Interactions entre horloges circadiennes et prise alimentaire

Interactions between circadian clocks and feeding behaviour

• Auteur / Autrice : Satish Kumar Sen
• Direction : Étienne Challet, Andries Kalsbeek
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 09/07/2018
• Etablissement(s) : Strasbourg en cotutelle avec Universiteit van Amsterdam
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des neurosciences cellulaires et intégratives (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Rémy Schlichter
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Paule Felder-Schmittbuhl, Susanne La Fleur
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Henrik Oster, Chun-Xia Yi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métabolisme basal

Comportement alimentaire

Rythmes circadiens

Noyau suprachiasmatique

Mots clés libres

Horloge suprachiasmatique

Alimentation ultradienne (6 repas)

Restriction alimentaire

Rev-erbα

Suprachiasmatic clock

Time restricted feeding

Rev-erbα

Ultradian (6-meal) feeding

Résumé

Le système circadien muti-oscillant est constitué de l'horloge suprachiasmatique (SCN), l'horloge principale dans l'hypothalamus antérieur, et de nombreuses horloges périphériques. L'horloge SCN synchronise les horloges périphériques situées dans chaque organe. L'horloge SCN est une horloge circadienne auto-entretenue qui maintient les rythmes quotidiens comportementaux, physiologiques et neuroendocriniens. Les donneurs de temps (zeitgebers), tels que lumière et nourriture, sont des synchroniseurs puissants, respectivement pour le SCN et les horloges périphériques. La thèse visait à mieux comprendre les interactions entre les horloges circadiennes et le comportement alimentaire chez les espèces nocturnes. Nous avons montré dans la première et la seconde partie que l'alimentation ultradienne affecte les horloges centrales et périphériques chez la souris et le rat. Dans la première étude, nous avons conclu que l'alimentation ultradienne chez la souris a un impact majeur sur la sortie de l'horloge SCN et sur l'horloge périphérique dans le foie, tandis que dans la seconde étude, l'alimentation ultradienne chez le rat n'a eu pas d'impact sur l'horloge SCN, mais il a modifié les horloges périphériques et le métabolisme des lipides. Dans la troisième partie, nous avons montré des effets différentiels du régime alimentaire et de la restriction alimentaire temporelle sur les horloges périphériques du tissu adipeux brun et du muscle squelettique. Dans la quatrième partie, nous avons démontré un rôle du gène d'horloge Rev-erbα dans le comportement alimentaire et le métabolisme énergétique en comparant des souris porteuses d’une délétion de Rev-erbα, soit globale, soit limitée au système nerveux central. L’ensemble de ces études révèle l'interdépendance des horloges circadiennes et du comportement alimentaire, ainsi que leurs effets sur le métabolisme énergétique.

The muti-oscillatory circadian system consists of the suprachiasmatic clock (SCN) the master clock, located above the optic chiasm of the anterior hypothalamus, and many peripheral clocks. The SCN clock synchronizes the other peripheral oscillators located in each organ. The SCN clock is a self-sustaining circadian oscillator maintaining the daily behavioural, physiological, and neuroendocrine rhythms. The zeitgebers such as light and food are potent synchronizers for the SCN and other peripheral clocks. The thesis was aimed to understand different aspects of the interactions between circadian clocks and feeding behaviour in nocturnal species. We showed in the first and second parts that the ultradian feeding affects the central and peripheral clocks in mice and rats. In the first part, we concluded that the ultradian feeding in mice has major impacts on the SCN clock output and the peripheral clock in the liver, while in the second part ultradian feeding in rats does not have impact on the SCN clock but it affects peripheral clocks and lipid metabolism. In the third part, we showed the differential effects of diet and time restricted feeding in brown adipose tissue and skeletal muscle peripheral clocks. In the fourth part, we showed the role of clock gene Rev-erbα on feeding behaviour and energy metabolism by comparing between global and brain specific knock-out mice. The present studies reveal the interdependency of the circadian clocks and feeding behaviour, and their effects on whole-body metabolism.