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Caroline André, Nathalie Castanon dans BBI

L’obésité est associée à une forte prévalence des troubles de l’humeur et de la cognition

Le 17 juin 2014

Diet-induced obesity progressively alters cognition, anxiety-like behavior and lipopolysaccharide-induced depressive-like behavior: Focus on brain indoleamine 2,3-dioxygenase activation.
André C, Dinel AL, Ferreira G, Layé S, Castanon N.
Brain Behav Immun. 2014 Mar 27. pii: S0889-1591(14)00078-6. doi: 10.1016/j.bbi.2014.03.012.


Caroline ANDRE
Present : Post-doc, Neurocentre Magendie, INSERM U862, Group Energy Balance and Obesity , Team leader: Daniela Cota
2004-2008: PhD, NutriNeuro (Bordeaux) and IIB (Champaign-Urbana, IL, USA)

Cette publication à fait l'objet d'un article de six pages (voir encart droit)  dans la revue Cerveau et Psycho de Mai - Juin 2014 


Caroline André:
L’obésité est associée à une forte prévalence des troubles de l’humeur et de la cognition considérés comme des facteurs de risque significatifs du développement de pathologies associées telles que les maladies cardiovasculaires et le diabète de type 2. Il est donc important de préciser la dynamique du développement de ces symptômes neuropsychiatriques, et d’identifier les mécanismes physiopathologiques qui les sous-tendent. L’obésité est également associée à une inflammation périphérique chronique à bas-bruit et à une augmentation de la vulnérabilité aux maladies inflammatoires. La production excessive de cytokines proinflammatoires, ainsi que l’activation cérébrale de l’enzyme catabolisant le tryptophane, l’indoleamine 2,3-dioxygénase (IDO), peuvent induire des complications neurocomportementales et plus particulièrement la dépression.

Dans ce contexte, nous nous sommes proposé d’étudier l’impact de l’obésité induite par l’alimentation sur le développement d’altérations neuropsychiatriques, en particulier celles liées à l’activation cérébrale de l’IDO et la vulnérabilité accrue aux infections observées chez les patients obèses.

Dans cette étude, nous avons mesuré les réponses inflammatoires et comportementales de souris C57Bl/6 exposées à un régime hypercalorique pendant 20 semaines, suite à un challenge immunitaire induit par une injection périphérique de lipopolysaccharide (LPS). En absence de LPS, 9 semaines de régime hypercalorique suffisent pour altérer la mémoire spatiale mesurée dans un labyrinthe en Y. D’autre part, 18 semaines de régime hypercalorique amplifient le comportement de type anxieux mesuré dans un labyrinthe en croix surélevé et cela sans affecter le comportement de type dépressif mesuré dans un test de suspension par la queue ou dans un test de nage forcée. Cependant, 20 semaines de régime hypercalorique altèrent le comportement de type dépressif induit par le LPS et exacerbent l’expression hypothalamique et hippocampique des cytokines proinflammatoires et de l’IDO.

Ainsi, l’ensemble de ces résultats montre que l’exposition à un régime hypercalorique altère la cognition et l’anxiété en condition non stimulée et augmente l’activation des mécanismes neurobiologiques impliqués dans le développement de la dépression après stimulation immune. Ceci suggère que l’obésité et peut-être également le « priming » inflammatoire associé, pourrait représenter un état de vulnérabilité au développement de symptômes dépressifs induits par l’inflammation" 


English resume

Obesity is associated with a high prevalence of mood symptoms and cognitive dysfunctions that emerges as significant risk factors for important health complications such as cardiovascular diseases and type 2 diabetes. It is therefore important to identify the dynamic of development and the pathophysiological mechanisms underlying these neuropsychiatric symptoms. Obesity is also associated with peripheral low-grade inflammation and increased susceptibility to immune-mediated diseases. Excessive production of proinflammatory cytokines and the resulting activation of the brain tryptophan catabolizing enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) have been shown to promote neurobehavioral complications, particularly depression. In that context, questions arise about the impact of diet-induced obesity on the onset of neuropsychiatric alterations and the increased susceptibility to immune-mediated diseases displayed by obese patients, particularly through brain IDO activation.

To answer these questions, we used C57Bl/6 mice exposed to standard diet or western diet (WD; consisting of palatable energy-dense food) since weaning and for 20 weeks. We then measured inflammatory and behavioral responses to a systemic immune challenge with lipopolysaccharide (LPS) in experimental conditions known to alter cognitive and emotional behaviors independently of any motor impairment. We first showed that in absence of LPS, 9 weeks of WD is sufficient to impair spatial recognition memory (in the Y-maze). On the other hand, 18 weeks of WD increased anxiety-like behavior (in the elevated plus-maze), but did not affect depressive-like behavior (in the tail-suspension and forced-swim tests). However, 20 weeks of WD altered LPS-induced depressive-like behavior compared to LPS-treated lean mice and exacerbated hippocampal and hypothalamic proinflammatory cytokine expression and brain IDO activation.

Taken together, these results show that WD exposure alters cognition and anxiety in unstimulated conditions and enhances activation of neurobiological mechanisms underlying depression after immune stimulation. They suggest therefore that obesity, and possibly obesity-associated inflammatory priming, may represent a vulnerability state to immune-mediated depressive symptoms.



Caroline André (caroline.andre @ inserm.fr)
Dernière mise à jour le 07.07.2014

L'essentiel

Extrait de la revue
Cerveau & Psycho/ Mai-Juin 2014
 

En présence de cytokines, la production de sérotonine, régulatrice de l’humeur, est insuffisante.
 

- Les molécules libérées par le corps en cas d'inflammation (par exemple suite à une infection) sont également présentes dans le cerveau et modifient son fonctionnement.
- Les cytokines inflammatoires déclenchent des cascades moléculaires qui aboutissent à une baisse de la sérotonine et à la production de molécules neurotoxiques.
- L'obésité est associée à une inflammation qui pourrait favoriser la survenue de dépressions. La perte de poids et les anti-inflammatoires pourraient alors être efficaces.
 

Ci dessous image zoomable

 

Les auteurs
Lucile Capuron est directrice de recherche dans le Laboratoire de nutrition et neurobiologie intégrée, Équipe psychoneuro- immunologie et nutrition : approches expérimentales et cliniques, INRA UMR 1286, Université Bordeaux II.

Nathalie Castanon est chargée de recherche dans ce laboratoire. 

Nathalie Castanon



Chargée de Recherches
Nutrition and Integrative Neurobiology (NutrINeurO)
INRA Université  de Bordeaux 
Publications Nathalie Castanon
Equipe de Sophie Layé 

A lire...

Chronic low-grade inflammation in metabolic disorders: relevance for behavioral symptoms. Lasselin J, Capuron L. Neuroimmunomodulation. 2014;21(2-3):95-101. 



Cognitive and emotional alterations are related to hippocampal inflammation in a mouse model of metabolic syndrome.
 
Dinel AL, André C, Aubert A, Ferreira G, Layé S, Castanon N. PLoS One. 2011;6(9):e24325. doi: 



Relationship between adiposity, emotional status and eating behaviour in obese women: role of inflammation.
 Capuron L, Poitou C, Machaux-Tholliez D, Frochot V, Bouillot JL, Basdevant A, Layé S, Clément K. Psychol Med. 2011 Jul;41(7):1517-28. doi: