de sevrage ressemblant à des opiacés apparaissent spontanément sans l'utilisation d'un antagoniste des opioïdes lorsque tous les aliments sont éliminés pour 24 h (23,41). Une pression au levier chez des rats mangeurs de sucre pour 23% de sucre en plus dans un test après 2 sem. Sans sucre, comme jamais auparavant (42), suggérant un changement de l'impact motivationnel du sucre qui persiste et augmente tout au long d'une période d'abstinence. Nous avons également montré que les rats ingérés de sucre développent une sensibilisation croisée locomotrice à une faible dose d’amphétamine (0.5 mg / kg, par voie intrapéritonéale), n’ayant que peu ou pas d’effet sur les rats naïfs (43). Lorsque les rats se gavent de sucre puis sont contraints de s’abstenir, ils montrent par la suite une consommation accrue de 9% alcool (44), suggérant que l’accès intermittent au sucre peut être une passerelle vers la consommation d’alcool.

D'autres chercheurs ont obtenu des résultats comportementaux favorables en utilisant des modèles similaires de consommation excessive de sucre. Des signes d’anxiété ont été rapportés chez des rats ayant un accès limité à un régime alimentaire riche en saccharose (14). On a signalé que le simple retrait du sucre abaissait la température corporelle (45). De même, un comportement agressif a été observé lors de la suppression d'un régime alimentaire impliquant un accès intermittent au sucre (46). En utilisant un conditionnement opérant, Grimm et al. (47) constatent que la recherche de saccharose augmente pendant un mois d’abstinence chez les rats ayant accès au sucre par intermittence. L'accès intermittent au saccharose provoque une sensibilisation croisée non seulement avec l'amphétamine (43) mais aussi avec de la cocaïne (48) et facilite la sensibilisation au quinpirole, un agoniste de la DA (49). Ces résultats corroborent la théorie selon laquelle le système d'AD est sensibilisé par un accès intermittent au sucre; ceci est important car une neurotransmission dopaminergique mésolimbique accrue joue un rôle dans les effets comportementaux de la sensibilisation ainsi que dans la sensibilisation croisée (50) et peut contribuer à la dépendance (51,52).

Preuve neurochimique de la dépendance au sucre

Les preuves décrites ci-dessus suggèrent que la consommation excessive de sucre peut produire des comportements similaires à ceux observés chez les rats toxicodépendants. Des changements neurochimiques concomitants peuvent entraîner ou perpétuer ces comportements. Ces signes sont également résumés dans Tableau 1 et sont expliqués plus en détail dans un article précédent (16).

Nous avons constaté des modifications dans les systèmes DA, acétylcholine (ACh) et opioïdes chez les rats hyperphaulants, similaires à celles observées avec certaines drogues d'abus. L'autoradiographie révèle une augmentation de D₁ liaison au récepteur dans le noyau accumbens (NAc) et diminution de D₂ liaison au récepteur dans le striatum par rapport aux rats nourris au régime non purifiés (15). Les rats ayant accès au sucre intermittent et à un régime non purifié ont également diminué D₂ ARNm du récepteur dans le NAc et augmentation de D₃ dans le NAc et le striatum dorsal par rapport aux témoins nourris au régime non purifiés (53). Les rats se gorgeant de sucre présentent une diminution significative de l'ARNm de l'enképhaline (53), tandis que μLa liaison aux récepteurs opioïdes est significativement améliorée dans la coquille, le cingulat, l'hippocampe et le locus coeruleus de l'ANc (15).

L’un des points communs neurochimiques les plus forts entre la consommation excessive de sucre et l’abus de drogues est leur effet sur le DA extracellulaire. L’augmentation répétée de la DA extracellulaire est l’un des signes distinctifs des médicaments dont on fait l’abus, alors que lors d’une alimentation normale, la réponse au DA s’efface progressivement après une exposition répétée à un aliment (54). Lorsque les rats consomment une quantité excessive de sucre, la libération de DA est récurrente, ce qui peut amener le cerveau à s'adapter à une drogue abusive. Les rats qui consomment du sucre libèrent apparemment de la DA tous les jours, mesurée en fonction de l'accès 1, 2 et 21 (55). Les rats témoins nourris au sucre ou avec un régime non purifié ad libitum, les rats ayant un accès intermittent à un régime uniquement non purifié, ou les rats ayant un goût de sucre uniquement 2, développent une réponse DA atténuée typique d'un aliment qui perd sa nouveauté.

