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Comment nos gènes nous poussent à manger (Gene Eating n°7)


Published
Revised
May 25, 2020
5 months ago

[GENE EATING n°7] Are your genes to blame if your jeans don’t fit?

Chapitre 1, pp. 3-25

Ça nous est (quasiment) tous arrivé. On va mettre un pantalon qu’on n’a pas mis depuis un moment et là c’est le drame : il faut rentrer le ventre, tirer le pantalon de toutes ses forces… « Pourtant il m’allait bien avant. » Qui ou quoi doit-on blâmer pour ceci ? On a trop mangé pendant les fêtes ? Notre nouveau travail nous rend trop sédentaires ? Ou est-ce la faute de nos gènes ? 

Pour répondre à ça, prenons en compte trois choses :

  1. une femme « moyenne » (et on peut discuter de ce que ça veut dire) devrait consommer environ 2000 kcal/jour et un homme autour de 2500, soit 750 000 à 900 000 kcal/an ; 
  2. entre 20 ans et 50 ans, une personne prendra en moyenne 15 kg ;
  3. si on devait porter des informations nutritionnelles comme une barre de céréales, notre contenu calorique serait d’environ 5000 kcal/kg. 

En raison du point 3, le contenu calorique pris en 30 ans est d’environ 75 000 kcal, soit un excédent de 2500 kcal/an : l’équivalent d’un jour si on est un homme. Si vous faites les calculs, vous verrez qu’avec un excédent simple de 7 kcal/jour est suffisant pour prendre ces 15 kg. 

C’est une blague ? Ça ne fait vraiment pas beaucoup, 7 kcal. C’est, par exemple, l’équivalent du TIERS d’un petit morceau de sucre. En utilisant le même calcul que précédemment, un excédent d’un morceau de sucre en entier aboutirait à un gain de poids de 45 kg !

La véritable question n’est pas donc : pourquoi sommes-nous obèses, mais pourquoi n’avons-nous pas la taille d’un éléphant ? 

Une donnée qui émerge de la recherche scientifique depuis plus de 50 ans est que, comme la température ou la glycémie, la balance énergétique est une variable régulée. Dans les années 1940, des études sur des rats ont montré que, si on les laissait en présence de nourriture à volonté, les rats ne deviendraient jamais obèses (les rats, contrairement aux humains, grandissent tout au long de leur vie). Si la quantité de nourriture était réduite (i.e. un « régime »), les rats perdaient du poids. Mais si la nourriture revenait, ils revenaient au poids qu’avait le groupe contrôle (sans restriction). Même chose si on leur donnait une nourriture riche en graisses et en sucres : les rats prenaient du poids mais en perdaient en revenant au régime de base. C’est ce qui a permis de définir la théorie du « point de consigne ». 

Des données chez l’humain ont montré la même chose. Malgré les repas gargantuesques des fêtes, les maladies, les grossesses et autres, un être humain aura généralement une variation inférieure à 20% de son poids adulte au cours de sa vie. Pourquoi prenons-nous du poids en vieillissant ? D’abord parce que, en vieillissant, notre métabolisme devient moins efficace. Ensuite, parce que nous bougeons moins à 50 ans qu’à 20 ans. (Évidemment ceci est le cas général, il y a des personnes qui ne se reconnaîtront pas.)

La stratégie de notre cerveau pour défendre notre poids est simple (on parlera des mécanismes après) : influencer la prise alimentaire et la dépense énergétique. On ne parle pas des décisions conscientes comme faire du sport ou démarrer un régime, mais processus incontrôlés. Un exemple très simple. On imagine une période de fêtes, ou de vacances, avec un peu de laisser-aller. Œufs et bacon pour le petit déjeuner ? On envoie ! Pâté et rillettes à midi ? Oui, monsieur. Un petit dessert avec tout ça ? Volontiers. Et ce soir ? Petite salade, je n’ai pas trop faim. Une volonté hors norme ? Non, simplement notre cerveau qui nous indique que nous sommes rassasiés. Mais ce serait bien de se sentir comme ça plus souvent, non ? 

Plus que tout, votre cerveau déteste que vous perdiez du poids. Essentiellement, ce poids c’est du gras, donc de la réserve énergétique. En perdant du poids, je signale à mon cerveau que je perds des réserves. Et pour contrecarrer ça, mon cerveau diminue ma dépense énergétique et augmente ma sensation de faim. Alors que 20% des personnes aux US ou au Royaume-Uni entreprendront à un moment de leur vie un régime, 60% de ces personnes sont en surpoids ou obèses. 

