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Les facteurs endogènes de régulation du comportement alimentaire forment un ensemble très complexe.
La sensation de faim est fortement dépendante des taux de glucose dans les cellules cérébrales. Ce phénomène se traduit par le fait que le déclenchement de la faim est précédé d'une baisse de la glycémie. L'arrêt de la prise alimentaire survient avant que les cellules de l'organisme ne soient rechargées en nutriments caloriques. Ce contrôle se réalise a priori grâce à la présence de récepteurs biochimiques (récepteurs sensoriels, récepteurs sensibles au volume de l'estomac) le long du tractus digestif. La présence d'un volume important dans l'estomac conduit ainsi à l'arrêt de la prise de nourriture. Le seul fait d'avoir rempli l'estomac d'eau conduit à manger moins dans les moments qui suivent. C'est ainsi que certains traitements de l'obésité cherchent à réduire la faim et l'importance des repas en agissant à ce niveau: fibres alimentaires qui gonflent en présence d'eau, «ballonnets» intragastriques, réduction chirurgicale de l'estomac.
Dans l'intestin se trouvent des récepteurs qui sont sensibles au contenu biochimique du bol alimentaire. Des informations qualitatives et quantitatives précises sont ainsi transmises aux structures cérébrales qui commandent la poursuite ou l'arrêt du repas. Ce contrôle est complété par des récepteurs hépatiques.
Parmi les différentes structures cérébrales, l'hypothalamus joue un rôle fondamental dans la régulation du bilan énergétique et dans celle du poids. Il reçoit toutes les informations sensorielles concernant l'alimentation, les informations métaboliques et est également sensible aux fonctions relationnelles du cerveau (émotion, stress, colère, calme, etc.). L'hypothalamus contrôle non seulement le comportement alimentaire, mais aussi le poids, un peu comme s'il gardait en mémoire un poids de référence, ou pondérostat. L'hypothalamus assure le retour à ce poids de référence.
On suspecte chez l'obèse une élévation de ce pondérostat, ce qui expliquerait les résistances à l'amaigrissement et la difficulté à stabiliser un nouveau poids. Si cette hypothèse était vérifiée, sa signification devrait être relativisée par le fait que l'action de l'hypothalamus sur le comportement alimentaire est modulée par d'autres structures cérébrales encore qui font intervenir les notions d'apprentissage, de conditionnement, de volonté, d'agressivité, de sexualité ou de mémoire ancienne.
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