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Un lien fascinant découvert entre la sérotonine et la fertilité

Quel rôle joue le neurotransmetteur sérotonine dans la fertilité ? Une étude récente menée par des scientifiques de l’Université de Nagoya au Japon a découvert un lien entre les neurones à sérotonine, la disponibilité du glucose et la santé reproductive. Leurs résultats suggèrent que les neurones sérotoninergiques du cerveau jouent un rôle important dans le maintien des fonctions de reproduction en détectant les niveaux de glucose et en améliorant la libération d’hormones de reproduction. La recherche a été publiée dans Rapports scientifiques.

La dépression est liée à un dysfonctionnement des neurones sérotoninergiques centraux et est connue pour être en corrélation avec des troubles de la reproduction et du métabolisme. Les inhibiteurs de la recapture de la sérotonine, traitements courants de la dépression, mettent en évidence l’importance de la signalisation sérotoninergique dans ces processus.

Cependant, le rôle spécifique des neurones sérotoninergiques dans la coordination de la reproduction et du métabolisme du glucose reste flou. Les chercheurs visaient à découvrir comment les neurones sérotoninergiques du cerveau pourraient détecter les niveaux de glucose et réguler les fonctions de reproduction. Comprendre ce lien pourrait ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques pour traiter les troubles de la reproduction chez les patients souffrant de dépression.

Pour étudier cela, les chercheurs ont utilisé des rats et des chèvres femelles, en se concentrant sur le noyau du raphé dorsal et le noyau arqué de l’hypothalamus, des zones riches en neurones sérotoninergiques et régulateurs clés des hormones reproductives. Ils ont utilisé une combinaison de techniques génétiques, pharmacologiques et physiologiques pour démêler les liens entre ces neurones, la détection du glucose et la libération des hormones reproductives.

Chez les rats, l’équipe a utilisé des rats hétérozygotes Kiss1-tdTomato, qui possèdent un marqueur génétique permettant l’identification des neurones de la kisspeptine, essentiels à la régulation de la reproduction. Ils ont procédé au séquençage de l’ARN pour identifier les types de récepteurs de sérotonine présents dans ces neurones. L’analyse a révélé que le récepteur de la sérotonine-2C (5HT2CR), un récepteur excitateur, était exprimé de manière significative dans les neurones kisspeptine du noyau arqué.

L’une des principales découvertes est l’expression significative du récepteur de la sérotonine 2C (5HT2CR) dans les neurones à kisspeptine du noyau arqué de l’hypothalamus. Les neurones kisspeptine sont des régulateurs cruciaux de la reproduction, responsables de la génération d’impulsions de gonadolibérine (GnRH), qui à leur tour stimulent la libération de l’hormone lutéinisante (LH) nécessaire aux processus de reproduction.

Les techniques de séquençage de l’ARN et de double hybridation in situ utilisées dans cette étude ont confirmé que près de la moitié des neurones de la kisspeptine exprimaient 5HT2CR. Cette découverte suggère que ces neurones sont des cibles directes de la signalisation sérotoninergique, reliant les niveaux de sérotonine à la fonction reproductrice.

Dans d’autres expériences, les chercheurs ont démontré que l’augmentation de l’activité sérotoninergique dans l’hypothalamus médiobasal avec la fluoxétine, un inhibiteur de la recapture de la sérotonine, pourrait contrecarrer la suppression des impulsions de LH induite par un état glucoprivique (faible disponibilité du glucose) chez les rats femelles.

Normalement, des conditions de faible taux de glucose, induites expérimentalement par l’administration de 2-désoxy-D-glucose (2DG), suppriment la libération de LH, inhibant ainsi les fonctions de reproduction. Cependant, l’administration de fluoxétine a rétabli la fréquence du pouls de la LH, ce qui indique qu’une augmentation des taux de sérotonine peut atténuer les effets indésirables d’un faible taux de glucose sur la libération d’hormones de reproduction.

Les chercheurs ont également montré qu’une perfusion directe de glucose dans le noyau du raphé dorsal augmentait la libération de sérotonine dans l’hypothalamus médiobasal. Cette intervention a également restauré la fréquence des impulsions de LH supprimées par la glucoprivation induite par la 2DG. Ces résultats suggèrent que les neurones sérotoninergiques du raphé dorsal peuvent détecter les niveaux de glucose et ajuster la libération d’hormones reproductives en conséquence, soulignant le double rôle de ces neurones dans la gestion du métabolisme du glucose et de la fonction reproductive.

Pour valider ces résultats dans un autre modèle de mammifère, les chercheurs ont effectué des enregistrements électrophysiologiques chez des chèvres. Ils ont découvert que l’administration centrale de sérotonine ou d’un agoniste 5HT2CR stimulait l’activité du générateur d’impulsions de GnRH, conduisant à une libération accrue de LH. À l’inverse, lorsqu’un antagoniste 5HT2CR était administré, il bloquait la stimulation des impulsions de GnRH induite par la sérotonine, confirmant ainsi le rôle central du récepteur de la sérotonine-2C dans ce processus de régulation.

Les résultats soulignent l’importance de la signalisation sérotoninergique dans la capacité du cerveau à intégrer les informations sur la disponibilité du glucose et à moduler les fonctions de reproduction. L’étude fournit la preuve que les neurones sérotoninergiques, grâce à leur capacité à détecter le glucose et à interagir avec les neurones de la kisspeptine via 5HT2CR, jouent un rôle crucial dans le maintien de la santé reproductive, en particulier face aux défis métaboliques.

Les modèles animaux, tels que les rats femelles et les chèvres utilisés dans cette étude, fournissent des informations précieuses sur les processus biologiques qui sont souvent difficiles à étudier directement chez l’homme. Les rats et les chèvres, bien que différents des humains, partagent des aspects fondamentaux de leurs systèmes endocrinien et nerveux. Les découvertes réalisées chez ces animaux peuvent ainsi fournir une base pour comprendre des processus similaires chez l’homme.

Mais la physiologie humaine, le comportement et la pathologie des maladies sont influencés par une myriade de facteurs génétiques, environnementaux et sociaux qui ne sont pas entièrement reproduits dans les modèles animaux. Par exemple, même si les rats et les chèvres peuvent fournir des informations sur les processus physiologiques de base, ils ne rendent pas compte de toute la complexité des troubles reproducteurs et métaboliques humains, qui peuvent être affectés par un large éventail de facteurs, notamment l’alimentation, le mode de vie et les facteurs de stress psychologique.

Bien que les modèles animaux soient essentiels aux premières découvertes, des recherches supplémentaires impliquant des sujets humains sont nécessaires pour valider et traduire ces résultats dans la pratique clinique.

L’étude, « Les neurones sérotoninergiques sensibles au glucose du raphé stimulent les neurones KNDy pour améliorer les impulsions de LH via 5HT2CR : études sur des rats et des chèvres», a été rédigé par Sho Nakamura, Takuya Sasaki, Yoshihisa Uenoyama, Naoko Inoue, Marina Nakanishi, Koki Yamada, Ai Morishima, Reika Suzumura, Yuri Kitagawa, Yasuhiro Morita, Satoshi Ohkura et Hiroko Tsukamura.


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