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Le Rôle de l'Orexine dans le Système de Récompense du Cerveau

Les neurones de l'orexine influencent la dopamine et le comportement lié aux récompenses et à l'activité.

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Les neurones d'orexine sont des cellules spéciales du cerveau qui se trouvent principalement dans une zone appelée l'hypothalamus latéral. On les retrouve aussi dans des zones proches qui aident à contrôler des choses comme l’humeur, la faim et les niveaux d'énergie. Ces neurones d'orexine envoient des signaux à d'autres parties importantes du cerveau, y compris des régions qui produisent un produit chimique appelé Dopamine. La dopamine est souvent surnommée le "produit chimique du bien-être" parce qu'elle joue un rôle important dans notre plaisir et notre motivation, un peu comme trouver une part de pizza supplémentaire quand tu pensais que la boîte était vide.

La connexion dopamine

Les neurones de dopamine se trouvent principalement dans des endroits comme la zone tegmentale ventrale (VTA) et la substance noire (SN). Ces zones sont comme le quartier général du système de récompense de ton cerveau. Quand quelque chose de bien arrive, comme manger ton plat préféré, de la dopamine est libérée, te rendant heureux. Étonnamment, certains neurones de dopamine peuvent aussi se trouver dans d'autres zones du cerveau, même s'ils n'expriment pas toujours le transporteur de dopamine, qui est comme un camion de livraison pour la dopamine.

Le système d'orexine et le système de dopamine sont tous les deux impliqués dans plusieurs activités importantes. Ils aident à contrôler ce que nous mangeons, combien nous bougeons, et même comment nous réagissons aux Récompenses. Pense à eux comme le duo dynamique du cerveau, travaillant ensemble comme Batman et Robin, mais au lieu de combattre le crime, ils combattent la faim et la fatigue.

Que se passe-t-il quand l'orexine active la dopamine ?

Quand on injecte de l'orexine A dans la VTA, ça semble rendre le cerveau encore plus excité par les récompenses, comme la cocaïne ou la morphine-deux substances connues pour leurs effets "feel-good". Si tu injectais de l'orexine A directement dans la SN, ça pourrait aussi faire courir les souris comme si elles venaient de repérer une énorme roue de fromage. Cependant, si tu utilises des drogues qui bloquent les récepteurs de dopamine, ça pourrait atténuer toute cette excitation provenant de l'orexine A. C’est un peu comme essayer de profiter d'une fête animée, mais quelqu'un n'arrête pas de baisser le volume de la musique.

Cependant, les scientifiques essaient encore de comprendre si l'orexine fait toute cette magie à travers les neurones de dopamine ou si elle implique d'autres types de cellules cérébrales. C'est un peu un mystère-aussi glissant qu'un savon dans une baignoire.

Deux peptides dans la famille d'orexine

Le système d'orexine se compose de deux peptides principaux : l'orexine A et l'orexine B. Ces derniers proviennent d'une protéine plus grande qui est découpée en morceaux plus petits. L'orexine A peut activer les deux types de récepteurs d'orexine dans le cerveau, tandis que l'orexine B fonctionne principalement avec un type.

Quand les scientifiques cherchent ces récepteurs dans la VTA et la SN, ils les trouvent, mais ils sont encore perplexes quant aux types exacts de cellules qui expriment ces récepteurs. Certaines études suggèrent que les récepteurs d'orexine sont effectivement présents dans les neurones de dopamine. C'est comme aller à une fête et trouver des amis là-bas, mais tu n'es toujours pas sûr de comment ils se connaissent tous.

Cartographions les récepteurs

Les chercheurs ont cherché à comprendre où exactement ces récepteurs d'orexine se trouvent dans les neurones de dopamine. Ils ont utilisé une méthode sophistiquée appelée hybridation in situ fluorescente, qui est une façon amusante de faire briller des cellules cérébrales spécifiques sous une lumière spéciale.

Chez les souris de contrôle, ils ont trouvé qu'un pourcentage significatif des neurones de dopamine exprimaient le récepteur Ox1R et qu'une plus petite partie exprimait Ox2R. En regardant les chiffres, on pourrait dire qu'environ la moitié des neurones de dopamine affichaient l'Ox1R comme une nouvelle paire de chaussures, tandis qu'un quart ne portait que l'Ox2R. Ils ont même découvert que certaines neurones n'exprimaient aucun récepteur d'orexine, un peu comme ce copain qui est toujours là mais ne porte jamais la même tenue deux fois.

Le rôle fonctionnel de l'Ox1R

Comme ils ont trouvé que l'Ox1R était le principal acteur dans les neurones de dopamine, les chercheurs ont décidé d'étudier ce qui se passe quand ils l'excluent de l'équation. Ils ont créé un type spécial de souris qui n'exprime pas ce récepteur spécifiquement dans les neurones de dopamine. En comparant ces souris à des souris normales, ils ont pu voir comment l'absence d'Ox1R affectait divers comportements.

Explorer les résultats comportementaux

La première chose qu'ils ont vérifiée, c'est comment ces souris se comportaient dans des situations qui déclenchent généralement l'exploration ou l'excitation. Le test du "champ ouvert nouveau" était un moyen de vérifier ça. Dans ce test, les souris mâles et femelles sans Ox1R montraient beaucoup d'enthousiasme, se déplaçant plus que les souris de contrôle. Si elles étaient dans une course, elles gagneraient probablement, mais il faudrait leur rappeler de se calmer de temps en temps.

