Détection des nutriments par le système nerveux gastro-intestinal et contrôle de l’homéostasie énergétique

Nutrient sensing by the gastro-intestinal nervous system and control of energy homeostasis

¹ Inserm U855, Faculté de Médecine Laennec Lyon-Est, 69372 Lyon Cedex 08, France
² Université Lyon 1, 69622 Villeurbanne, France
³ Université de Lyon, 69008 Lyon, France

Auteur correspondant : Gilles Mithieux, gilles.mithieux@inserm.fr

Reçu : 8 Décembre 2015

Résumé

Les nerfs gastro-intestinaux sont cruciaux dans la détection des nutriments et des hormones et sa traduction en termes de contrôle de la prise alimentaire. Les principaux macronutriments comme le glucose et les protéines sont détectés par les nerfs extrinsèques situés dans les parois de la veine porte. Le glucose est détecté par les neurones exprimant le récepteur de glucose SGLT3. Il initie ainsi un signal qui active les principales régions du cerveau impliquées dans le contrôle de la prise alimentaire et induit un phénomène de satiété. Les protéines alimentaires agissent indirectement sur la prise alimentaire par induction de la synthèse de glucose dans l’intestin (la néoglucogenèse intestinale, NGI) et sa détection par le capteur de glucose portal. Dans le cas des protéines, les peptides se lient aux récepteurs μ-opioïdes de la veine porte pour induire la NGI via un premier arc-réflexe central. De façon comparable, les acides gras à chaîne courte (AGCC) produits par le microbiote intestinal à partir des fibres alimentaires solubles exercent leurs effets anti-obésité et anti-diabète via la néoglucogenèse intestinale. Dans le cas de l’AGCC propionate, le mécanisme implique une activation préalable du récepteur des acides gras libres présent dans les nerfs portaux et un arc réflexe initiant la néoglucogenèse intestinale.

Abstract

The gastrointestinal nerves are crucial in the sensing of nutrients and hormones and its translation in terms of control of food intake. Major macronutrients like glucose and proteins are sensed by the extrinsic nerves located around the portal vein walls, which signal to the brain and account for the satiety phenomenon they promote. Glucose is sensed in the portal vein by neurons expressing the glucose receptor SGLT3, which activates the main regions of the brain involved in the control of food intake. Proteins indirectly act on food intake by inducing intestinal gluconeogenesis and its sensing by the portal glucose sensor. The mechanism involves a prior antagonism by peptides of the μ-opioid receptors present in the portal vein nervous system and a reflex arc with the brain inducing intestinal gluconeogenesis. In a comparable manner, short chain fatty acids produced from soluble fibers act via intestinal gluconeogenesis to exert anti-obesity and anti-diabetic effects. In the case of propionate, the mechanism involves a prior activation of the free fatty acid receptor FFAR3 present in the portal nerves and a reflex arc initiating intestinal gluconeogenesis.