Le sevrage de drogues telles que la morphine, la nicotine et l’alcool s'accompagne souvent de modifications de l’équilibre DA / ACh dans le NAc: spécifiquement, le DA diminue tandis que l’ACh augmente (56-58). Les rats buvant du sucre montrent également ce déséquilibre neurochimique en DA / ACh pendant le sevrage. Ce résultat se produit à la fois lorsque la naloxone est administrée à des rats pour précipiter un sevrage semblable à celui des opiacés (41) ou après 36 h de privation de nourriture (23).

D'autres ont rapporté des résultats favorables. Il y a une diminution de D₂ liaison au récepteur dans la NAc de rats ayant un accès intermittent au saccharose et à un régime non purifié, par rapport aux rats recevant uniquement un régime intermittent non purifié (59), et chez le rat, des altérations surviennent chez le rat, selon le chiffre d'affaires et la liaison du transporteur de DA avec un régime d'alimentation en sucre intermittent (12,60).

Existe-t-il des signes de dépendance vis-à-vis de combinaisons de gras ou de combinaisons de gras sucré?

La littérature suggère que, comme pour le sucre, un état semblable à une dépendance peut émerger avec de la graisse. Le Magnen (29) ont noté que la naloxone pourrait précipiter le sevrage chez les rats nourris avec une alimentation de type cafétéria ad libitum contenant une variété d’aliments riches en matières grasses et en sucre (par exemple, fromage, biscuits, pépites de chocolat). Plus récemment, Teegarden et Bale (61) montrent que les souris ayant accès à des régimes riches en lipides ou en glucides ad libitum pendant la semaine 4, puis obligées de s'abstenir de supporter un environnement hostile pour avoir accès à leur nourriture préférée. Ils concluent que le retrait d'un tel régime élève l'état de stress et contribue à la rechute. Corwin et ses collègues ont également montré une augmentation du taux de réponse progressive chez les rats qui se gavaient de graisse (62).

Sur le plan neurochimique, il apparaît que la consommation excessive de graisse a des effets sur les systèmes d'accumbens DA et enképhaline similaires à ceux observés avec une consommation excessive de sucre. Une exposition limitée à la graisse (huile de maïs) libère de manière répétée du DA dans le NAc, et cet effet est provoqué par le goût de l'huile (63). Les rats ayant un accès quotidien limité à un régime sucré-gras montrent une diminution significative de l'ARNm de l'enképhaline dans le NAc (64), similaire à la conclusion rapportée ci-dessus avec le sucre (53). Le rôle des opioïdes dans le noyau paraventriculaire de l'hypothalamus a été étudié à l'aide d'un modèle de frénésie alimentaire (65) et les résultats suggèrent que d-Ala², NMe-Phe⁴, Gly-ol⁵-enképhaline augmente l'apport en graisses chez les rats préférant les graisses mais n'a aucun effet sur les rats préférant le saccharose. Ces résultats indiquent un rôle complexe des opioïdes nucléaires paraventriculaires dans la prise alimentaire, la préférence et le type de nutriment affectant la capacité de ces composés à modifier le comportement.