L’obésité est mesurée par l’Indice de Masse Corporelle (IMC), en divisant le poids (en kg) par la taille au carré (en m2). Un IMC « normal » est de 20-25 kg/m2. En-dessous de 18 on est en sous poids, au-dessus de 25 on est en surpoids et au-delà de 30 on est considéré obèse.

Table d'IMC (Image Wikimedia Commons)

Cependant, il faut indiquer que l’IMC est une mesure imparfaite de la masse grasse. Il ne permet pas de distinguer, par exemple, un pilier de rugby d’une personne de même masse mais portant bien plus de masse grasse. Et c’est cette masse grasse qui est liée aux maladies. Il existe plusieurs façons de mesurer la masse grasse. La technique de référence est la technique DEXA (Dual-Energy X-ray Absorptiometry) qui, en utilisant deux rayons X de niveaux d’énergie différents permet de distinguer la graisse des muscles.

Image de DEXA Scan (Health UCLA)

Une autre technique moins précise, que vous connaissez sans doute, est l’utilisation de balances avec impédance bioélectrique. Lorsqu’on se pose sur la balance, pieds nus ou en tenant une barre métallique, un courant passe dans le corps. Puisque le muscle contient plus d’eau que le gras, il conduit mieux le courant électrique, donc plus la résistance électrique est importante, plus il y a de graisse dans le corps. 

Pourtant, malgré ces outils, l’utilisation de l’IMC est partout, pour la simple raison que c’est une mesure très facile. Les techniques de masse grasse avec l’impédance bioélectrique sont généralement très peu fiables. Elles sont biaisées par l’état d’hydratation notamment. L’IMC, bien que peu précis, donne une bonne estimation de la masse grasse à l’échelle de la population. 

Le rapport de 2017 de l’OCDE sur l’obésité souligne que plus de 30% des adultes aux US, en Nouvelle-Zélande ou au Mexique sont obèses, et plus de 25% en Australie, Canada ou Afrique du Sud par exemple.

https://www.cerin.org/rapports/lobesite-dans-le-monde-ocde-2017/

Le problème de santé ne vient pas de l’obésité per se, mais des complications associées : diabète de type 2, maladies cardio-vasculaires, hypertension et certains cancers.

Comment expliquer cette augmentation aussi rapide du poids à l’échelle mondiale ? Est-ce que nos gènes ont changé en 30-40 ans ? Clairement ce n’est pas le cas. La seule façon de prendre du poids, c’est de manger plus que nous ne consommons. C’est aussi simple. Donc ce serait hyper simple d’en finir avec l’obésité : manger moins et bouger plus. Pourtant, derrière cette phrase qui paraît bête et simple se cache une réalité physiologique complexe.

Par exemple, aux US, l’IMC moyen est passé de 24 kg/m2 en 1985 à 27 kg/m2 en 2014. 

https://www.cdc.gov/obesity/data/prevalence-maps.html

Si cette hausse était simplement due à l’environnement, alors toute la population aurait augmenté son IMC et l’histogramme des fréquences d’IMC devrait être simplement déplacé vers la droite.

Or ce n’est pas ce que l’on observe.

Ces variations observées sont le résultat de personnes qui ont pris beaucoup de poids dans l’environnement actuel, alors que d’autres personnes n’ont pas pris un seul gramme. Autrement dit, chacun répond différemment aux changements de l’environnement. 

La conclusion de ceci est que l’environnement n’est pas le seul facteur qui influence l’IMC. On peut dire que la question de COMMENT nous sommes devenus obèses est une simple question d’équilibre thermodynamique. La question de POURQUOI nous sommes devenus obèses demande de se pencher sur la question de pourquoi certaines personnes mangent plus que d’autres et pourquoi certaines personnes consomment plus d’énergie. 