Étonnamment, bien que les deux sexes montrent une activité accrue, les femelles semblaient un peu plus agitées avec certains comportements, comme l'activité stéréotypée, qui ressemble à un état où elles ne peuvent pas rester en place.

Les effets de l'injection d'orexine A

Quand les scientifiques ont injecté de l'orexine A dans les cerveaux de ces souris spéciales, ils ont vu que ça augmentait encore plus leur locomotion par rapport aux souris normales. C'était comme si ces souris venaient de découvrir un buffet à volonté. Elles débordaient d'énergie.

Dans le test du trou, les souris femelles sans Ox1R enfonçaient leur nez dans les trous beaucoup plus souvent que leurs homologues normales, mais elles oubliaient rapidement une fois qu'elles s'habituaient à la configuration. C'est comme si elles participaient à une chasse au trésor mais perdaient rapidement intérêt après les premiers objets trouvables.

Anxiété, récompense et niveaux d'énergie

Ensuite, les chercheurs ont vérifié si le manque d'Ox1R changeait la façon dont les souris traitaient l'énergie ou réagissaient aux récompenses. Ils ont utilisé des tests à deux bouteilles avec des solutions sucrées pour voir si les souris montraient une préférence pour les substances sucrées. Les résultats ont montré que les deux types de souris aimaient également les trucs sucrés, indiquant que l'orexine n'avait pas un rôle majeur dans leur envie de sucré.

Ils ont également regardé comment ces souris réagissaient à la cocaïne dans un test de jumelage spécial. Étonnamment, les souris sans Ox1R ont toujours montré une préférence pour la cocaïne, un peu comme certaines personnes qui choisissent encore un dessert même quand elles suivent un régime. Cela a montré que l'absence d'Ox1R ne changeait pas vraiment leur réponse aux récompenses.

Explorer les voies neuronales

Pour découvrir les voies réelles dans le cerveau qui étaient affectées par l'absence d'Ox1R, les chercheurs ont utilisé l'imagerie PET. Ils ont découvert que l'absence d'Ox1R entraînait une activité accrue dans certaines zones du cerveau, tandis que moins d'activité était trouvée dans d'autres après l'injection d'orexine A. C'était tout à fait dramatique-comme si le cerveau avait sa propre soap opera qui se déroulait.

Le rôle des récepteurs de dopamine

Les récepteurs de dopamine, à savoir DRD1 et DRD2, ont également été évalués par rapport au système d'orexine. La suppression de l'Ox1R dans les neurones de dopamine affectait ces récepteurs dans certaines zones du cerveau. Il semble que cette suppression réduisait DRD1 et apportait quelques changements à DRD2 aussi. Le manque de ces récepteurs dans certaines zones pourrait signifier moins d'activation dans ces voies-un peu comme baisser le volume de ta chanson préférée.

Conclusion

En résumé, l'étude met en lumière comment le système d'orexine impacte le comportement, particulièrement en ce qui concerne la Nouveauté et l'exploration. Il s'avère que l'Ox1R est un acteur majeur dans ce processus, surtout dans les neurones de dopamine. Bien que l'activité accrue et l'excitation en l'absence d'Ox1R pointent vers des niveaux d'excitation élevés, cela révèle aussi que la signalisation d'orexine est essentielle pour garder les choses équilibrées. Tout comme le mélange parfait de pépites de chocolat dans ta pâte à cookie, trop d'excitation pourrait mener au chaos plutôt qu'à l'ordre.

Les chercheurs ont préparé le terrain pour de futures études qui pourraient explorer encore plus comment l'orexine interagit avec la dopamine-peut-être conduisant à des idées qui pourraient aider à résoudre des problèmes comme l'hyperactivité ou les déficits d'attention chez les humains. Alors, garde ta ceinture de sécurité attachée ; l'exploration du cerveau ne fait que commencer !

Source originale

Titre: Deficiency of Orexin Receptor Type 1 in Dopaminergic Neurons Increases Novelty-Induced Locomotion and Exploration

Résumé: Orexin signaling in the ventral tegmental area and substantia nigra promotes locomotion and reward processing, but it is not clear whether dopaminergic neurons directly mediate these effects. We show that dopaminergic neurons in these areas mainly express orexin receptor subtype 1 (Ox1R). In contrast, only a minor population in the medial ventral tegmental area express orexin receptor subtype 2 (Ox2R). To analyze the functional role of Ox1R signaling in dopaminergic neurons, we deleted Ox1R specifically in dopamine transporter-expressing neurons of mice and investigated the functional consequences. Deletion of Ox1R increased locomotor activity and exploration during exposure to novel environments or when intracerebroventricularely injected with orexin A. Spontaneous activity in home cages, anxiety, reward processing, and energy metabolism did not change. Positron emission tomography imaging revealed that Ox1R signaling in dopaminergic neurons affected distinct neural circuits depending on the stimulation mode. In line with an increase of neural activity in the lateral paragigantocellular nucleus (LPGi) of Ox1R{Delta}DAT mice, we found that dopaminergic projections innervate the LPGi in regions where the inhibitory dopamine receptor subtype D2 but not the excitatory D1 subtype resides. These data suggest a crucial regulatory role of Ox1R signaling in dopaminergic neurons in novelty-induced locomotion and exploration.

Auteurs: Xing Xiao, Gagik Yeghiazaryan, Fynn Eggersmann, Anna L. Cremer, Heiko Backes, Peter Kloppenburg, A. Christine Hausen

Dernière mise à jour: 2024-08-16 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.06.552140

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.06.552140.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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