L’Halloween est la journée par excellence pour se sucrer le bec ! Saviez-vous que l’attrait parfois irrésistible des friandises n’est pas étranger aux effets du sucre sur le cerveau ? 

La principale source d’énergie pour le cerveau est le glucose (un sucre simple entrant dans la composition du sucre blanc) transporté par la circulation sanguine (Mergenthaler et coll., 2013). Des études menées chez les rongeurs ont permis d’identifier des neurones sensibles au glucose dans le cerveau, notamment dans l’hypothalamus (Burdakov et coll., 2005; Melnick et coll., 2011). L’hypothalamus est impliqué dans le contrôle de l’appétit et contribue à combler nos besoins énergétiques. Des niveaux élevés de glucose dans le sang augmentent l’activité de certains neurones, alors que l’activité d’autres neurones s’en trouve diminuée (López-Gambero et coll., 2019). Ainsi, les neurones sensibles au glucose joueraient un rôle essentiel dans la régulation en cas d’hypoglycémie ou d’hyperglycémie (c.-à-d. lorsque le taux de sucre dans le sang est trop bas ou trop élevé), en contrôlant l’activation du système nerveux autonome (López-Gambero et coll., 2019; Sprague et Arbeláez, 2011). Celui-ci est responsable des processus corporels se produisant de façon automatique, tels que la digestion et la respiration. Il influence aussi la libération d’hormones comme l’insuline et le glucagon, qui sont secrétées par le pancréas et dont la fonction est de maintenir un niveau adéquat de glucose dans le sang. Le bon fonctionnement de ces mécanismes de régulation est essentiel pour éviter la survenue de comas hypo- ou hyperglycémiques, pouvant se produire chez les personnes diabétiques (Guthrie et Guthrie, 2004).

L’hypothalamus est connecté avec des régions du cerveau qui forment ce qu’on appelle le système de récompense. Ce système inclut le cortex préfrontal, l’amygdale, l’aire tegmentale ventrale et le noyau accumbens, situé dans le striatum ventral (Jacques et coll., 2019; voir la figure 1). Le système de récompense joue un rôle dans l’apprentissage d’associations entre des stimuli (p. ex. un aliment sucré) et le plaisir qu’ils procurent, la motivation et la recherche de récompense (Jacques et coll., 2019).

Figure 1. Illustration de l’hypothalamus et de régions du cerveau formant le système de récompense.

La consommation de friandises stimulerait le système de récompense, en raison du goût du sucre et de son apport en énergie (Freeman et coll., 2018). De plus, la consommation d’aliments sucrés pourrait initier une réponse coordonnée entre l’hypothalamus et les régions du système de récompense, et ainsi influencer le choix de nos aliments. À cet effet, dans une étude d’imagerie par résonance magnétique (IRM) fonctionnelle, des chercheurs ont observé que l’hypothalamus et des régions du système de récompense (p. ex. le striatum) fonctionnaient de façon plus synchronisée chez des participants en santé après l’ingestion d’un breuvage sucré (Page et coll., 2013).

L’activation de ce réseau cérébral lié à la fois à l’alimentation et à la recherche de récompense pourrait expliquer pourquoi il est plus tentant de succomber aux bonbons d’Halloween qu’à une branche de céleri !

 

Références :

Burdakov, D., Luckman, S. M., & Verkhratsky, A. (2005). Glucose-sensing neurons of the hypothalamus. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 360(1464), 2227-2235. doi:10.1098/rstb.2005.1763

Freeman, C. R., Zehra, A., Ramirez, V., Wiers, C. E., Volkow, N. D., & Wang, G. J. (2018). Impact of sugar on the body, brain, and behavior. Front Biosci (Landmark Ed), 23, 2255-2266.

Guthrie, R. A., & Guthrie, D. W. (2004). Pathophysiology of diabetes mellitus. Crit Care Nurs Q, 27(2), 113-125. doi:10.1097/00002727-200404000-00003

Jacques, A., Chaaya, N., Beecher, K., Ali, S. A., Belmer, A., & Bartlett, S. (2019). The impact of sugar consumption on stress driven, emotional and addictive behaviors. Neurosci Biobehav Rev, 103, 178-199. doi:10.1016/j.neubiorev.2019.05.021

Lopez-Gambero, A. J., Martinez, F., Salazar, K., Cifuentes, M., & Nualart, F. (2019). Brain Glucose-Sensing Mechanism and Energy Homeostasis. Mol Neurobiol, 56(2), 769-796. doi:10.1007/s12035-018-1099-4

Melnick, I. V., Price, C. J., & Colmers, W. F. (2011). Glucosensing in parvocellular neurons of the rat hypothalamic paraventricular nucleus. Eur J Neurosci, 34(2), 272-282. doi:10.1111/j.1460-9568.2011.07742.x

Mergenthaler, P., Lindauer, U., Dienel, G. A., & Meisel, A. (2013). Sugar for the brain: the role of glucose in physiological and pathological brain function. Trends Neurosci, 36(10), 587-597. doi:10.1016/j.tins.2013.07.001

Page, K. A., Chan, O., Arora, J., Belfort-Deaguiar, R., Dzuira, J., Roehmholdt, B., . . . Sherwin, R. S. (2013). Effects of fructose vs glucose on regional cerebral blood flow in brain regions involved with appetite and reward pathways. JAMA, 309(1), 63-70. doi:10.1001/jama.2012.116975

Sprague, J. E., & Arbelaez, A. M. (2011). Glucose counterregulatory responses to hypoglycemia. Pediatr Endocrinol Rev, 9(1), 463-473; quiz 474-465.

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