Les toxines environnementales contribuent à l’obésité et aux maladies métaboliques

Les toxines environnementales contribuent à l’obésité et aux maladies métaboliques

Dans une étude récemment publiée dans Opinion actuelle en pharmacologie Journal, les chercheurs ont examiné les effets des toxines environnementales et du tissu adipeux brun (BAT) sur l'obésité et les troubles métaboliques.

L’obésité résulte d’un apport énergétique plus élevé que la dépense énergétique, ce qui entraîne une augmentation de l’obésité. L’écart calorique pour éviter la prise de poids n’est que de 8,2 à 61,2 kcal/jour dans diverses populations. Un mode de vie sédentaire et une dépense énergétique excessive ne sont peut-être pas entièrement responsables de la prévalence croissante de l’obésité mondiale et des maladies métaboliques associées, malgré la robustesse avec laquelle le bilan énergétique est régulé. Il est intéressant de noter que de nombreuses autres espèces, outre les humains, semblent développer l’obésité. Ces résultats suggèrent que des facteurs autres que la disponibilité accrue d'aliments riches en calories et la mobilité réduite causée par les progrès technologiques peuvent également contribuer à l'obésité.

Apprendre: Toxines environnementales, tissu adipeux brun et liens potentiels avec l'obésité et les maladies métaboliques. Crédit photo : Suzanne Tucker / Shutterstock

MTD et thermogenèse et prévention de l’obésité

Le principal site d’accumulation de composés lipophiles environnementaux est le tissu adipeux. BAT et tissu adipeux blanc (WAT) sont deux formes différentes de tissu adipeux. Seuls les mammifères euthériens possèdent des BAT qui, contrairement aux WAT, ont une fonction thermogénique qui confère aux animaux un avantage évolutif dans le froid.

Les activités thermogéniques exercées par le BAT actif par gramme de tissu oxydent les triglycérides plasmatiques et le glucose à un taux relativement élevé. Cependant, il convient de noter que la thermogenèse basée sur les muscles squelettiques contribue significativement plus à la dépense énergétique lors d’une exposition au froid en raison de leur masse importante. Quatre semaines d’acclimatation au froid suffisent aux adultes pour augmenter la thermogenèse des BAT et réduire les frissons des muscles squelettiques. Cela met en évidence l’importance potentielle des MTD pour la dépense énergétique de l’ensemble du corps. En revanche, l’inhibition de la lipolyse du tissu adipeux réduit la thermogenèse des BAT et favorise les tremblements musculaires.

Des études suggèrent que le découplage de la protéine 1 (UCP1) et de la BAT favorise également la dépense énergétique chez l'homme, indépendamment de l'exposition au froid, en augmentant la thermogenèse induite par l'alimentation (DIT). Le DIT représente 5 à 15 % de la dépense énergétique quotidienne, selon la composition et la quantité des aliments consommés. De plus, une étude a montré que manger un repas augmente rapidement le flux sanguin et la consommation d’oxygène chez BAT. En conséquence, la thermogenèse du DIT pourrait jouer un rôle important dans la dépense énergétique quotidienne humaine lorsqu’elle réside dans des environnements thermoneutres. Par conséquent, l’inhibition de ce processus pourrait être associée à l’obésité et à des troubles métaboliques.

Le pesticide chlorpyrifos inhibe la thermogenèse induite par l'alimentation chez les MTD

L’équipe a examiné les adipocytes bruns exprimant le promoteur UCP1 associé à la luciférase afin d’identifier les contaminants environnementaux susceptibles d’affecter directement la fonction BAT. Au total, 34 pesticides largement utilisés ont été étudiés, notamment des matériaux d'emballage alimentaire, des herbicides et des colorants alimentaires, présentant des similitudes structurelles avec la sérotonine, une substance qui inhibe la thermogenèse des MTD. L’équipe a découvert que l’activité du promoteur UCP1 et l’expression de la protéine et de l’acide ribonucléique messager (ARNm) étaient considérablement réduites en présence de chlorpyrifos (CPF) à des doses aussi faibles que 1 pM. Le CPF, un insecticide organophosphoré, est souvent appliqué sur diverses cultures et fruits pour lutter contre les ravageurs.

Après traitement avec 1 pM de CPF, les cellules BAT ont été soumises à un séquençage impartial de l'ARN, qui a révélé que la faible dose de CPF provoquait des changements notables dans l'expression des gènes mitochondriaux. Des recherches ultérieures ont révélé que ces changements étaient associés à des déficits de respiration mitochondriale. Ces résultats ont montré que le CPF supprimait l'expression et la thermogenèse de UCP1 dans les cellules BAT en culture au cours de la fenêtre d'exposition au cours de laquelle les individus peuvent être exposés au CPF par ingestion de fruits et légumes.

L’équipe a découvert que des doses élevées de CPF, qui bloquent l’activité de l’acétylcholinestérase cérébrale et plasmatique et la butyrylcholinestérase plasmatique, peuvent provoquer l’obésité et une dérégulation du glucose par le biais de mécanismes pouvant inclure des modifications de la flore intestinale ou une augmentation de la dépense calorique. Cependant, une prise de poids, une intolérance au glucose, une résistance à l'insuline et une stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD) ont également été signalées à de faibles doses de CPF lorsque les souris testées étaient maintenues en thermoneutralité. Cela suggère que les niveaux de CPF compatibles avec une exposition non professionnelle chez les individus pourraient favoriser l'obésité en empêchant la thermogenèse induite par l'alimentation dans les BAT.

Autres polluants environnementaux pouvant affecter le fonctionnement des MTD

De nombreuses toxines environnementales se lient aux récepteurs hormonaux tels que les récepteurs des androgènes (AR), les récepteurs des hydrocarbures aryliques (AhR), les récepteurs des œstrogènes (ER), les récepteurs liés aux récepteurs des œstrogènes (ERR), les récepteurs thyroïdiens (TR) et les récepteurs du prégnane X (PXR). ) interfère avec les effets hormonaux. Ces récepteurs jouent un rôle crucial dans le contrôle de la thermogenèse des BAT. Les toxines environnementales comprennent le DDT, les organochlorés et la vinclozoline, qui bloquent les processus médiés par les récepteurs androgènes, y compris la transcription d'UCP1.

Certaines toxines environnementales peuvent affecter la thermogenèse des BAT en imitant les effets des œstrogènes. Par exemple, le produit chimique industriel le plus utilisé dans la production de plastiques, le bisphénol A (BPA), entraîne une perte de poids sans modifier l’apport calorique. De plus, l'exposition maternelle au BPA au moment de la grossesse imite un agoniste d'œstrogène faible, augmentant le poids interscapulaire de BAT et régulant positivement l'expression de UCP1 chez la progéniture féminine, mais diminuant l'activité de BAT et l'adipogenèse brune chez la progéniture mâle.

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que certains polluants environnementaux pourraient inhiber la thermogenèse des MTD. D'autres études devraient être réalisées à différentes doses dans les lignées cellulaires BAT pour évaluer cette possibilité et garantir une transposabilité plus précise chez l'homme.

Référence:

• Bo Wang, Gregory R. Steinberg, Umweltgifte, braunes Fettgewebe und mögliche Verbindungen zu Fettleibigkeit und Stoffwechselerkrankungen, Current Opinion in Pharmacology, Band 67, 2022, 102314, ISSN 1471-4892, DOI: https://doi.org/10.1016/j.coph.2022.102314, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1471489222001412

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