Chapitre III : Interactions olfacto-alimentaires et problématique de la thèse
Partie 4 : Discussion
3. Implication de la leptine dans la distribution spatiale de l’activité dans le BO
Avant de discuter les résultats d’imagerie MEMRI analysés par SPM, je voudrais faire un rappel des différentes comparaisons statistiques effectuées, en présentant à nouveau le tableau 3.1.
Tableau 3.1. Récapitulatif des différents tests réalisés avec SPM. Une seule tranche issue de la partie médiale de l’axe antéropostérieur est montrée pour chaque test. Les images montrent les voxels qui sont statistiquement supérieurs dans le groupe de la colonne de gauche comparé au groupe de la 1ère ligne. Une absence de pixels colorés montre une absence de différence entre les deux groupes comparés dans le sens indiqué.
La discussion MEMRI/SPM se fera suivant trois axes : a) l’augmentation d’activité suite à la présentation d’une odeur alimentaire chez les ob/ob ; b) l’impact de la leptine sur l’activité du BO en activité spontanée ou suite à la présentation d’une odeur alimentaire ; c) la diminution de l’activité suite à la présentation d’une odeur non rencontrée au préalable chez les ob/ob.
a) Dans le cadre d’une activité spontanée sans stimulation olfactive, nous n’observons pas de différence majeure entre animaux ob/ob et animaux témoins (test 2 figure 3.14). Lors de la présentation d’odeur d’amande, l’activation du BO est plus importante chez les animaux ob/ob que chez les témoins, en particulier dans les couches superficielles latérales, médiales et dorsales du BO
?
Air
Air N=5 Pour chaque groupe Témoins Air Ob/Ob Air Témoins Amande 5% Ob/Ob Amande 5% Ob/Ob + leptine Air Ob/Ob + leptine Amande 5% Témoins Pentyl acétate 5% Ob/Ob Pentyl acétate 5% Témoins Air Ob/Ob Air Témoins Amande 5% Ob/Ob Amande 5% 5% Ob/Ob + leptine Air Ob/Ob + leptine Amande 5% Témoins Pentyl acétate 5% Ob/Ob Pentyl acétate 5% Test 1 inv Test 1 Test 2 inv Test 3 Test 3 inv Test 4 inv Test 5 Test 5 inv Test 6 Test 6 inv Test 7 Test 7 inv Test 8 Test 8 inv Test 9 Test 9 inv Test 10 Test 10 inv Test 4 Test 2(GL, EPL) et débordent vers les couches profondes (MCL, GCL) (test 3 figure 3.15). En comparant l’activité des ob/ob stimulées avec une odeur d’amande aux ob/ob stimulées avec de l’air, la stimulation olfactive engendre bien une activation de la GL latérale qui semble spécifique de l’odeur d’amande. Toutefois, par rapport à des animaux témoins, les animaux obèses stimulés avec de l’amande présentent une activation bien plus importante de la GL, ventralement, dorsalement, et sur un axe rostro-caudal plus étendu (test 4 figure 3.16). Il reste néanmoins à préciser chez les ob/ob si l’odeur d’amande apprise induite ou non une augmentation d’activité par rapport à une odeur d’amande inconnue.
b) L’injection de leptine impacte fortement l’activité spatiale. Suite à l’injection et en activité spontanée, les ob/ob ayant reçu la leptine présente une plus forte activation au niveau des couches profondes de la partie dorsale du BO (GCL notamment) (figure3.17, test5). En contrepartie, le test 5 inverse (ob/ob air > ob/ob air + leptine) (figure 3.18), qui permet de visualiser les zones non activées dans le test 5, nous permet d’affirmer que chez le groupe ayant reçu la leptine, l’activation des couches superficielles en activité spontanée est plus faible. En outre, ce même test 5 inverse met en évidence les zones de la couche superficielle dont l’activation (ou plutôt l’augmentation d’activation par rapport à des souris témoins) est uniquement dépendante de la leptine, avec comme constaté dans le test 2 (ob/ob air > témoins air), une très forte activation de la GL qui est spécifiquement suractivée chez les souris ob/ob déficientes en leptine.
