IMPLICATION DE GHRELINE/OBESTATINE, DEUX PEPTIDES ISSUS DU MEME PRECURSEUR, DANS

LE CONTRÔLE DE LA SECRETION D’HORMONE DE CROISSANCE ET DU COMPORTEMENT

ALIMENTAIRE

Travail de thèse réalisé au sein de l’unité INSERM U549

Régulation de la sécrétion de GH et du comportement alimentaire

Sécrétion de GH

SRIH

GHRH

Contrôle de la PA

NPY/AgRP

POMC/CART

MCH

MCH/CART

ORE

CRHTRH

OT/AVP

Facteurs intra-hypothalamiques, extra-hypothalamiques

Régulation de la sécrétion de GH et du comportement alimentaire

Sécrétion de GH Contrôle de la PA

Leptine Ghreline

Facteurs intra-hypothalamiques, extra-hypothalamiques

SRIH

GHRHNPY/AgRP

POMC/CART

MCH

MCH/CART

ORE

CRHTRH

OT/AVP

Facteurs périphériques

Pri

se a

lim

enta

ire

(min

/30m

in)

10h20 14h20 17h20

Jour NuitTemps (h)10 12 14 16

Tolle, Bassant, Zizzari et al., 2002

1. Quel est le rôle de la ghreline endogène dans la régulation • de la sécrétion de GH ?• du comportement alimentaire ?

Sécrétion spontanée de ghreline

Ghreline octanoylée

Ghreline non octanoylée

Ghreline octanoylée

Ghreline non octanoylée

Anticorps N terminal

Sécrétion spontanée de ghreline

ghreline octanoylée

Anticorps C terminal

Sécrétion spontanée de ghreline

Ghreline octanoylée

Ghreline non octanoylée

Anticorps N terminal

ghreline totaleghreline octanoylée

Nadir (pg/ml)

Taux moyens (pg/ml)

4620±820

Intervalle entre 2 pics (min)

887±105

3067±320

637±98

Amplitude des pics (pg/ml)

5375±603

1352±173

Nombre de pics/8h

2,5±0,3

2,7±0,4

137±15

117±10

Cluster

r=0,73

P<0,0001

Ghreline octanoylée (pg/ml)

Gh

reli

ne

To

tale

(p

g/m

l)

Sécrétion spontanée de ghreline totale et de ghreline octanoylée

Sur 8 rats :pas de corrélation individuelle ou globale (r=0,1189; P=0,0959) entre GH et ghreline octanoylée ou entre GH et ghreline totale

NadirTaux moyens

Intervalle entre 2 pics (min)

Amplitude des pics

Nombre de pics/8h

4620±820 3067±320 5375±603 2,5±0,3 137±15

17,3±2,8 10,9±2,2 36±6 2,6±0,3 139±21

887±105 574±101 1453±258 1,9±0,3 168±21

ApEnCluster

0,814±0,029

0,890±0,036

0,899±0,042

Sécrétion spontanée de ghreline totale ou octanoyléeet d’hormone de croissance

Caractérisation in vitro et in vivo du BIM-28163, un antagoniste du GHS-R 1a

2500

2000

1500

1000

500

0

- 500Vehicle

+Vehicle

BIM-28163+

Vehicle

Vehicle+

hGhrelin

BIM-28163+

hGhrelin

Sé

cré

tio

n d

e G

H (

AU

C) *

5000

4000

3000

2000

1000

0

Vehicle+

Vehicle

BIM-28163+

Vehicle

Vehicle+

hGHRH

BIM-28163+

hGHRH

Sé

cré

tio

n d

e G

H (

AU

C)

*

*

Mo

bil

isat

ion

du

[C

a2+]i

(%

des

Co

ntr

ôle

s)

Zizzari et al., 2005

Prélèvements sanguins toutes les 20 min.

de 10h à 16h (J0 et J1)

Sérum

J-6 J-5 J0 J1J-4 J-3 J-2 J-1

Effet sur la sécrétion de GH d’un traitement de 48 heures par le BIM-28163

Sérum physiologique BIM

BIM

Sérum

Zizzari et al., 2005

1- Ghreline et GH sont sécrétées toutes 2 de manière épisodique avec une fréquence d’apparition des pics comparable. Néanmoins dans nos conditions nous n’observons pas de corrélation stricte entre taux de ghreline et taux de GH2- La ghreline octanoylée est capable de moduler l’amplitude des pics de GH

Les résultats obtenus avec deux approches différentes

montrent que :

La ghreline octanoylée n’interviendrait pas dans la genèse de la pulsatilité mais amplifierait le patron de sécrétion

suggèrent que :

30 min

20±4%Dans 77%

Episode dePA

30 min

15±2%

Dans 79%

Ghreline octanoylée et prise alimentaire

Mesure en continu de la prise alimentaire et de la boisson

J-6 J-5 J0 J1J-4 J-3 J-2 J-1

Sérum BIM

Effet du traitement ICV par le BIM-28163, sur la prise alimentaire

Sérum

Zizzari et al., 2005

• Les récepteurs qui contrôlent la sécrétion de GH et la prise alimentaire sont-ils différents?