Un outil très puissant pour étudier les variations de l’environnement sans faire varier la génétique est l’étude des jumeaux. Il y a, cependant, un argument que l’on peut opposer à ceci : les jumeaux sont généralement élevés dans un même foyer et ont un environnement très proche. Malheureusement, dans ce monde, des événements désastreux et imprévisibles ont lieu et il arrive que des jumeaux soient séparés à la naissance ou à un très jeune âge. Les cas les mieux documentés de ces séparations sont la conséquence de la politique chinoise de l’enfant unique, en vigueur de 1979 à 2015. La cinéaste norvégienne Mona Friis Bertheussen en a réalisé un documentaire appelé Twin Sisters.

https://www.imdb.com/title/tt3529894/

Dans ce documentaire, elle raconte l’histoire de deux sœurs jumelles, l’une adoptée par un couple californien, l’autre par un couple vivant au nord de la Norvège. Ce qui est surprenant c’est que, malgré cette séparation culturelle énorme, lorsque les sœurs se rencontrent elles partagent énormément de caractéristiques. C’est dire le pouvoir des gènes ! 

Ce qui surprend beaucoup les gens, c’est que l’héritabilité du poids est comparable à celle de la taille. On sait également que nous avons gagné en taille avec le temps. Typiquement, les soldats qui ont été enrôlés pour se battre lors de la Première Guerre Mondiale faisaient 1,68 m, alors que la taille moyenne des hommes actuellement est de 1,78 m. Pourquoi ? En raison de changements de régime, d’environnement et de mode de vie. 

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ehr.12099

C’est exactement la même chose avec notre poids. Mais cela ne change pas que, si nos parents sont en surpoids, nous avons une bien plus grande probabilité d’être nous-mêmes en surpoids. Les études ont démontré que, chez les jumeaux, la variabilité liée au poids était à 70% d’ordre génétique.

https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/vol/256/pg/51

Comme toujours, dans la population générale, tout n’est pas 100% génétique ni 100% environnemental. Le défi consiste à connaître comment ces deux composantes interagissent. En observant certains groupes ethniques, il a été clair que certains individus sont plus susceptibles de devenir obèses que d’autres. Il existe deux exemples très clairs.

Le premier exemple ce sont les amérindiens Pimas de l’Arizona. Quasiment toute la population Pima est obèse, depuis un jeune âge, et plus de 50% sont diabétiques.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4418458/

Pourtant, un groupe de Pimas habite dans la Sierra Madre mexicaine, avec une prévalence de l’obésité quasiment nulle. Les Pimas sont originaires de l’Arizona, mais à un certain moment, pour une raison inconnue, un groupe a migré vers le Mexique. Ces deux groupes sont génétiquement homogènes. Comment se fait-il que l’on observe une telle disparité dans le poids des deux populations ? La réponse est l’environnement. Les Pimas d’Arizona ont adopté un mode de vie à l’américaine, alors que les Pimas mexicains vivent encore comme leurs ancêtres. C’est une communauté agricole, où l’effort physique lié au travail de la terre est très présent. 

Le deuxième exemple ne concerne pas un seul groupe ethnique, mais plusieurs groupes, dans les îles du Pacifique en Polynésie. La petite île de Nauru, par exemple, a un taux d’obésité proche de 95%. Selon l’OMS, 9 des 10 pays où le taux d’obésité est le plus fort sont des îles de la Polynésie.

https://www.who.int/gho/ncd/risk_factors/overweight_obesity/obesity_adults/en/

Une explication de cette prévalence pourrait être que, contrairement à la culture européenne actuelle, en Polynésie le surpoids est souvent synonyme de beauté. Une autre explication pourrait être que l’alimentation des polynésiens est de mauvaise qualité. 

Ces explications sont, cependant, beaucoup trop simples.Que ce soit en Arizona ou en Polynésie, il y a eu des millénaires d’adaptation génétique à un environnement hostile, qu’il soit désert ou isolé géographiquement. Puis, soudain, pour des raisons incontrôlées, ces populations ont été soumises à un changement de mode de vie et de régime alimentaire.

Les Pimas habitaient dans le désert d’Arizona avant l’arrivée des Européens. La vie était très dure et les individus génétiquement adaptés à supporter l’environnement « festin ou famine » étaient avantagés. Ces individus, capables d’emmagasiner plus de graisse et de manger plus pendant les périodes d’abondance, étaient mieux adaptés à mobiliser les ressources énergétiques lors de famines et ont donc survécu. Ainsi, leurs gènes ont été transmis à leur descendance. Il s’agit, en essence, d’un bel exemple d’évolution et de sélection, pendant plusieurs générations. Puis, dans les années 1920, le gouvernement américain a commencé un projet d’irrigation qui nécessitait la construction d’un barrage sur la rivière Gila, là où les Pimas habitaient. Avec la perte de leur approvisionnement en eau (et donc en nourriture), les Pimas sont devenus dépendants de l’aide gouvernementale. La nourriture qu’ils obtenaient était très différente de leur nourriture traditionnelle, et bien plus riche en graisses et en sucres. 100 ans après, il s’agit d’une population avec un des taux les plus élevés d’obésité au monde. 