Ce schéma d’activation est similaire après une stimulation avec de l’amande. Suite à l’injection de leptine, le groupe stimulé avec l’odeur d’amande montre une plus forte activation au niveau des couches profondes du BO, une activation qui est également plus étendue (figure 3.19 test 6). Le test 6 inverse (ob/ob amande 5% > ob/ob amande 5% + leptine) (figure 3.20) montre de nouveau une activation plus faible des couches latérales, mais moins étendue qu’en activité spontanée. En cas de présentation d’une odeur, la leptine semble donc impacter de manière plus large les couches profondes et de manière plus restreinte les couches superficielles qu’en activité spontanée.
Ces données nous indiquent que l’action de la leptine n’est pas spécifique de la présentation d’une odeur alimentaire chez les ob/ob. Elle semble avoir une action similaire, indépendamment du fait que l’animal soit stimulée par de l’air ou par une odeur alimentaire. D’après nos résultats, la leptine régule l’activité bulbaire de façon plus fine et non homogène sur l’ensemble du BO et entraine une activation des couches profondes et une inhibition des couches superficielles, comme pour bloquer les entrées sensorielles des OSN et activer davantage la sortie par une action directe sur la boucle MC/GC ou une action indirecte sur les fibres centrifuges. L’action de la leptine n’est donc pas globalement inhibitrice comme reportée en électrophysiologie dans la MO (Savigner et al., 2009). En revanche, chez le rat normal et à jeun, la leptine augmente bien l’activité c-fos en activité spontanée, mais induit une
diminution de l’activité c-fos liée à la stimulation avec une odeur alimentaire (Prud’Homme et al., 2009) : nous n’avons pas observé cet effet inhibiteur chez les souris ob/ob où les couches profondes sont activées et encore davantage activées par la leptine. En faisant très attention à la comparaison rat / souris, état à jeun (baisse de leptine aigüe) / état obèse (absence chronique de leptine) et à la technique utilisée (c-fos vs MEMRI), nous pouvons quand même nous interroger sur la question d’une perte de l’inhibition dans les couches profondes du BO chez les ob/ob.
Enfin, si l’activation induite par l’odeur d’amande chez des ob/ob comparée à des témoins est différente en présence de leptine, car située non plus latéralement mais dans les couches profondes et les couches superficielles médiales, latérales et dorsales, elle reste néanmoins supérieure en intensité chez les ob/ob (figure 3.21 test 7) : de fait, l’injection de leptine ne restaure pas une activité chez les ob/ob qui soit équivalente aux témoins.
c) La présentation d’une odeur neutre de pentylacétate induit une très forte activité chez les souris témoins par rapport à l’activité spontanée, dans tous les couches du BO. Toutefois, chez les ob/ob, la stimulation au pentylacétate ne permet de voir qu’une activation des couches profondes (test 9 figure 3.23), confirmant de fait notre observation lors du test 4(figure 3.16), selon laquelle la forte activité spontanée observée chez les ob/ob ne permet pas de distinguer l’activité latérale après une stimulation lors d’une comparaison intergroupe. Il est très intéressant de noter que lors de la présentation d’une odeur neutre, ce sont les témoins qui présentent une activation du BO plus importante, dans les couches dorsales superficielles du BO postérieur, et dans les couches latérales superficielles du BO antérieur (Test 10 figure 3.24). Malgré une augmentation de l’activité spontanée, et une activité induite par une odeur d’amande plus importante, la signification de l’odeur pour l’animal semble également jouer un rôle important dans l’établissement de la distribution de l’activité spatiale.
Il est intéressant de confronter ces données avec certains articles où les capacités olfactives de rongeurs ayant une obésité d’origine monogénique semblent être meilleures que celles d’animaux témoins, mais uniquement lorsque les odeurs ont acquis une signification pour l’animal, que ce soit après apprentissage chez le rat Zucker (Aimé et al., 2014), ou après association à de la nourriture chez la souris ob/ob (Getchell et al., 2006a; Thanos et al., 2013).
Dans le paragraphe suivant, je décrirai brièvement les modifications des oscillations au cours de l’apprentissage d’une tâche olfactive de Go/No Go chez les animaux obèses. J’expliquerai ensuite les mécanismes potentiels qui expliquent cette régulation de la dynamique temporelle par la leptine et en quoi ces données sont concordantes avec une partie de mes résultats d’imagerie. Enfin je proposerai un schéma de travail qui résume les hypothèses que je détaillerai concernant les mécanismes et les circuits dans lesquels la leptine pourrait être impliquée dans le cadre de la modulation bulbaire.