Des chercheurs identifient une hormone à l’effet anti-âge chez la souris

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Un régime alimentaire pauvre en protéines est de plus en plus reconnu comme une stratégie permettant d’améliorer la santé métabolique. Par conséquent, les mécanismes qui sous-tendent cet effet bénéfique suscitent un intérêt croissant. Une nouvelle étude sur des souris, menée par le Pennington Biomedical Research Center, révèle aujourd’hui que les effets bénéfiques de la restriction protéique pourraient reposer en réalité sur une seule hormone, appelée facteur de croissance des fibroblastes 21 (FGF21).

Il est aujourd’hui avéré que l’alimentation joue un rôle primordial dans l’état de santé tout au long de la vie. On sait par exemple qu’un apport limité de sucres et de graisses réduit les risques de diabète et de maladies cardiovasculaires, tandis qu’un apport élevé en antioxydants préserve des effets du vieillissement. Plusieurs études récentes suggèrent en particulier que les régimes pauvres en protéines peuvent améliorer la santé ; à l’inverse, les régimes hyperprotéinés sont associés à une augmentation de la mortalité dans certains groupes d’âge.

Expérimentée chez les rongeurs, les mouches à fruits et les levures, la restriction protéique a pour effet de prolonger la durée de vie, suggérant que certains mécanismes sous-jacents à ce régime permettraient d’améliorer le métabolisme des organismes. Il y a quelques années, le laboratoire de recherche biomédicale de Pennington a découvert que l’hormone métabolique FGF21 est un signal clé reliant le corps au cerveau pendant la restriction protéique. Les chercheurs ont donc émis l’hypothèse que les augmentations de FGF21 pourraient médier les effets bénéfiques de la restriction protéique à long terme chez les animaux âgés.

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Un régime hypoprotéiné qui prolonge la durée de vie

FGF21 est une hormone métabolique sécrétée par le foie, chargée de réguler l’apport en glucides entre autres fonctions. Les recherches antérieures menées par l’équipe ont montré que les régimes à faible teneur en protéines à long terme augmentent l’activation de cette hormone dans le cerveau de la souris, ce qui conduit les rongeurs à choisir des aliments à faible teneur en matières grasses et en glucides et à teneur élevée en protéines lorsqu’ils ont plusieurs options.

Les précédentes données expérimentales suggèrent qu’en l’absence de cette hormone, les jeunes souris ne parviennent pas à adapter leur comportement alimentaire ou leur métabolisme lorsqu’elles sont soumises à un régime pauvre en protéines. Parallèlement, des études ont montré que l’administration de FGF21 à des souris mâles sous restriction protéique améliore leur dépense énergétique et leur tolérance au glucose tout en réduisant leur poids corporel.

Sur la base de ces connaissances, les chercheurs ont entrepris d’examiner le rôle de FGF21 dans la médiation des effets de longévité de la restriction protéique à long terme. Pour cela, ils ont imposé un régime spécifique à 60 souris mâles : 30 d’entre elles ont bénéficié d’un régime pauvre en protéines, 30 autres ont été placées sous un régime témoin (chacun contenant respectivement 5% et 20% de caséine comme apport protéique) ; 60 autres souris ont été soumises aux mêmes régimes, mais ont été au préalables dépourvues de l’hormone FGF21. Les régimes ont été suivis de l’âge de trois mois jusqu’à la mort naturelle des animaux.

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a) Représentation schématique de l’étude de longévité. b) Courbe de survie pour les souris de type sauvage sous régime faible en protéines. c) Courbe de survie pour les souris dépourvues de FGF21 soumises au même régime. © C. M. Hill et al.

L’équipe a constaté que le régime pauvre en protéines allongeait la durée de vie des souris non modifiées ; en revanche, les souris dépourvues de FGF21 soumises au même régime affichaient des longévités réduites. D’où l’importance de cette hormone dans l’extension de la durée de vie.

Un effet protecteur contre l’obésité et le déclin fonctionnel lié à l’âge

Le régime à faible teneur en protéines a eu des effets métaboliques bénéfiques chez les souris âgées. Les chercheurs ont noté une réduction du gain de poids corporel (de la masse grasse essentiellement), ainsi qu’un apport alimentaire et une dépense énergétique plus élevés (par rapport aux souris témoins). Ces effets étaient également apparents chez des souris d’âge moyen soumises au même régime, qui les protégeait par la même occasion des méfaits de l’obésité induite par l’alimentation.

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Ils soulignent par ailleurs que ce régime a augmenté les performances physiques des animaux, ce qui suggère que la restriction protéique protège contre le déclin fonctionnel lié à l’âge. De plus, les souris nourries avec peu de protéines affichaient une meilleure tolérance au glucose. L’équipe a observé également que les marqueurs liés au tissu adipeux ont été modifiés par ce régime spécifique : ce dernier a notamment induit des gènes associés à l’oxydation des lipides du tissu adipeux et à la fonction métabolique, puis a réduit l’expression de plusieurs marqueurs inflammatoires.

En revanche, ces effets bénéfiques étaient complètement absents chez les souris dépourvues de FGF21 : celles-ci présentaient une perte de poids précoce liée à l’âge, une diminution des performances physiques, une plus grande fragilité et une durée de vie réduite. Cela suggère que l’action de FGF21 dans le cerveau est essentielle à l’amélioration de la santé. « Collectivement, ces données fournissent des preuves claires que FGF21 est la première hormone connue qui coordonne le comportement alimentaire et la santé métabolique pour améliorer la durée de vie pendant la restriction protéique », résume dans un communiqué le Dr Cristal Hill, co-auteure de l’étude.

À noter que ces résultats concernent uniquement des souris mâles, et les scientifiques ne savent pas à ce jour si et comment ces observations se traduiront chez les humains âgés. Les recherches de Hill et ses collègues pourraient néanmoins mener à de nouvelles voies moléculaires et neuronales permettant d’améliorer la santé des personnes au cours du vieillissement. « Si les scientifiques parviennent à mieux comprendre comment les régimes alimentaires et les hormones nutritionnelles comme FGF21 agissent pour prolonger la durée de vie, ces découvertes pourraient compenser bon nombre des problèmes de santé qui surviennent à l’âge moyen et plus tard », a déclaré le Dr John Kirwan, directeur exécutif du centre Pennington Biomedical.

Source : C. M. Hill et al., Nature Communications

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