Pourquoi l’antagoniste qui est capable de diminuer l’amplitude des pics de GH n’a-t-il pas d’effet sur la prise alimentaire ?

• Les récepteurs GHS-R1a présents sur les neurones impliqués d’une part dans le contrôle de la sécrétion de GH d’autre part dans le contrôle de la prise alimentaire sont-ils dans un état d’activation différent?

Bien que la corrélation entre ghreline octanoylée et prise alimentaire soit meilleure qu’entre ghreline et GH

• tous les pics de ghreline ne sont pas suivis d’un épisode de prise alimentaire (15/29)• les souris qui n’ont plus de ghreline consomment la même quantité de nourriture que les animaux contrôles

Obestatine = un peptide issu du même précurseur que la Ghreline et présentant des effets opposés à ceux de la ghreline

Est-ce que l’existence de l’obestatine peut permettre de comprendre pourquoi il est difficile de mettre en évidence le rôle de la ghreline endogène dans la régulation de la sécrétion de GH et du comportement alimentaire.

Zhang, 2005

Obestatine, et sécrétion de GH

(10 µg/rat)

Zizzari et al., 2007

Obestatine, et prisealimentaire

5h 17h 5h 17h 5h

injections+accès à la nourriture

Ad libitumJeûne

16h 17h 19h 21h 10h

C57Bl6J,mâle de 12 semaines

+1h+3h

+5h+18h

Zizzari et al., 2007

Obestatine inhibe partiellement l’effet de la ghreline • sur GH • sur la prise alimentaire

En résumé Dans certaines conditions :

Ghreline et Obestatine

Gh

relin

e/O

be

sta

tin

e (

nm

ole

/L)

Temps (h)

Zizzari et al., 2007

Corrélation ghreline/obestatine Individuelle : 3/8 rats, r2=0.315 ; 0.399 ; 0.357, avec P=0.0125, 0.0049, 0.0069Globale : r2=0.0297, P=0.0344

Nadir (pmole/L)

Taux moyens (pmole/L)

358±25

Intervalle entre 2 pics (min)

317±8

259±21

253±12

Amplitude des pics (pmole/L)

452±21

385±17

Nombre de pics/6h

2,25±0,25

1,50±0,27

85±14

117±52

Cluster

Ghreline et Obestatine

Gh

relin

e/O

be

sta

tin

e (

pm

ole

/L)

Temps (h)

Zizzari et al., 2007

L’obestatine est sécrétée de façon épisodique mais il n’existe qu’une faible corrélation entre les taux de ghreline octanoylée et ceux d’obestatine.

Est-ce que ghreline et obestatine sont libérées par les mêmes cellules, sont-elles régulées parallèlement ou indépendamment ?

Obestatine et statut nutritionnel

• Du tonus des autres neuropeptides impliqués dans ces régulations (SRIH pour GH, NPY et POMC pour prise alimentaire)

• Du rapport ghreline/obestatine

L’ensemble des résultats obtenus au cours de cette étude nous a conduit à faire l’hypothèse que l’effet de la ghreline endogène sur la sécrétion de GH et sur le comportement alimentaire dépendrait :

1. Quel est le rôle de la ghreline endogène dans la régulation • de la sécrétion de GH ?• du comportement alimentaire ?

2. En retour est-ce que GH et état nutritionnel interviennent dans la régulation de la sécrétion de ghreline ?

Influence de la GH sur la libération de ghreline

Chez le Rat

Chez l’Homme

Régulation de la ghreline par l’état nutritionnel

Anorexie nerveuseSujets : Témoins, Anorexiques avant et après renutrition, maigreurs constitutionnelles

***

****** ***

**

***

Tolle et al., 2003

Anorexie nerveuse

Les taux de Ghreline dépendent plus de l’état nutritionnel que de la masse grasse.

Sujets : Témoins, Anorexiques avant et après renutrition, maigreurs constitutionnelles

Tolle et al., 2003

***

****** ***

**

***

Modèle d’obésité et d’hyperphagie chez le rat

Rat Zucker : obèse, hyperphage, resistant leptine et insuline

Rat Wistar de même âge

Rubino, Zizzari et al., 2005

Le Bypass « Roux-en-Y »

Effets différents sur la sécrétion de ghreline suivant les études.

