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Contrôle de l'ingestion
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Objet d'étude : afférent primaire, afférent vagal, système nerveux myentérique
Question sociétale et finalité, contexte : alimentation humaine
Démarche, discipline : Imagerie médicale
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Objet d'étude : afférent primaire, afférent vagal, système nerveux myentérique
Question sociétale et finalité, contexte : alimentation humaine
Démarche, discipline : Imagerie médicale
Dispositif technique et méthode d'étude : électrostimulation, gamma scintigraphie, neuroanatomie, steréotaxie
Composé chimique, Facteur du milieu : insuline
Phénomène, processus et fonction : électrophysiologie
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- Description détaillée :
La complémentarité des approches est un élément essentiel de l'activité. Celles-ci sont aussi bien Afficher la suite
La complémentarité des approches est un élément essentiel de l'activité. Celles-ci sont aussi bien de nature réductionnistes qu'intégrées, chez l'animal entier vigile ou anesthésié et sur des explants tissulaires.
L'éventail des méthodes utilisées reflète la diversité des approches mises en oeuvre ainsi, l'activité du système nerveux entérique est-elle évaluée par empalement neuronal et l'enregistrement des propriétés électrophysiologiques des neurones, une méthode également utilisée au niveau du système nerveux central. L'activation des structures sous corticales et corticales cérébrales est assurée par imagerie médicale fonctionnelle multimodalités ; tomographie par émission de photon unique (SPECT), tomographie X (CTScan) et bientôt microTEP. Les caractéristiques des afférents vagaux sont estimées par l'enregistrement in vivo de l'activité électrique d'un neurone unique (méthode de la fibre unique). L'évacuation du repas par l'estomac est évaluée par gamma scintigraphie dynamique en simultané avec des méthodes plus classiques permettant d'extraire les éléments à l'origine du transit (contractions digestives, tonus pariétal, résistance sphinctérienne).
L'animal expérimental utilisé est le porc de 40 kg environ. Les modèles expérimentaux mis en oeuvre sont multiples et se caractérisent par une altération périphérique de la perception sensorielle du niveau de remplissage de l'estomac. Ils comprennent notamment la mise en place du frein iléal ou du frein duodénal, la distension à tension ou pression constante des viscères digestifs et le contrôle non pharmacologique - non nutritionnel de l'évacuation de l'estomac.
L'activité « Contrôle de l'ingestion » s'insère dans le schéma stratégique du département Alimentation Humaine et plus particulièrement dans le champ thématique 1 - Comportement alimentaire, comportement du consommateur et consommations, alimentation et « bien-être ». Elle fait partie intégrante du volet « Étude des processus de perception métabolique des nutriments et du contrôle métabolique de la prise alimentaire ».
La nature des recherches qui font appel à des compétences relevant de la gastroentérologie, de la neurophysiologie et de l'endocrinologie a conduit à une collaboration intense avec certaines unités de la faculté de Médecine de Rennes I (neurologie, nutrition, médecine nucléaire). Ceci se traduit en pratique par l'intégration d'enseignants-chercheurs médecins (D. Bligny, A. Biraben, P. Sauleau) réalisant leur activité de recherche au sein de l'unité dans le cadre des objectifs scientifiques définis plus haut.
L'utilisation de l'imagerie fonctionnelle pour la réalisation de certains objectifs (objectif 2 notamment) de l'activité ont conduit à identifier une plateforme inter-organismes d'imagerie « PRISM ». Celle-ci est portée par l'activité et regroupe l'INRA, l'Université de Rennes I et le CEMAGREF.
Le projet est formaté sur une période de 4 ans.

Objectif 1. Perception sensorielle non consciente en provenance du tube digestif
Action 1.1. - Stimuli encodés par la réplétion de l'estomac
- Contrôle de l'ingestion au travers de la modulation de l'évacuation de l'estomac.(année 1&2)
- Vidange gastrique et jeûne alimentaire (année 2)
Action 1.2. - Modulation de l'information sensorielle au niveau périphérique
- Modulation au niveau du système nerveux intrinsèque pancréatique(année 1 &2)
- Modulation au niveau des extrémités libres vagales (année 3)
Objectif 2. Voies de transfert de l'information sensorielle et processus centraux de traitement
Action 2.1. Étude des modifications du comportement alimentaire et de l'activation centrale au cours de la stimulation vagale.(année 1, 2 et 3)
Action 2.2. Étude des modifications du comportement alimentaire et de l'activation centrale au cours de la stimulation haute fréquence des structures sous-thalamiques (année 2 & 3)
Objectif 3. Processus neuronaux de mémorisation des nutriments. (année 2, 3 et 4)
Action 3.1. Identification physiologique et comportementale du phénomène
Action 3.2. Identification des autres cibles digestives potentielles
Action 3.3. Évaluation des mécanismes à l'origine de la mémoire digestive
La compréhension des mécanismes de contrôle de l'ingestion, tant sur le plan physiologique que physiopathologique est identifiée comme une priorité Nationale et Internationale. Indépendamment de l'aspect invalidant tant physique que psychologique, les conséquences pathologiques des troubles de l'ingestion chez l'homme constituent une charge sociétale supérieure, en termes de dépenses de santé, à celles liées à des pathologies comme le cancer ou les maladies cardio-vasculaires. Les études prospectives « les moins pessimistes » suggèrent que les conséquences de l'obésité représentent un coût d'environ 117 millions de dollars aux USA (source NIH, 2000). C'est pourquoi, en 2002, l'Organisation Mondiale de la Santé décrit l'obésité comme une pandémie.
Un certain nombre de thèmes retenus dans l'activité possèdent des sorties potentiellement exploitables sur le plan industriel en vue du contrôle de l'ingestion chez l'homme.
a. Collaborations Nationales
Intra-UM SENAH
Avec l'équipe Nutrition et Santé dans le cadre du contrat Européen « Healthypigut ».

