Comportement alimentaire du fumeur : mécanismes et observations DIPLÔME INTER-UNIVERSITAIRE de TABACOLOGIE Comportement alimentaire du fumeur : mécanismes et observations Dr Didier Chapelot Laboratoire des Réponses Cellulaires et Fonctionnelles à l’Hypoxie EA 2363 Equipe Physiologie du Comportement Alimentaire UFR Santé Médecine Biologie Humaine, Bobigny, Université Paris 13

Petit préalable : symboles Étude chez l’humain ou mécanisme concernant le fumeur Etude chez le rat ou limitée à une interprétation chez l’animal

Qu’est-ce que le comportement alimentaire ? C’est la traduction en acte d’ingestion d’un message biologique de besoin énergétique Il est composé d’une séquence particulière appelée cycle prandial un signal de faim qui déclenche le repas un signal de rassasiement qui l’interrompt une période de satiété jusqu’au repas suivant

La séquence prandiale Prise alimentaire cumulée Intervalle - Temps Intervalle - interprandial Satiété la prise alimentaire est discontinue et est constituée de repas le sujet nourri à volonté et non perturbé recherche l’aliment lorsqu’il a faim (éveil sensoriel) au cours de l’ingestion, le plaisir décroît puis s’annule ; le sujet est rassasié. Le rassasiement (satiation) est largement conditionné. entre deux repas, le sujet est en état de satiété (satiety), il n’a pas faim et ne va pas rechercher l’aliment….. mais il peut l’accepter !… Faim Rassasiement

Signal de faim : l’hypoglycémie préprandiale repas 1,10 1,00 0,90 0,80 3 min Glycémie (g/l) rassasiement satiété faim d'après Louis-Sylvestre & Le Magnen, NeuroSci Bio Behav, 1981

Glucose plasmatique (mmol/L) Signal de faim : l’hypoglycémie préprandiale Goûteurs Goûter 4 Non-goûters 3 2 Glucose plasmatique (mmol/L) 1 This figure shows the results for the plasma glucose profile. The X axis is in percentages of the individual intermeal interval so that all subjects can be shown together. The 0 point is the goûter request in GE group and 210 min in NGE groups. In gouter eaters, glucose declined sharply before the goûter request and fell to the pre-lunch level. In the other two groups, there was no decline in glucose levels which were higher than at lunch onset. Interestingly, similar results were found for insulin. -1 -100 -80 -60 -40 -20 20 40 60 80 100 Déjeuner Dîner Intervalle interprandial (%) Chapelot et al. Physiol Behav. 2004

Signal de faim : l’hypoglycémie préprandiale La baisse de glucose préprandial peut être observé en utilisant un dispositif de suivi en continu du glucose (type CGMS) 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 30 60 90 120 150 180 210 240 Temps (min) Glucose (g/l) CGMS Petit déjeuner Demande du déjeuner 0.5 Charlot et al., AFERO 2009

Rassasiement : mécanisme sensoriel conditionné L’arrêt de la prise alimentaire se fait par « lassitude sensorielle » = rassasiement sensoriel spécifique Rassasié pour un aliment, on ne l’est pas pour celui qui a des caractères sensoriels différents Ce rassasiement sensoriel est relayé par des messages intestinaux = relais biochimiques Un rassasiement terminal survient à la fin du repas quand Palette sensorielle couverte Message intestinal de suffisance métabolique perçu

Satiété : conséquence d’un état métabolique C’est l'état pendant lequel il existe une disponibilité de glucose suffisante pour les cellules Elle dépend de l'utilisation du glucose ...qui dépend elle-même de l'utilisation des autres substrats notamment des acides gras libres qui vont différer la baisse de glucose déclenchante Elle a pour agent essentiel l'insuline Elle est principalement d’origine périphérique

Leptine et contrôle central Leptine va agir sur l’aire hypothalamique

Prise alimentaire et métabolisme Origine périphérique du contrôle central du comportement alimentaire d Stimule Inhibe Prise alimentaire et métabolisme Noyau Arqué Estomac Tissu adipeux Tissu adipeux Pancréas

Système nerveux sympathique Satiété : conséquence d’un état métabolique Système nerveux central Satiété Système nerveux sympathique Glucose Pancréas Leptine Insuline Oxydation totale Here is a metabolic model of satiety. According to the glucostatic theory, satiety will depend upon the glucose oxidation rate and the occurence of a shortage in glucose immediately available for the cells. Adipose tissue can contribute to satiety in releasing fatty acids for oxidation, reducing glucose oxidation rate , prolonging its availability and increasing satiety. On the hormonal side, pancreas releases insulin which inhibits FFA release from adipocytes. Adipose tissue secretes leptin which is an activator of sympathetic nervous system and therefore stimulates FFA release from adipocytes. The other action of SNS is to reduce insulin secretion and therefore to attenuate the insulin brake on lipolysis This will lead to enhance FFA disposal for oxidation and contribute to increase satiety AGL AGL Adipocytes Inhibition Stimulation Chapelot, 2009

