Des chercheurs ont découvert que la durée de la lumière du jour influence le niveau des récepteurs opioïdes dans le tissu adipeux brun. À mesure que les journées raccourcissent, l’activité de ces récepteurs augmente. Un phénomène similaire se produit également dans le cerveau. Ces deux phénomènes aident les humains et les animaux à s’adapter aux changements saisonniers.

L’importance de la graisse brune

À mesure que la saison devient plus sombre et plus froide, la graisse brune des animaux commence à se développer. Ce tissu génère de la chaleur de manière efficace et rapide et régule l’appétit. La graisse brune est également présente chez l’être humain. Elle est chargée de brûler l’énergie et de la convertir en chaleur. Ce processus, appelé thermogenèse, aide l’organisme à réguler sa température, en particulier par temps froid. La graisse brune contient un nombre particulièrement élevé de mitochondries— les « centrales énergétiques » des cellules — qui lui confèrent sa couleur foncée caractéristique. Chez l’être humain, la graisse brune est particulièrement abondante chez les nouveau-nés, car ceux-ci ne sont pas encore capables de réguler efficacement leur température corporelle par eux-mêmes. Chez les adultes, elle n’est présente qu’en petites quantités, mais continue de jouer un rôle dans le métabolisme et la dépense énergétique.

Le tissu adipeux brun joue non seulement un rôle important dans la production de chaleur, mais semble également étroitement lié aux rythmes biologiques de l’organisme. Des études montrent que son activité est influencée par des signaux externes tels que la lumière, la température et la durée du jour. Ces facteurs régissent le rythme circadien — l’horloge interne de l’organisme, qui régule le sommeil, la production d’hormones, le métabolisme et la dépense énergétique. Le tissu adipeux brun possède ses propres mécanismes d’horloge moléculaire et suit des fluctuations diurnes qui influencent sa capacité à produire de la chaleur et à utiliser l’énergie. Les chercheurs soupçonnent donc que ce tissu fait partie d’un réseau complexe grâce auquel l’organisme s’adapte aux changements quotidiens et saisonniers. Les variations de la durée de la lumière du jour pourraient non seulement influencer l’activité de la graisse brune, mais aussi affecter le métabolisme, l’appétit, le poids corporel et peut-être même l’humeur et le bien-être. En conséquence, la graisse brune fait de plus en plus l’objet de l’intérêt de la chronobiologie, qui étudie la manière dont les processus biologiques sont contrôlés par des structures temporelles internes et externes.

Nouvelles thérapies contre l’obésité

L’importance du tissu adipeux brun pour la santé fait de plus en plus l’objet de recherches. Contrairement au tissu adipeux blanc, qui stocke l’excès d’énergie et est plus répandu chez les personnes en surpoids, les cellules adipeuses brunes brûlent de l’énergie pour produire de la chaleur. Ce faisant, elles contribuent non seulement à maintenir la température corporelle, mais influencent également l’équilibre énergétique global de l’organisme. Les scientifiques supposent donc qu’une activation accrue du tissu adipeux brun pourrait contribuer à lutter contre l’obésité et les maladies métaboliques associées.

Une étude menée par l’hôpital universitaire de Bonn démontre à quel point ce tissu suscite de l’intérêt. Les chercheurs ont identifié la protéine EPAC1 comme un régulateur clé de la croissance et de l’activité du tissu adipeux brun. Des expériences ont montré que l’EPAC1 favorise la formation de cellules adipeuses brunes et peut même contribuer au développement de cellules adipeuses dites « beiges » au sein du tissu adipeux blanc. Ces cellules possèdent des propriétés similaires à celles des cellules adipeuses brunes et sont également capables de brûler de l’énergie. Les scientifiques ont également pu démontrer que cette voie de signalisation est active non seulement chez la souris, mais aussi dans les cellules adipeuses humaines.

À long terme, les chercheurs espèrent utiliser ces résultats pour développer de nouvelles thérapies contre l’obésité. Étant donné que le régime alimentaire et l’activité physique ne suffisent souvent pas à eux seuls pour une perte de poids durable, les scientifiques recherchent des moyens d’augmenter spécifiquement la dépense énergétique de l’organisme. La graisse brune est considérée comme une approche particulièrement prometteuse à cet égard, car elle peut libérer l’excès d’énergie sous forme de chaleur. Les résultats obtenus à Bonn montrent ainsi que la graisse brune est bien plus qu’un simple tissu de thermorégulation : elle pourrait également jouer un rôle important dans le traitement futur des maladies métaboliques. Dans ce contexte, l’intérêt pour les facteurs biologiques qui régulent l’activité de la graisse brune ne cesse de croître. Parmi ceux-ci figurent non seulement la température et l’alimentation, mais apparemment aussi la durée de la lumière du jour et les rythmes biologiques internes de l’organisme.