Intra-INRA
Avec les membres du groupe impliqués dans l'action transversale « Biologie de la Nutrition : Nerf Vague»
J-C Cuber INRA-U45 Inserm : Incrétines.
Yves Tillet, INRA Nouzilly : Etudes immunohistochimiques du cerveau du Porc.

Extérieur
D. Bligny CHU Rennes : Processus neuronaux de mémorisation.
P. Sauleau CHU Rennes : Implication du noyau sous thalamique dans l'intégration centrale des informations intéroceptives en provenance de l'aire splanchnique.
A. Biraben CHU Rennes : Projections corticales et sous corticales des informations intérocepstives en provenance de l'aire splanchnique.
M. Neunlist, CHU-CNRH Nantes : Enregistrement des neurones myentériques.
J. Le Cloirec, CHU Rennes : Scintigraphie et PET ; IFR Imagerie fonctionnelle.
P. Depaulis, U 238 Inserm : Enregistrement sous cortical chez le porc vigile.
D. Chassard, Service D'anesthésie Réanimation, Hotel-Dieu Lyon, Anesthésie au long cours chez le Porc.
M. Roche, Université de Savoie, Chambéry. Brain-Gut axis.

b. Collaborations Internationales
G. Schwartz, John Hopkins, USA : Afférents Vagaux et chémosensibilité.
J-P Timmermans, Univ Anvers, Belgique : Coloration vitale des neurones myentériques du Porc.
A. Blackshaw, Univ Adelaide, Australie : Afférents Vagaux et GABA antagonistes - Grant NMHRC en cours.
M. Horowitz et J. Dent, Univ Adelaide, Australie : Motricité de l'estomac et du duodénum - Grant NMHRC en cours- C-H Malbert co-investigateur.
K. Schulze-Delrieux, Univ Iowa, USA : Physique de l'évacuation de l'estomac.
A. Merritt, Univ Vét, Gainsville, USA : Relaxation Gastrique.
T. Peeters, Univ Cath Leuven, Belgique : Motilides.
A. Kirchgessner, Columbia Univ, USA : Système nerveux myentérique.
L. Morgan, Univ Surrey, Angleterre : Incrétines.
Les objectifs scientifiques se déclinent en trois volets complémentaires qui sont autant de briques élémentaires pour une approche intégrée de l'élaboration et du traitement de l'information intéroceptive.
- Perception sensorielle non consciente en provenance du tube digestif
- Voies de transfert de l'information sensorielle et processus centraux de traitement
- Processus neuronaux de mémorisation des nutriments
Les changements qui affectent le tube digestif au sens large (glandes annexes associées) au cours de son fonctionnement normal engendrent plusieurs types de signaux sensitifs. Ainsi, les afférences digestives véhiculent des informations sensorielles liées (i) à l'activité mécanique du tube digestif, (ii) aux propriétés physico-chimiques des contenus digestifs et (iii) à l'interaction avec des stimuli chimiques endogènes (hormones, neuropeptides). Chacun de ces éléments est évalué au sein de l'objectif 1. De plus, il existe une modulation du signal par le système nerveux entérique en interaction avec le système immunitaire et endocrine local (objectif 1). Un phénomène identique survient au niveau du cerveau où outre une modulation de nature endocrine et immunitaire, il est nécessaire d'envisager les influences en provenance des autres structures de la vie de relation (objectif 2). Enfin, le troisième objectif (objectif 3) correspond au développement d'une expérience princeps réalisée chez l'homme sain montrant la suppression de l'inhibition par les lipides de la vidange gastrique lorsque le sujet est soumis à un régime hyperlipidique durant quinze jours. Cette expérience suggère qu'un régime hyperlipidique réduit les signaux de rassasiement d'origine splanchnique.
Activité définie en 2004 L'objectif de l'activité est l'étude des mécanismes d'origine splanchnique contrôlant à court terme l'ingestion. À ce titre, les recherches portent sur l'intégration périphérique et centrale du signal afférent digestif. Néanmoins, les aspects intégrés comme les facteurs coordonnant l'évacuation de l'estomac et donc la fourniture des nutriments sont également abordés car ils déterminent la nature du signal neuro-humoral pertinent pour l'ingestion. Chacun de ces thèmes est étudié par l'utilisation d'approches méthodologiques complémentaires chez le porc de 40 kg pris comme modèle de l'homme. Ainsi, l'intégration périphérique du signal est-t-elle évaluée par des méthodes d'électrophysiologie ex vivo et in vivo (empalement neuronal par micro-électrode et microdissection du tronc vagal). De même, l'intégration centrale de l'information périphérique est-t-elle étudiée simultanément par des méthodes relevant de l'imagerie médicale et de l'électrophysiologie. Au total, le but est de comprendre la participation des informations post-ingestives à l'élaboration de l'image sensorielle de l'aliment. Réduire

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