Sur la base de cette neurochimie et des comportements décrits ci-dessus, il semble logique que la consommation excessive de graisse puisse également produire des comportements de type dépendance. Cependant, les données ne sont pas claires. Bien que les graisses offertes ad libitum aient provoqué des comportements de type dépendance (29,61), une consommation excessive pourrait améliorer ces effets. Nous avons examiné si des signes comportementaux de dépendance apparaissaient lorsque les animaux se gavaient en utilisant une variété de régimes riches en graisses et de combinaisons de protéines sucrées / graisseuses. Nous avons testé des rats avec un accès limité (12-h ou 2-h) à un régime sucré-gras (Research Diets #12451,% de graisse 45, 20% de protéines, 35% de glucides), un accès de 12-h à une douce mélange (35.7% graisse végétale, 64.3% saccharose) ou 12-h accès à la matière grasse végétale (100% shortening végétal Crisco), tous avec un régime non purifié disponible simultanément. Les groupes de contrôle ont été nourris ad libitum de ces régimes ou ont donné un régime standard non purifié ad libitum. Après l’alimentation de 21 – 25 d, on a administré du naloxone sous-cutané à 3, en mg / kg, puis observé des signes somatiques de détresse et d’anxiété dans le labyrinthe élevé. Aucun signe significatif de sevrage analogue à un opiacé n’a été trouvé avec l’une de ces options diététiques riches en graisse, que ce soit dans les groupes de boulimie ou ceux recevant de la nourriture à volonté, bien que ces procédures aient donné des résultats positifs dans nos précédents rapports avec une boulimie du sucre (41). Dans d'autres études, nous avons tenté de faire apparaître des signes de sevrage spontané de type opiacé par des aliments privant les rats de régimes 24 – 36 h et d'une alimentation riche en graisses. De nouveau, bien que nous rapportions des signes d’anxiété et des signes somatiques de détresse après le jeûne chez des rats hyperphages23), cela n'a pas été observé chez les rats qui avaient consommé une source riche en graisse dans leur régime alimentaire.

Bien que nous n'ayons pas noté de signes de sevrage ressemblant à des opiacés chez des rats hyperpuissants, cela ne signifie pas qu'un apport excessif de graisse ne peut pas produire de comportements de type dépendance. Le sevrage n'est pas un critère nécessaire pour le besoin impérieux de drogue, tout comme la privation de nourriture n'est pas nécessaire pour le besoin impérieux de nourriture (37). En outre, différentes classes de médicaments (par exemple, les agonistes de la DA, les opiacés) entraînent des signes de sevrage comportementaux et physiologiques spécifiques. Ainsi, il est possible que différents macronutriments produisent également des signes de sevrage différents. Il reste à déterminer si une consommation excessive de graisse peut entraîner d'autres comportements de nature à créer une dépendance, notamment une sensibilisation croisée et une motivation anormale causée par l'abstinence.

Pourquoi les signes de sevrage ressemblant à des opiacés apparaissent-ils avec du sucre mais pas de boulimie?

Le manque relatif de signes de sevrage ressemblant à des opiacés après une consommation excessive de graisse souligne l’importance des systèmes opioïdes dans la différenciation des sucres et des graisses et leurs effets ultérieurs sur le comportement. La galanine, un neuropeptide (GAL), et ses sites de liaison sont exprimés dans les zones du cerveau importantes pour la récompense médicamenteuse et alimentaire (11). La GAL est considérée comme un peptide stimulé par les graisses car son expression est augmentée dans ces régions du cerveau en réponse à un repas riche en graisses (66). En outre, l’injection hypothalamique de GAL favorise la consommation de graisses de préférence aux glucides dans certaines situations (67,68). Fait intéressant, l’injection périphérique de galnon, un agoniste synthétique du GAL, diminue les signes de sevrage des opiacés chez les souris dépendantes de la morphine (69). Une seule injection systémique de galnon chez des souris neutralisantes GAL suffit à inverser certains des changements biochimiques induits par l'administration de morphine (70). Ainsi, la GAL peut être un régulateur négatif endogène de la récompense des opiacés en atténuant certains des effets comportementaux et neurochimiques des opiacés. Sur la base de ces données, il est possible que l’absence de signes de sevrage semblables à ceux des opiacés chez les rats hyperpuissants puisse être causée par une activation de la GAL endogène induite par les graisses, qui peut inhiber les effets opioïdes pertinents.

Implications pour les troubles de l'alimentation et l'obésité

Nous avons commencé cet article par une discussion entre la frénésie alimentaire et l'obésité. En effet, les résultats présentés avec des modèles animaux suggèrent que la consommation excessive de sucre, voire de graisse, pourrait avoir certaines propriétés addictives. Cependant, la consommation excessive de sucre n’affecte pas le poids corporel, mais une combinaison de sucre et de graisse entraîne une augmentation du poids corporel (22). Ainsi, la graisse peut être le macronutriment entraînant un excès de poids, et le goût sucré peut être en grande partie responsable de la création de comportements de type dépendance pouvant inclure un syndrome de sevrage.

Les autres articles de ce supplément incluent des références (73-75).