Acide docosahexaenoique (C22:6,N-3) : incorporation et metabolisme cerebral chez le rat normal ou carence
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The aim of this work was to establish in the rat brain a functional correlation between the metabolism of 22:6 n-3 and a n-3 deficient diet, known to alter membrane activities. First, we have validated the model for an autoradiographic method with the [14q 22:6 n-3 to quantitate its in vivo incorporation rate into and turnover within brain phospholipids by : 1/ estimation of intra-cerebral recycling; 2/ quantification of the in vivo incorporation rates with an operational equation accounting for the intra-cerebral recycling. Under steady state conditions, the ratio of tissue to plasma specific activity of the [3HJ 22:6 n-3 was 0. 03 to 0. 05, indicating an intra-cerebral recycling of 95 to 97%, either in control or n-3 fatty acid deficient free moving rats. Thus, rates of [14c] 22:6 n-3 incorporation quantified with the usual equation of the three compartment model are very underestimated. The autoradiographic method showed that a n-3 fatty acid deficiency compared to normal diet induced a generalized decrease (-35 to -76%) of 22:6 n-3 incorporation rates into phospholipids in ail the 27 brain regions examined. This effect was confirmed by biochemical analysis. Second, we studied the effect of the n-3 fatty acid deficient diet on the activity of cultured rat pineals, in terms of cyclic AMP content after stimulation by an adenosine agonist known to induce the melatonin release. In pineal gland and brain, our results show that n-3 fatty acid deficiency induce : 1/ a modification of the fatty acid composition of membrane phospholipids, mainly phosphatidyl-choline (PC) and ethanolamine (PE) ; 2/ an alteration of the functional response measured by cyclic AMP synthesis. The molecular target, receptor, G-protein, neuro-chemical processes (uptake, release), remains unknown. Ali these results emphasize and reinforce the potential role of 22:6 n-3 in central nervous system functions.
Abstract FR:
Le but de ce travail a été d'établir chez le rat des corrélations fonctionnelles au niveau central entre les variations métaboliques de l'acide cervonique ou docosahexaénoïque (22:6 n-3) et l'état nutritionnel (carence en acides gras de la série n-3) connu pour altérer l'activité membranaire. Dans une première partie, nous avons validé le modèle mathématique au [ 14C] 22:6 n-3 pour quantifier le taux d'incorporation et de renouvellement du 22:6 n-3 dans les phospholipides cérébraux : 1/ en estimant le degré de recyclage intracérébral de cet acide gras, et 2/ en calculant le taux d'incorporation par une équation opérationnelle qui tient compte du recyclage. Chez les rats normaux ou carencés libres de se mouvoir, et dans des conditions d'équilibre, nous avons montré que les rapports des activités spécifiques du [3H] 22:6 n-3 dans la fraction cérébrale non estérifiée à celles du plasma sont de l'ordre de 0,03 à 0,05 indiquant un recyclage du 22:6 n-3 intracérébral avoisinant 95-97%. De ce fait, à partir de l'équation classique du modèle à trois compartiments, la mesure des taux de synthèse in vivo des phospholipides cérébraux grâce au [14C] 22:6 n-3 est très fortement sous estimée et son application" l'Homme est compromise. L'autoradiographie quantitative permet de montrer que la carence en 22:6 n-3 conduit à une diminution généralisée des taux d'incorporation du [ 14c] 22:6 n-3 dans les phospholipides de 27 régions cérébrales analysées (variation de -35 à -76%). L'analyse biochimique du tissu cérébral confirme cette observation. Dans une seconde partie, nous avons examiné l'incidence d'une carence en 22:6 n-3 sur la réponse physiologique de la glande pinéale en culture, en termes d'AMP cyclique synthétisé après stimulation par un agoniste adénosinergique connu pour stimuler la synthèse de mélatonine. Dans la glande pinéale, comme dans le cerveau, nos résultats montrent que : 1/ une carence en 22:6 n-3 modifie la composition en acides gras des phospholipides membranaires, particulièrement celle des phosphatidylcholine (PC) et -éthanolamine (PE); 2/ affecte la réponse fonctionnelle en diminuant la synthèse d'AMPc. La cible moléculaire reste à préciser : récepteurs, protéines de couplage, processus neurochimiques (capture, libération), etc. L'ensemble de ces résultats soulignent et confortent le rôle potentiel du 22:6 n-3 dans le fonctionnement du système nerveux central.