Est-ce que ces différences proviennent :de l’exclusion de parties différentes de l’estomac ou de dérivations variables de l’intestin ?

Réduction de la capacité gastrique et dérivation de la majorité de l’estomac, du duodénum et d’une partie du jéjunum

Une des chirurgies bariatriques les plus efficaces pour le traitement de l’obésité morbide.

AG

BDJ

Prise alimentaire (g)

Zucker

BDJAGSham

Gain de masse corporelle (g)

40

30

20

10

Chirurgie bariatrique, Prise alimentaire, gain de masse corporelle et sécrétion de ghreline

Wistar

BDJSham

BDJSham20

30

40

40

30

20

10

30

20

10

0

BDJAGSham

Ces résultats suggèrent que des facteurs en provenance de l’intestin pourraient contrôler la sécrétion de ghreline. Une altération de ce système pourrait participer au développement de l’obésité

BDJ

Sham

Rubino, Zizzari et al., 2005

1. Quel est le rôle de la ghreline endogène dans la régulation • de la sécrétion de GH ?• du comportement alimentaire ?

2. En retour est-ce que GH et état nutritionnel interviennent dans la régulation de la sécrétion de ghreline ?

3. Est-ce que la ghreline est impliquée dans la vulnérabilité de certains sujets vis-à-vis de l’anorexie mentale ?

Leu72Met (C/A) Gln90Leu (A/T)

114 trios : Patiente (Diagnostic : ANR ou ANB), Père, Mère

Leu72Met (C/A) 21/6 0.004

T/NT P

8/4 0.25ANR

ANB 0.00513/2

Gln90Leu (A/T) 7/14 0.13

5/7 0.56

2/7 0.096

Chez l’anorexique le polymorphisme Leu72Met présente un déséquilibre de transmission qui est plus marqué chez les patientes ANB que chez les patientes ANR

Est-ce que ce polymorphisme entraine une altération de la maturation de la pré-pro-ghreline ?

Dardennes, Zizzari et al., 2007

Conclusions/Perspectives (I)

Ghreline et obestatine, deux peptides issus du même précurseur, sont libérées dans la circulation sanguine de façon rythmique

Néanmoins :• la fréquence d’apparition des pics de ghreline et d’obestatine est légèrement différente• il n’y a pas de corrélation stricte entre taux de ghreline et d’obestatine• ghreline et obestatine semblent régulées différemment au cours du jeûne

Ces résultats suggèrent l’existence de régulations différentes de la synthèse et/ou de la libération de ghreline et d’obestatine

Questions posées :• ghreline et obestatine sont-elles maturées par les mêmes protéines convertases ?• sont-elles produites par les mêmes cellules ?• est-ce que leur libération est régulée par les mêmes facteurs ?

Conclusions/Perspectives (II)

Alors que l’injection de ghreline entraîne immédiatement une très forte augmentation de la libération de GH, il n’existe pas de relation stricte entre pics de ghreline et pics de GH. Néanmoins la ghreline endogène est capable de moduler l’amplitude des pics spontanés de GH.Dans certaines conditions l’obestatine sans effet par elle-même inhibe partiellement l’effet de la ghreline sur la sécrétion de GH Questions posées :• notre dosage reconnaissant probablement à la fois la ghreline octanoylée libre et liée, est-ce que les pics de ghreline libre seraient mieux en relation avec ceux de GH ?• est-ce que la ghreline ne peut augmenter la sécrétion de GH que dans certaines conditions, comme par exemple en dessous d’un certain seuil du tonus somatostatinergique ?• est-ce que l’effet de la ghreline dépend du rapport ghreline/obestatine

Conclusions/Perspectives (III)

Il existe une bonne relation entre modifications des taux de ghreline et prise alimentaire. Néanmoins, tous les pics de ghreline ne sont pas suivis par une augmentation de prise alimentaire. Dans certaines conditions, l’obestatine est capable de bloquer partiellement l’effet de la ghreline sur la prise alimentaire. Questions posées :• est ce que des modifications des taux d’obestatine sont observées en fonction des épisodes de prise alimentaire ? • quel est le rôle de l’obestatine endogène et du rapport ghreline/obestatine ?

La sécrétion de ghreline dépend de l’état nutritionnel et serait en partie régulée par des facteurs en provenance de l’intestin Questions posées :• est ce que les taux d’obestatine dépendent de l’état nutritionnel ?• peut-on identifier les facteurs intestinaux qui réguleraient ghreline et peut être obestatine ?

Le rôle de la ghreline dans la régulation de la sécrétion d’hormone de croissance et du comportement alimentaire devra être réévalué en tenant compte de l’existence de l’obestatine.

ghreline

obestatine