Le comportement alimentaire a des déterminants biologiques Message n° 1

Prise de poids à l’arrêt du tabac (1/5) Étude de Williamson et al., 1991 1000 sujets adultes suivis pendant 10 ans < 3kg 3 à 8 kg 8 à 13 kg > 13 kg

Prise de poids à l’arrêt du tabac (2/5) Étude de Colditz et al., 1992 55 000 femmes suivies 8 ans, 2640 ont arrêté de fumer

Prise de poids à l’arrêt du tabac (3/5) Étude de Klesges et al., 1997 209 sujets volontaires dans un groupe de thérapie comportementale avec abstinence vérifiée Gains pondéraux moyens (kg) 1mois 6 mois 12 mois Fumeurs 1,32 0,88 1,08 Ex F interm 2,21 2,82 3,05 Ex F stricts 2,99 5,46 5,92 Dans l’étude de Klesges et al. (1997), 209 sujets enrôlés dans un groupe de thérapie comportementale furent suivis 1 an. Leur abstinence fut vérifiée. Les résultats montrent qu’à partir de 6 mois, les abstinents stricts prennent plus de 5 kg contre 3 pour les fumeurs intermittents et 1 pour ceux qui sont restés fumeurs, témoignant de l’amplitude de l’effet du tabac sur l’état de corpulence pour lequel un nouvel équilibre est atteint. Ici aussi, la variation entre individus est très large et ce qui est valable pour le groupe ne peut être extrapolé aux cas individuels.

Prise de poids à l’arrêt du tabac (4/5) Étude de Janson et al., 2004 1550 femmes tabagiques comparées à 2381 femmes témoins. 9 ans plus tard, 388 avaient cessé de fumer Poids (kg) Fumeuses 3,2  5,8 Ex fumeuses 7,6  6,1 Témoins 3,7  5,2 Plus récemment, l’étude de Janson et al. (2004) a comparé 1550 femmes tabagiques à 2381 femmes témoins après 9 ans de suivi. Parmi les fumeuses, 388 avaient cessé de fumer. Leur prise de poids atteignant 7,6 kg contre 3,2 pour celles restées fumeuses et 3,7 pour les femmes témoins. Les déviations standards de 5 à 6 kg illustrant la variabilité de ces prises pondérales et donc la nécessité de détecter les facteurs de risque.

Prise de poids à l’arrêt du tabac (5/5) Étude de Basterra-Gortari et al., 2010 7550 femmes et hommes suivis pendant environ 4 ans Prise de poids de 1,63 kg pour les hommes et de 1,51 kg pour les femmes qui ont cessé de fumer Plus récemment, l’étude de Janson et al. (2004) a comparé 1550 femmes tabagiques à 2381 femmes témoins après 9 ans de suivi. Parmi les fumeuses, 388 avaient cessé de fumer. Leur prise de poids atteignant 7,6 kg contre 3,2 pour celles restées fumeuses et 3,7 pour les femmes témoins. Les déviations standards de 5 à 6 kg illustrant la variabilité de ces prises pondérales et donc la nécessité de détecter les facteurs de risque.

Cependant, la majorité (~ 50%) des sevrés prend moins de 3 kg en 1 an Prise de poids à l’arrêt du tabac : conclusion Hommes et femmes Risques maximum de prise de poids massive pour fumeurs si : jeunes , tabagisme intense, niveau socio-économique faible Femmes dont la prise énergétique initiale est très élevée ou très faible, en sous-poids et/ou en restriction alimentaire, inactives –sédentaires, dont le tabagisme est ancien, dont la dépendance est forte Cependant, la majorité (~ 50%) des sevrés prend moins de 3 kg en 1 an La situation décrite par l'ensemble des études peut être résumée ainsi : fumer fait perdre du poids, le sous-poids demeure tant que dure le tabagisme et la prise pondérale qui suit l'arrêt n'est en général qu'un rattrapage qui, d'ailleurs, n'est pas inéluctable. Le risque d'une prise de poids massive est encouru d'une part par les fumeurs des deux sexes qui, ayant moins de 55 ans, consomment plus de 15 cigarettes par jour, d'autre part par les femmes en sous-poids et/ou qui se restreignent et/ou qui sont particulièrement inactives et celles dont le tabagisme est ancien, ces facteurs se potentialisant.

