La consommation d’un régime riche en graisses entraînera généralement une prise de poids. Mais une nouvelle étude publiée dans Métabolisme de la nature a découvert une échappatoire biologique inattendue qui transforme le stockage des graisses en utilisation des graisses.
Dans l’étude, les souris sont devenues obèses lors de la consommation de nourriture riche en graisses, comme prévu. Mais lorsque les chercheurs de Yale ont retiré un acide aminé appelé cystéine du régime alimentaire des animaux et ont bloqué leur capacité à le produire en interne, les souris obèses sont revenues à un poids sain avec une inflammation réduite – tout en continuant à consommer la même quantité d’aliments riches en matières grasses.
Les chercheurs ont constaté que cet effet était entraîné par un décalage spectaculaire dans le tissu adipeux des souris: une fois que la cystéine a été retirée de leur alimentation, presque toute la graisse blanche – le type qui stocke l’énergie – a été convertie en graisse brune, qui dissipe l’énergie comme chaleur, un processus connu sous le nom de « brunissement ». Les souris brûlaient essentiellement les calories supplémentaires lorsqu’elles étaient consommées.
Les résultats révèlent que l’épuisement d’un seul acide aminé dans une alimentation par ailleurs normale tourne sur un interrupteur qui brûle les graisses sans décomposer la masse musculaire, et ils offrent des indices sur la façon dont cela pourrait être exploité pour améliorer la santé et la longévité chez l’homme.
« Toutes ces résultats étaient complètement inattendus. Et lorsque cela se produit en science, c’est extrêmement excitant », explique Vishwa Deep Dixit, DVM, Ph.D., auteur principal de l’étude, Waldemar Von Zedtwitz Professeur de pathologie, d’immunobiologie et de médecine comparative à la Yale School of Medicine, et le directeur du Yale Center for Research on Aging.
La réduction modérément de l’apport calorique abaisse la cystéine
La cystéine est devenue une molécule intrigante pour la longévité humaine par l’évaluation complète des effets à long terme de la réduction de l’apport clinique de l’énergie (calénie-II), la première étude contrôlée de la restriction calorique chez les humains en bonne santé. Une partie des participants de l’essai a réduit leur consommation alimentaire totale, réduisant leur apport calorique régulier d’environ 15% pendant deux ans. Les chercheurs ont ensuite évalué les effets sur la santé à long terme.
Dans l’ensemble, l’essai a révélé que cette restriction calorique modérée réduisait considérablement un certain nombre de facteurs de risque cardiovasculaires et métaboliques, conduisant à une meilleure santé. Depuis l’achèvement de l’essai, les chercheurs ont étudié quels facteurs biologiques pourraient stimuler ces effets; Parmi leurs découvertes, il y avait qu’une voie métabolique qui régule la quantité de cystéine disponible dans le corps se comportait différemment chez les participants qui ont réduit leur apport calorique.
Pour la nouvelle étude, Dixit et ses collègues ont enfoncé plus loin dans cette découverte, mesurant des milliers de métabolites et les niveaux d’acides aminés dans le tissu adipeux des participants à l’alérie II. Ils ont constaté que ceux qui ont réduit leur apport calorique avaient des niveaux de cystéine plus faibles et un système métabolique reprogrammé.
« Donc, nous voulions comprendre si la cystéine conduisait certains des effets bénéfiques à la restriction des calories sur le système immunitaire, l’inflammation et le métabolisme », explique Dixit.
Pour ce faire, ils se sont tournés vers un modèle animal, à travers lequel ils ont observé que la privation de cystéine provoque ce changement fondamental dans le tissu adipeux.
« Ce que nous avons trouvé chez les souris, c’est que la privation de cystéine a converti la graisse blanche en graisse brune », explique Dixit. « Ce n’était pas seulement un peu ici et là. C’était une transformation dramatique. »
La graisse brune génère de la chaleur, dont nous n’avons pas besoin dans le monde moderne, car une grande partie de notre vie est consacrée à des environnements largement régulés à la température. Mais il s’agit d’un mécanisme de protection évolutif critique, car si notre température corporelle centrale tombe même trois ou quatre degrés en dessous de sa norme, cela peut être mortel.
