Résumé
L'alimentation au début de la vie influe de manière significative sur le développement du cerveau néonatal et la programmation métabolique. Une mauvaise alimentation peut entraîner des habitudes alimentaires malsaines et augmenter le risque d'obésité et de diabète de type 2 plus tard dans la vie. La maturation du microbiote intestinal pendant la petite enfance est également déterminée de manière critique par le régime alimentaire, et des modifications de la composition et de la diversité du microbiote ont été associées au développement du syndrome métabolique. Bien que la fonctionnalité du microbiote intestinal change rapidement en réponse aux changements de régime alimentaire, on ne sait pas si le microbiome intestinal au début de la vie est essentiel à l'établissement d'un comportement alimentaire sain à l'âge adulte.
Les calculs neuronaux centraux prennent des décisions concernant la recherche de nourriture, la prise alimentaire et le comportement alimentaire, et le système nerveux entérique signale réciproquement au cerveau les résultats nutritionnels résultant de ces choix alimentaires. Cette communication bidirectionnelle cerveau-intestin permet une mise à jour dynamique et flexible de la valeur intrinsèque, de la qualité et de l'appétence des aliments, ce qui déterminera le comportement alimentaire continu et la sélection directe des aliments. Une mauvaise alimentation au début de la vie a un impact négatif sur le développement neurologique de l'appétit central, de la récompense alimentaire et du métabolisme énergétique et peut modifier les décisions concernant les aliments et les préférences alimentaires. De plus en plus d'études suggèrent que le microbiote gastro-intestinal influence également le comportement appétitif de l'hôte, notamment la recherche de nourriture et l'envie de manger des aliments très appétissants. Par exemple, l'exposition précoce à des régimes riches en graisses et en sucre a un impact négatif sur la maturation de la communauté bactérienne intestinale et peut accroître la préférence pour les aliments gras et sucrés, augmentant ainsi le risque global de syndrome métabolique chez les enfants.
Cela met en évidence le rôle orchestrateur potentiel du microbiote dans la signalisation de l'axe alimentation-intestin-cerveau à l'interface du métabolisme et de la régulation centralisée du comportement alimentaire et de la récompense alimentaire. L'hormone orexigène, la ghréline, également appelée hormone de la faim, se distingue comme le seul signal gastro-intestinal stimulant la prise alimentaire et l'adiposité. Il joue un rôle clé dans la régulation centrale de l'appétit et de la récompense alimentaire et peut moduler les préférences en matière de graisses et les choix alimentaires. De plus, la ghréline est un régulateur majeur du développement des voies d'alimentation neuronales hypothalamiques au début de la vie. Nous avons récemment montré que les acides gras à chaîne courte (AGCC) dérivés du microbiote et des souches bactériennes spécifiques, y compris des souches du genre Bifidobacterium, peuvent modifier la signalisation des récepteurs de la ghréline. De plus, les souris exemptes de germes et les animaux traités aux antibiotiques présentent des taux de ghréline circulante plus faibles et il a été démontré que les suppléments prébiotiques et probiotiques normalisent les taux de ghréline. Néanmoins, d'autres études mécanistiques sont nécessaires pour comprendre pleinement l'impact de l'interaction microbiote-ghréline sur l'amorçage du métabolisme et la mise en place de contrôles homéostatiques et non homéostatiques régulés au niveau central de la prise alimentaire.
Nous émettons l'hypothèse qu'un déficit de maturation microbienne à la suite d'un régime riche en graisses et en sucre (HFHS) au début de la vie détermine de manière critique les résultats neurocomportementaux qui orientent le comportement alimentaire à l'âge adulte, qui peuvent en partie être médiés par la signalisation ghrélinergique. Compte tenu de l'importance de la colonisation du microbiote intestinal au début de la vie sur le développement du cerveau et l'amorçage du métabolisme, nous évaluerons le rôle du microbiote intestinal suivi d'un régime HFHS précoce sur les modifications à long terme des préférences alimentaires et la signalisation centrale de la récompense à l'âge adulte ; (2) nous étudierons les effets du HFHS précoce sur le développement et le fonctionnement des systèmes de neuropeptides hypothalamiques et extrahypothalamiques, y compris le ghinerrélien signalisation ; (3) nous étudierons le potentiel des interventions basées sur le microbiote intestinal pour remédier à ces effets. Pour interroger la trajectoire comportementale entre le HFHS et la consommation de microbiotes au début de la vie, nous utiliserons trois approches différentes.
Tout d'abord, nous comparerons le comportement alimentaire, les préférences alimentaires et les récompenses chez les animaux adultes après une exposition précoce au régime alimentaire à la HFHS par rapport aux animaux témoins. Les petits mâles et femelles seront exposés dès la naissance, par le biais du régime alimentaire de la mère, et jusqu'à deux semaines après le sevrage, par le biais du régime alimentaire de la progéniture, après quoi ils recevront une nourriture standard. Ensuite, les petits exposés au HSHF en début de vie seront traités conjointement avec une souche de Bifidobacterium longum active sur le plan métabolique (APC1472) ou avec un mélange alimentaire prébiotique (FOS/GOS) qui stimule la croissance des bifidobactéries, afin d'étudier les effets atténuants potentiels sur les conséquences négatives à long terme du comportement alimentaire associé à la HFHS au début de la vie.
Tout au long, nous étudierons les modifications des biomarqueurs neuroendocriniens périphériques et centraux, y compris la signalisation ghrélinergique, ainsi que les modifications du microbiote intestinal. L'identification des mécanismes médiés par le microbiote au début de la vie qui sous-tendent le développement neurologique de l'appétit, les voies de récompense alimentaire et les préférences alimentaires, qui influencent le comportement alimentaire, présente un potentiel unique pour le développement de stratégies ciblant la nutrition et le microbiote afin d'améliorer la santé métabolique et de favoriser un comportement alimentaire sain.