A l’arrêt du tabac il existe bien une prise de poids Message n° 2

Le comportement alimentaire du fumeur : choix des macronutriments Prise énergétique des 24h Prise énergétique au repas

Sensation de faim avant le repas Densité énergétique du repas Le comportement alimentaire du fumeur : choix des macronutriments inférieure Fréquence des repas Sensation de faim avant le repas Densité énergétique du repas Durée des repas Avec boissons Sans boissons

La nicotine réduit la prise alimentaire avec surcompensation à l’arrêt Perfusion de nicotine et prise alimentaire chez le rat 14 8 10 12 16 18 20 6 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 7 9 11 13 Jours Prise alimentaire (g/j) * contrôle nicotine (1mg/kg/j) nicotine (5mg/kg/j) nicotine (9mg/kg/j) p<0,05 perfusion Lorsqu’on perfuse de la nicotine à un animal tel que le rat, on peut voir chuter sa prise alimentaire dès le premier jour, puis elle rejoint son niveau initial en environ 8 jours (contre 3 jours dans la condition placebo) et à une vitesse d’autant plus lente que la dose perfusée est élevée. Ceci est suivi par une surconsommation relative pendant les quelques jours qui suivent la fin de la perfusion. D'après Miyata et al., 1999

Perfusion (12 mg/kg pompe) L’effet de la nicotine sur la prise alimentaire s’épuise avec le temps Perfusion (12 mg/kg pompe) * Que l’effet de la nicotine est éphémère est encore plus net dans l’étude de Arai et al. (201) où la poursuite de la perfusion n’empêche pas le retour à la prise alimentaire normale du rat en l’espace de 15 jours. Ce sont donc les déséquilibres des premiers jours qui vont expliquer la majeure partie des changements morphologiques qui s’opèrent à l’initiation du tabac. Base J1 J2-J7 J8-J15 J16-J18 D'après Arai et al., 2001

La nicotine agirait sur la taille des repas, la fréquence augmentant avec le temps 5 injection/j (4 mg/kg) * * Base J1-J4 J5-J9 J10-J15 J16-J29 D'après Bellinger et al., 2003

Poids corporel Prise énergétique des 24h Taille des repas Fréquence des repas D'après Bellinger et al., 2003

Cas particulier de la nicotine autoadministrée

Cas particulier de la nicotine autoadministrée

Tabac et comportement alimentaire : conclusion des études sur l’animal La nicotine semble la molécule responsable des effets du tabac sur la prise alimentaire Elle agirait en réduisant la taille des repas = rassasiement plus précoce Les conséquences transitoires de son effet sur le poids (baisse) serait due (mais incertain) à l’augmentation secondaire de la fréquence des repas = satiété plus courte Le rattrapage à l’arrêt passerait surtout par une augmentation de la fréquence des repas = satiété plus courte

Le tabac modifie bien le comportement alimentaire Message n° 3

Mécanisme d’action de la nicotine sur le comportement alimentaire L’effet n’est pas lié à un effet anorexigène direct de la nicotine car : perfusion de nicotine à des rats préalablement très amaigris => prise alimentaire augmentée jusqu’à nouvel état d’équilibre (Schwid et al., 1992) pulvérisation nasale de nicotine => pas anorexigène chez le fumeur abstinent depuis quelques heures seulement (Perkins et al., 1990, 1991) L’effet pourrait passer par l’activation du système nerveux sympathique => mobilisation des graisses

Le tabac a bien une action de stimulation sympathique Cigarette et activité du système nerveux sympathique Placebo Cigarette P = 0,03 D’après Narkiewicz K. et al., 1998.

Cet effet a bien une action lipolytique Nicotine, catécholamines et lipolyse intra-adipocytaire D’après Andersson & Arner, 2001

Le système nerveux sympathique réduit la sécrétion d'insuline (l'agent de stockage des graisses par excellence) permet la mobilisation des graisses stockées dans le tissu adipeux ou le muscle améliore leur oxydation augmente la thermogenèse donc la perte calorique Arrêt du tabac => réduction de l’activité sympathique => perte des bénéfices sur l’utilisation des graisses

Effet de la nicotine sur la leptine et le NPY La nicotine réduit les récepteurs au NPY, augmente l’activité des neurones sensibles à la leptine... …et augmente l’expression du récepteur à la leptine dans l’hypothalamus D'après Li & Kane, 2003

Effet de la nicotine sur les différents neuromédiateurs du comportement alimentaire Argument en faveur du rôle du CART dans la réponse alimentaire précoce à la nicotine Kramer et al., 2007