Comment la lumière du jour influence la graisse brune

L’étude menée par le Centre PET de Turku, en Finlande, s’est précisément penchée sur cette question. Ces recherches s’appuient sur des découvertes en chronobiologie, qui indiquent que de nombreux processus métaboliques sont régulés par des horloges biologiques internes. Ces horloges sont guidées, entre autres, par des signaux externes tels que la lumière et l’obscurité, et aident l’organisme à s’adapter aux changements quotidiens et saisonniers. La graisse brune jouant un rôle important dans la production de chaleur et la dépense énergétique, les chercheurs ont émis l’hypothèse que son activité pourrait également être influencée par les changements saisonniers. Les récepteurs opioïdes mu, principalement connus pour leur rôle dans le traitement de la douleur, la perception de la récompense et les processus émotionnels, mais de plus en plus associés à la régulation des processus métaboliques, présentaient un intérêt particulier.

Les chercheurs ont observé que la réduction de la durée du jour influence la transmission des signaux via les récepteurs opioïdes dans le tissu adipeux brun des animaux. À mesure que la quantité de lumière diminue, la concentration en récepteurs opioïdes augmente. Cette observation a été réalisée chez des rats vivant dans un environnement artificiel reproduisant les variations saisonnières de la durée de la lumière du jour. Les résultats suggèrent que le tissu adipeux brun est sensible aux variations saisonnières et pourrait faire partie d’un système biologique plus large qui adapte le bilan énergétique aux conditions environnementales changeantes.

Une nouvelle avancée dans la recherche sur les récepteurs opioïdes

Les chercheurs considèrent ces résultats comme particulièrement remarquables, car les récepteurs opioïdes mu avaient jusqu’à présent été étudiés principalement en lien avec les fonctions cérébrales. Le fait que des variations saisonnières de ces récepteurs aient désormais été détectées dans le tissu adipeux brun ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre les interactions entre le métabolisme, le bilan énergétique et les rythmes biologiques. Le tissu adipeux brun jouant un rôle central dans la production de chaleur et la dépense calorique, l’activité des récepteurs opioïdes pourrait aider l’organisme à s’adapter à différentes conditions environnementales et aux changements de saison.

La professeure Anne Roivainen, du Centre PET de Turku, explique que c’est la première fois que les concentrations de récepteurs opioïdes mu dans les régions périphériques du corps sont étudiées à l’aide de la tomographie par émission de positons (TEP). « Ces résultats soulignent que les récepteurs opioïdes mu influencent l’activité saisonnière du tissu adipeux brun. De futures études devraient examiner plus en détail si les récepteurs opioïdes mu présents dans le tissu adipeux brun sont directement liés à la dépense énergétique de ce tissu », déclare Mme Roivainen.

Les récepteurs opioïdes sont des sites de liaison sur les cellules par lesquels les opioïdes endogènes, tels que les endorphines, exercent leurs effets. Ces neurotransmetteurs interviennent, entre autres, dans la régulation de la perception de la douleur, de la récompense, de la motivation et du bien-être émotionnel. Ces dernières années, cependant, les recherches ont de plus en plus mis en évidence que le système opioïde n’influence pas seulement le cerveau, mais joue également un rôle clé dans le métabolisme et l’équilibre énergétique. Les variations saisonnières désormais observées pourraient donc s’inscrire dans un mécanisme d’adaptation plus large grâce auquel les mammifères s’ajustent aux exigences changeantes de l’été et de l’hiver.

De plus, les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que les variations du système opioïde pourraient être liées aux fluctuations saisonnières de l’humeur. Des perturbations du fonctionnement des récepteurs opioïdes ont déjà été associées à la dépression, aux troubles anxieux et aux troubles alimentaires. Le trouble affectif saisonnier, qui se manifeste souvent par une dépression hivernale, une augmentation de l’appétit et des troubles du sommeil, pourrait également être en partie lié à des modifications de ces voies de signalisation. Cependant, on ignore encore si les fluctuations saisonnières désormais démontrées des récepteurs opioïdes mu dans le cerveau et le tissu adipeux brun contribuent réellement à ces effets sur l’humeur, et cela devra faire l’objet d’études plus approfondies.