La colonisation de la Polynésie a mis plus de 3000 ans, commençant avec les Philippines et la Nouvelle-Guinée en 1500 av. JC, Samoa en 800 av. JC, Hawaii et l’île de Pâques en 900 ap. JC et la Nouvelle-Zélande seulement vers 1200.

La colonisation de la Polynésie (image Wikimedia Commons)

Les premiers Polynésiens devaient survivre à des voyages en canoë de plusieurs jours puis, arrivant sur une île, trouver suffisamment de nourriture. Dans ces conditions, être bien portant signifier être plus apte à survivre. 

Les habitants des îles ont ainsi formé des sociétés traditionnelles basées sur la pêche. Avec l’arrivée des bases américaines et britanniques pendant la 2ème Guerre Mondiale, ainsi que la prolifération des sites de minage dans certaines îles, ces îles ont eu accès à une nourriture occidentale importée, hautement transformée pour tenir le voyage, et très énergétique. Comme pour les Pimas, l’environnement a changé de façon drastique et rapide.Ces deux exemples peuvent paraître extrêmes, mais ils illustrent bien la problématique liée à l’obésité. 

Le concept d’être le plus efficace avec notre dépense énergétique et l’utilisation des calories est universel. Il est facile d’oublier que, il n’y a pas si longtemps, l’activité physique des populations était liée au travail. Le concept de « sport » comme activité accessoire aurait semblé complètement incongru. Pourquoi faire autre chose que dormir et manger pendant le temps libre si on a passé la journée en dur labeur physique ? Si vous y pensez, ce n’est pas assez bizarre de prendre la voiture, prendre un ascenseur ou un escalator, puis se poser sur un tapis de course ou un vélo cardio ? 

Ce que nous disent les données scientifiques, en fait, c’est que certaines personnes ont simplement plus faim que d’autres tout le temps. Ne pas manger quand on n’a pas faim, c’est facile. Et quoi que disent la presse mode/beauté/santé, les personnalités sur les réseaux sociaux ou les stars à la « il suffit de faire comme ceci », les personnes maigres ne sont pas moralement supérieures, avec une volonté d’acier. Elles ont simplement moins souvent faim. 

Avez-vous déjà essayé d’arrêter de manger lorsque vous avez faim ? C’est difficile, parce que ce n’est pas ce que notre organisme nous dit de faire. Nous avons un programme génétique qui nous pousse à manger quand nous avons faim et quand il y a de la nourriture, pas à arrêter. Maintenant imaginez que vous ayez un peu plus faim dans cet environnement riche en aliments et que vous essayiez d’arrêter ce processus physiologique chaque jour, à chaque repas, pendant toute votre vie. 

LES PERSONNES OBÈSES NE SONT PAS FAINÉANTES. Elles ne font que combattre leur biologie. On pourrait même dire qu’être obèse est la réponse naturelle à notre environnement du 21ème siècle. Nous nous préparons simplement à une famine… qui n’arrivera très probablement jamais. Avoir accès à trop de nutriments, couplé à une activité physique faible, est un problème contemporain, et n’aura jamais agi comme pression de sélection sur nos gènes. Avec l’environnement changeant, certains changements génétiques, résultant de mutations aléatoires de l’ADN à travers les générations, qui avaient un effet neutre dans un environnement pauvre en nourriture, ont été soudainement « démasqués » dans notre environnement actuel. 

En raison de cette variation génétique, certaines personnes ont pris plus de poids que d’autres.Donc si je n’arrive pas à mettre mon jean, est-ce la faute de mes gènes ? À bien des égards, oui. L’environnement actuel a bien sûr favorisé l’augmentation de la prévalence de l’obésité, mais nos gènes ont influencé la réponse à ces changements. Où il y a des gènes, il y a des molécules et des voies de signalisation à étudier. Ce sera l’objet du prochain épisode. 


Filipe De Vadder

Chercheur padawan - Du metal et de la science