Quel rôle joue le neurotransmetteur sérotonine dans la fertilité ? Une étude récente menée par des scientifiques de l’Université de Nagoya au Japon a révélé un lien entre les neurones à sérotonine, la disponibilité du glucose et la santé reproductive. Leurs résultats suggèrent que les neurones sérotoninergiques du cerveau jouent un rôle important dans le maintien de la fonction reproductive en détectant les niveaux de glucose et en favorisant la libération d’hormones reproductives. La recherche a été publiée dans Rapports scientifiques.
La dépression est associée à un dysfonctionnement des neurones sérotoninergiques centraux et est connue pour être associée à des troubles de la reproduction et du métabolisme. Les inhibiteurs de la recapture de la sérotonine, traitements courants de la dépression, mettent en évidence l’importance de la signalisation sérotoninergique dans ces processus.
Cependant, le rôle spécifique des neurones sérotoninergiques dans la coordination de la reproduction et du métabolisme du glucose reste flou. Les chercheurs visent à révéler comment les neurones sérotoninergiques du cerveau détectent les niveaux de glucose et régulent les fonctions de reproduction. Comprendre cette association pourrait ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques pour traiter les troubles de la reproduction chez les patients souffrant de dépression.
Pour étudier cela, les chercheurs ont utilisé à la fois des rats et des chèvres femelles, en se concentrant sur le noyau du raphé dorsal et le noyau arqué de l’hypothalamus, régions riches en neurones sérotoninergiques et régulateurs principaux des hormones reproductives. Ils ont utilisé une combinaison de techniques génétiques, pharmacologiques et physiologiques pour découvrir les liens entre ces neurones et la détection du glucose et la libération des hormones reproductives.
Chez la souris, l’équipe a utilisé des souris hétérozygotes Kiss1-tdTomato, qui possèdent un marqueur génétique permettant la reconnaissance des neurones kisspeptine, nécessaires à la régulation de la reproduction. Ils ont effectué un séquençage de l’ARN pour déterminer les types de récepteurs de sérotonine présents sur ces neurones. L’analyse a révélé que le récepteur de la sérotonine-2C (5HT2CR), un récepteur excitateur, était exprimé de manière significative dans les neurones de la kisspeptine du noyau arqué.
Une découverte préliminaire est l’expression significative du récepteur de la sérotonine-2C (5HT2CR) dans les neurones de la kisspeptine au sein du noyau arqué de l’hypothalamus. Les neurones kisspeptine sont d’importants régulateurs de la reproduction, responsables de la génération d’impulsions de gonadolibérine (GnRH), qui à leur tour stimulent la libération de l’hormone lutéinisante (LH) essentielle aux processus de reproduction.
Les techniques de séquençage de l’ARN et de double hybridation in situ utilisées dans cette étude ont confirmé qu’environ la moitié des neurones à kisspeptine exprimaient 5HT2CR. Cette découverte suggère que ces neurones sont des cibles directes de la signalisation sérotoninergique, qui relie les niveaux de sérotonine à la fonction reproductrice.
Dans d’autres expériences, les chercheurs ont démontré que l’augmentation de l’activité sérotoninergique dans l’hypothalamus médiobasal à l’aide de fluoxétine, un inhibiteur de la recapture de la sérotonine, peut contrecarrer la suppression des impulsions de LH induites par un état glucoprégénique (disponibilité réduite du glucose) chez les rats femelles.
Généralement, les états d’hypoglucose, induits expérimentalement par l’administration de 2-désoxy-D-glucose (2DG), conduisent à une inhibition de la libération de LH, inhibant ainsi les fonctions de reproduction. Cependant, l’administration de fluoxétine a rétabli la fréquence du pouls de la LH, ce qui suggère qu’une augmentation des taux de sérotonine pourrait atténuer les effets délétères d’un faible taux de glucose sur la libération d’hormones reproductives.
Les chercheurs ont également montré que l’injection directe de glucose dans le noyau du raphé dorsal augmente la libération de sérotonine dans l’hypothalamus médiobasal. Cette intervention a également restauré la fréquence des impulsions de LH qui avaient été supprimées par la glucoperfusion induite par la 2DG. Ces résultats suggèrent que les neurones sérotoninergiques du raphé dorsal peuvent détecter les niveaux de glucose et ajuster la libération d’hormones reproductives en conséquence, soulignant le double rôle de ces neurones dans la gestion du métabolisme du glucose et de la fonction reproductive.
Pour valider ces résultats dans un autre modèle de mammifère, les chercheurs ont effectué des enregistrements électrophysiologiques chez des chèvres. Ils ont découvert que l’administration centrale de sérotonine ou d’un agoniste 5HT2CR stimulait l’activité du générateur d’impulsions de GnRH, entraînant une libération accrue de LH. À l’inverse, lorsqu’un antagoniste 5HT2CR était administré, il bloquait la stimulation induite par la sérotonine des impulsions de GnRH, confirmant ainsi le rôle central du récepteur de la sérotonine-2C dans ce processus de régulation.
Les résultats soulignent l’importance de la signalisation sérotoninergique dans la capacité du cerveau à intégrer les informations sur la disponibilité du glucose et à moduler les fonctions de reproduction. L’étude fournit la preuve que les neurones sérotoninergiques, grâce à leur capacité à détecter le glucose et à interagir avec les neurones de la kisspeptine via 5HT2CR, jouent un rôle essentiel dans le maintien de la santé reproductive, en particulier face aux défis métaboliques.
Les modèles animaux, tels que les rats femelles et les chèvres utilisés dans cette étude, fournissent des informations précieuses sur les processus biologiques qui sont souvent difficiles à étudier directement chez l’homme. Bien que les souris et les chèvres soient différentes des humains, elles partagent des aspects fondamentaux des systèmes endocrinien et nerveux. Par conséquent, les résultats obtenus chez ces animaux pourraient servir de base à la compréhension de processus similaires chez l’homme.
Mais la physiologie humaine, le comportement et les maladies sont influencés par une myriade de facteurs génétiques, environnementaux et sociaux qui ne sont pas entièrement reproduits dans les modèles animaux. Par exemple, même si les souris et les chèvres peuvent donner un aperçu des processus physiologiques de base, elles ne rendent pas compte de toute la complexité des troubles reproducteurs et métaboliques humains, qui peuvent être influencés par un large éventail de facteurs, notamment l’alimentation, le mode de vie et les facteurs de stress psychologique.
Bien que les modèles animaux soient essentiels aux premières découvertes, des recherches supplémentaires impliquant des humains sont nécessaires pour valider et traduire ces résultats dans la pratique clinique.
l’étude, « Les neurones sérotoninergiques sensibles au glucose stimulent les neurones KNDy pour améliorer les impulsions LH via 5HT2CR : études sur le rat et la chèvre.écrit par Shu Nakamura, Takuya Sasaki, Yoshihisa Uenoyama, Naoko Inoue, Marina Nakanishi, Koki Yamada, Ai Morishima, Rika Suzumura, Yuri Kitagawa, Yasuhiro Morita, Satoshi Okura et Hiroko Tsukamura.