Dans un aspect fascinant de la nature, les chauves-souris frugivores non seulement survivent, mais prospèrent grâce à un régime riche en sucre composé principalement de fruits sucrés, consommant jusqu’à deux fois leur poids corporel par jour.
C’est un fait bien établi que les régimes riches en sucre sont nocifs pour la santé humaine, entraînant des maladies comme le diabète, l’obésité et même le cancer. La question demeure donc : pourquoi les chauves-souris frugivores ne subissent-elles pas les mêmes conséquences ?
Étudier les chauves-souris frugivores et leur régime sucré
Des scientifiques de l’Université de San Francisco se sont penchés sur ce mystère et ont découvert comment les chauves-souris frugivores ont pu évoluer pour tolérer des niveaux de sucre aussi élevés.
Leurs résultats révèlent des adaptations chez les chauves-souris frugivores qui empêchent leur régime alimentaire riche en sucre de causer des dommages, contrairement aux humains.
Cette recherche pourrait avoir des implications potentielles pour les 37 millions d’Américains souffrant de diabète, une maladie qui se classe au huitième rang des causes de décès aux États-Unis.
Diabète : une préoccupation mondiale croissante
Le diabète, qui coûte chaque année 237 milliards de dollars en dépenses médicales directes, est une maladie dans laquelle le corps humain soit ne parvient pas à produire de l’insuline, soit ne peut pas l’utiliser efficacement, ce qui entraîne une glycémie incontrôlée.
« En cas de diabète, le corps humain ne peut pas produire ou détecter l’insuline, ce qui entraîne des problèmes de contrôle de la glycémie », explique Nadav Ahituv, PhD, directeur de l’Institut de génétique humaine de l’UCSF et co-auteur principal de l’étude.
«Mais les chauves-souris frugivores ont un système génétique qui contrôle sans faute la glycémie. Nous aimerions apprendre de ce système pour créer de meilleures thérapies de détection de l’insuline ou du sucre pour les gens.
Focus sur la physiologie des chauves-souris
L’équipe d’Ahituv s’est concentrée sur les changements évolutifs dans le pancréas et les reins des chauves-souris. Ils ont découvert que le pancréas d’une chauve-souris frugivore, par rapport à celui d’une chauve-souris insectivore, contient des cellules productrices d’insuline supplémentaires et des modifications génétiques permettant de traiter de grandes quantités de sucre.
De plus, les reins des chauves-souris frugivores se sont adaptés pour retenir les électrolytes essentiels de leurs repas aqueux à base de fruits.
« Même de petits changements apportés à des lettres uniques d’ADN rendent ce régime viable pour les chauves-souris frugivores », a déclaré Wei Gordon, PhD, co-premier auteur de l’article, récent diplômé du programme TETRAD de l’UCSF et professeur adjoint de biologie au Menlo College. .
« Nous devons comprendre le métabolisme riche en sucre comme celui-ci pour progresser en aidant un Américain sur trois qui est prédiabétique. »
Une journée sucrée dans la vie d’une chauve-souris frugivore
Il est intéressant de noter que les chauves-souris frugivores passent 20 heures par jour à dormir et ne se réveillent que quatre heures pour se régaler de fruits avant de retourner à leur perchoir.
Pour comprendre comment les chauves-souris frugivores gèrent cette consommation élevée de sucre, Ahituv et Gordon ont collaboré avec des scientifiques de diverses institutions, dont l’Université Yonsei en Corée et le Musée américain d’histoire naturelle de New York.
Ils ont comparé la chauve-souris frugivore de Jamaïque à la grande chauve-souris brune, qui se nourrit principalement d’insectes.
En utilisant la technologie unicellulaire, les chercheurs ont non seulement pu identifier les types de cellules présents dans différents organes, mais également comprendre comment ces cellules régulent l’expression des gènes en fonction de chaque régime alimentaire.
Chez les chauves-souris frugivores, le pancréas et les reins ont évolué pour soutenir leur alimentation. Le pancréas possède davantage de cellules pour la production d’insuline et de glucagon, tandis que les reins piègent efficacement les sels lors de la filtration du sang.
En zoomant sur le niveau cellulaire, l’ADN régulateur de ces cellules a évolué pour activer ou désactiver les gènes appropriés, en fonction des besoins alimentaires. Cela contraste avec la grande chauve-souris brune, qui s’est adaptée à un régime alimentaire composé d’insectes.
« L’organisation de l’ADN autour des gènes de l’insuline et du glucagon était très clairement différente entre les deux espèces de chauves-souris », a déclaré Gordon. « L’ADN autour des gènes était autrefois considéré comme » indésirable « , mais nos données montrent que cet ADN régulateur aide probablement les chauves-souris frugivores à réagir aux augmentations ou diminutions soudaines de la glycémie. »
Implications pour la santé humaine
Certains aspects de la biologie des chauves-souris frugivores ressemblent aux conditions diabétiques humaines, mais avec un avantage significatif : elles maintiennent une dent sucrée sans les conséquences associées sur la santé.
« Il est remarquable de prendre du recul par rapport à des organismes modèles, comme la souris de laboratoire, et de découvrir des solutions possibles aux crises de santé humaine dans la nature », a déclaré Gordon. « Les chauves-souris l’ont compris, et tout cela est dans leur ADN, résultat de la sélection naturelle. »
Cette étude bénéficie d’un intérêt croissant pour la recherche sur les chauves-souris, notamment pour comprendre comment leurs caractéristiques uniques peuvent améliorer la santé humaine.
La participation de Gordon et Ahituv à un Bat-a-Thon annuel au Belize, impliquant un recensement des chauves-souris sauvages, illustre cet intérêt.
Une chauve-souris frugivore jamaïcaine capturée lors de cet événement a joué un rôle clé dans l’étude du métabolisme du sucre.
Les chauves-souris, qui constituent l’une des familles de mammifères les plus diversifiées, offrent de nombreux exemples de réussite évolutive, qu’il s’agisse de leur système immunitaire, de leur régime alimentaire particulier ou d’autres capacités uniques.
Le début d’une nouvelle frontière
En résumé, les scientifiques de l’UC San Francisco ont découvert comment les chauves-souris frugivores peuvent consommer des régimes extrêmement riches en sucre sans effets indésirables, contrairement aux humains qui risquent de souffrir de diabète et d’obésité avec de tels régimes.
Cette recherche révèle que les chauves-souris frugivores ont développé des adaptations spécifiques dans leur pancréas et leurs reins pour traiter et tolérer de grandes quantités de sucre.
Dirigés par Nadav Ahituv, PhD, et Wei Gordon, PhD, les découvertes de l’équipe, dérivées de comparaisons entre les chauves-souris frugivores et les chauves-souris insectivores, offrent des informations qui pourraient aider au développement de nouveaux traitements pour les 37 millions d’Américains atteints de diabète.
« Pour moi, les chauves-souris sont comme des super-héros, chacun doté d’un super pouvoir incroyable, qu’il s’agisse d’écholocation, de vol, de succion du sang sans coagulation, ou de manger des fruits sans souffrir de diabète », a déclaré Ahituv. « Ce genre de travail n’est qu’un début. »
L’étude met en évidence le potentiel de l’apprentissage de la faune sauvage pour relever les défis de santé humaine, marquant ainsi une étape importante dans la compréhension et potentiellement dans la gestion du métabolisme riche en sucre chez l’homme.
L’étude complète a été publiée dans la revue Communications naturelles.
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