Cela est vrai pour tous les animaux à sang chaud, donc la graisse brune qui produit de la chaleur en brûlant des graisses est conçue pour notre survie.
Les chercheurs ont découvert que l’élimination complètement de la cystéine du corps a accéléré la combustion des graisses – éliminant essentiellement les freins du métabolisme. Cette constatation, selon les chercheurs, ouvre la porte à la restauration contrôlée de la cystéine comme approche alimentaire potentielle pour améliorer la santé et la durée de vie en réduisant l’excès de graisse.
Signaux des changements de contrôle du cerveau dans les graisses
Pour mieux comprendre ce changement dramatique, les chercheurs ont mesuré l’activation du cerveau, à la recherche de domaines plus ou moins actifs que d’habitude lorsqu’il n’y avait pas accès à la cystéine. Ils ont trouvé plusieurs régions trop actives, qui étaient toutes impliquées dans le déclenchement du système nerveux sympathique, qui régule une grande partie de nos processus corporels qui ne sont pas sous notre contrôle conscient, y compris la température corporelle et le métabolisme.
« Je souhaite que le métabolisme était sous notre contrôle conscient, mais ce n’est pas le cas », explique Dixit.
Les nerfs du système nerveux sympathique, une fois activé, ont libéré un produit chimique appelé noradrénaline dans le tissu adipeux, qui a ensuite induit le flip de la graisse blanche à la graisse brun, ont révélé les chercheurs. Lorsqu’ils ont bloqué le récepteur de la noradrénaline, ce brunissement s’est arrêté, arrêtant la perte de graisse.
Les chercheurs continuent d’étudier ce rôle de la cystéine, visant à identifier comment les mitochondries dans les cellules graisseuses sont déclenchées pour générer de la chaleur plutôt que les molécules d’énergie qu’ils produisent généralement.
« Nous pensons que la cystéine est très critique pour les avantages métaboliques de la restriction alimentaire et qu’elle entraîne en fait une perte de graisse en induisant ce processus de régulation de la température », explique Dixit.
La suppression entièrement de la cystéine est essentielle pour comprendre son rôle, mais elle n’est pas représentative de ce qui se passerait dans le monde réel. Cependant, les preuves suggèrent que les réductions de l’apport de cystéine ont également des effets physiologiques qui semblent être largement bénéfiques.
Par exemple, d’autres chercheurs ont constaté que la restriction de la cystéine et un acide aminé similaire appelé méthionine juste à partir du régime alimentaire provoque la vie de la souris jusqu’à 50% de plus, et chez les personnes, provoque une perte de poids et améliore la santé métabolique. Et cela peut être en partie dû à la façon dont le corps réagit à une baisse de la cystéine.
« Il y a une voie dans le corps qui peut faire de la cystéine », explique Dixit. « Pendant l’abondance, il est normalement dormant, mais si vous obtenez moins de cystéine de votre alimentation, votre corps active cette voie dans le but de faire plus. Et il semble que l’éveil de cette voie dormante produit des avantages métaboliques et pour la santé. »
Dans l’étude Calérie-II, les participants réduisaient l’apport calorique à tous les niveaux, mangeant moins tous les types de composants alimentaires, y compris les protéines. Et bien qu’ils avaient moins de cystéine dans leur tissu adipeux, cette voie généralement dormante productrice de cystéine était activée chez ces participants.
« Nous avons ce qui semble être des mécanismes de protection endogènes qui ne sont plus actifs en fonction de nos modes de vie », explique Dixit. « Mais ils peuvent être réactivés.
« Ces résultats – les avantages substantiels d’une restriction calorique modérée et de tout ce que nous avons découvert depuis – n’aurait pas été possible sans l’essai Calérie-II », ajoute-t-il. « Il s’agissait d’un essai multicentrique financé par les National Institutes of Health et sans ce soutien, nous serions toujours dans l’obscurité quant à ce que ces voies métaboliques critiques sont en termes de poids et de maintien de la santé, des choses que nous serons en mesure d’exploiter à l’avenir à l’avenir. »