dénutrition périnatale, stress et syndrome métabolique

La dénutrition maternelle périnatale programme les systèmes neuroendocriniens impliqués dans la réponse au stress chez le rat mâle adulte : rôle dans la genèse du syndrome métabolique?

Équipe Dénutritions Maternelles Périnatales (EA 4347), Université des Sciences et technologies de Lille (Lille 1), 59655 Villeneuve d’Ascq cédex
didier.vieau@univ-lille1.fr

Résumé

De nombreuses données ont montré que les perturbations périnatales, comme la dénutrition maternelle, sont associées au développement accru de pathologies métaboliques chez l’adulte. Les mécanismes physiopathologiques impliqués dans ce qui est appelé « programmation fœtale » ou plus justement « origine développementale de la santé et des maladies de l’adulte » sont encore très méconnus, mais des arguments suggèrent que des perturbations des systèmes neuroendocriniens impliqués dans l’adaptation au stress (système sympatho-surrénalien et axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien, respectivement) pourraient jouer un rôle crucial. Notre équipe a mis au point un modèle de dénutrition maternelle périnatale (réduction de 50 % de l’apport calorique global de la dernière semaine de gestation jusqu’au sevrage, modèle FR50) chez le rat, à partir duquel nous avons analysé, chez la descendance mâle, les conséquences de cette dénutrition sur l’activité des axes neuroendocriniens du stress. Au niveau du système sympatho-surrénalien, les altérations morphologiques des îlots de cellules chromaffines noradrénergiques, observées dès le sevrage, sont persistantes chez le rat mâle FR50 âgé de 8 mois et se traduisent par une sécrétion amoindrie de catécholamines en conditions de base et exacerbée en réponse au stress. À l’inverse, l’activité de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien est fortement augmentée en conditions de bases chez les rats FR50 adultes, ce qui se traduit par un taux circulant de glucocorticoïdes très élevé, mais qui n’est pas augmentée en réponse au stress. Nos résultats montrent que la dénutrition maternelle modifie durablement, chez la descendance, l’activité des systèmes neuroendocriniens impliqués dans la réponse et l’adaptation au stress. Dans la mesure où ces systèmes, via la production de catécholamines et de glucocorticoïdes, contrôlent divers paramètres métaboliques (régulation de la pression artérielle et de la glycémie notamment), leur dysfonctionnement, en particulier dans les situations de stress chronique, pourrait contribuer au développement de maladies chroniques de l’adulte d’origine métabolique, cognitive ou inflammatoire.

Abstract

Numerous data have showed that perinatal alterations, such as maternal undernutrition, increased the occurrence of chronic adult diseases.The pathophysiological mechanisms involved in the so-called “fetal programming” or more recently “Developmental Origin of Health and Adult Diseases” are still largely unknown, but it is suggested that dysfunctions of stress neuroendocrine systems (sympatho-adrenal system and hypothalamo-pituitary-adrenal (HPA) axis, respectively) could play a key role.We have developed a maternal perinatal undernutrition experimental model (called FR50, using a 50 % food restriction from the last week of gestation until weaning) in rat which allowed us to study the consequences of this maternal undernutrition on the stress neuroendocrine systems in the male rat offspring. As already observed at weaning, 8-month-old FR50 male rats still exhibited morphological alterations of noradrenergic adrenal chromaffin cells.This is accompanied by decreased catecholamines urine and plasma levels under resting conditions and augmented ones in response to stress. In contrast, under resting conditions, FR50 adult male rats exhibited HPA axis hyperactivity with high glucocorticoids plasma levels that were not modified even in the presence of a severe stressor. Our results show that maternal undernutrition has long term consequences on the activity of neuroendocrine systems involved in the response and/or adaptation to stress in the male rat offspring. Since these systems, via the production of both catecholamines and glucocorticoids, participate to the regulation of several metabolic parameters (such as blood arterial pressure and glycemia), their dysfunction, in particular in chronic stress situations, might contribute to the development of metabolic, cognitive or inflammatory adult diseases.