Modification du comportement alimentaire et dopamine Les porteurs de l’allèle A1 du récepteur D2 à la dopamine éprouvent un effet récompense de l’aliment plus fort après arrêt du tabac Ces effets sont atténués par le bupropion Prédit la prise de poids post-arrêt à 6 mois (+ 4,4 kg) Lerman et al., 2004

L’effet «anorexigène» du tabac pourrait passer par l’activité sympathique et/ou les neuro-médiateurs centraux Message n° 4

Diminution de la perception du gras chez les fumeurs D'après Perkins et al., 1990

Scores de sensibilité olfactive Diminution de la sensibilité olfactive chez les fumeurs 30 60 90 120 Paquets-années 36 32 34 38 40 Scores de sensibilité olfactive D'après Frye et al.,1990

L’effet du tabac sur la prise alimentaire peut aussi passer par des facteurs sensoriels Message n° 5

Prise de poids à l’arrêt du tabac : mesures préventives Comportementales = conseils diététiques et comportementaux Substitution nicotinique : d’autant plus efficace et prolongé que niveau de substitution élevé (Nordstrom et al., 1999) Bupropion (inhibiteur de la recapture de la dopamine et de la noradrénaline, antagoniste des récepteurs nicotiniques à l’acétyl-choline) Exercice physique

Prise de poids à l’arrêt du tabac : mesures préventives Revue publiée en Janvier 2009 dans Cochrane Database Syst Rev par Parsons et al. sous le titre « Interventions for preventing weight gain after smoking cessation ». http://mrw.interscience.wiley.com/cochrane/clsysrev/articles/CD006219/pdf_fs.html Principales conclusions Abord comportemental Demander à contrôler son poids n’a aucun effet sur la prise de poids et conduit à réduire l’abstinence Une approche diététique (VLCD), individualisée ou cognitivo-comportementale réduit la prise de poids (entre 2,5 à 5 kg de moins sur 12 mois) avec maintien de l’abstinence L’ensemble des études transversales et longitudinales menées chez l’homme depuis ces 30 dernières années montrent qu’entreprendre de fumer provoque bien une perde pondérale certes modérée mais non négligeable, pouvant même être à l’origine de l’initiation du tabagisme, en particulier chez les jeunes filles. Cette perte pondérale se stabilise lorsqu’un nouveau poids d’équilibre sera atteint, très variable selon les individus. Lorsque le tabac sera interrompu, un prise pondérale sera à l’inverse observée, reprise qui, en moyenne, n’est qu’une reprise du poids antérieur ou plus encore du poids que l’individu aurait atteint s’il n’avait pas fumé. Cependant, des modifications des habitudes alimentaires liées au tabac (surconsommation de gras par exemple) peuvent l’amener à largement dépasser cet équilibre initial.

Abord pharmacologique Les substituts nicotiniques limitent légèrement la prise pondérale (de 200 à 700 g) mais effet plus retrouvé à 1 an Le bupropion (600 mg/j) a le même effet (de 350 g à 1,20 kg, effet disparu à 1 an) La fluoxétine (30 mg ou 60 mg/j) a le même effet (de 690 g à 1,9 kg) et se maintient pour sa part à 1 an La varénicline a un effet similaire (de 380 g à 1 kg) mais pas d’étude à 1 an Abord physique L’exercice physique permet de réduire la prise de poids, mais cet effet nécessite 1 an pour être significatif

Activité physique et prévention de la prise de poids lors du sevrage tabagique Étude de Marcus et al. (2005) 281 femmes sédentaires et tabagiques Assignées soit à un groupe TCC seul, soit à un groupe TCC + exercice physique intense 3 fois par semaine Évaluation à 5, 12, 20 et 60 semaines Abstinence complète TCC seul  5,4% TCC + exercice physique  11,9% Gain de poids moyen au terme du traitement : TCC seul  5,40 kg TCC + exercice physique  3,05 kg

Activité physique et prévention de la prise de poids lors du sevrage tabagique Exercice : 45 min, 3 fois par semaine, à environ 70% de leur fréquence cardiaque maximale pendant 12 semaines Prapavessis et al., Addict Behav, 2006

Les approches préventives de la lutte contre la prise de poids au sevrage sont encore incertaines Message n° 6

Merci

Principaux messages Le comportement alimentaire a des déterminants biologiques A l’arrêt du tabac, il existe bien une prise de poids Le tabac modifie bien le comportement alimentaire L’effet «anorexigène» du tabac pourrait passer par l’activité sympathique L’effet anorexigène de la nicotine pourrait aussi passer par une modulation des neuro-médiateurs centraux L’effet du tabac sur la prise alimentaire peut aussi passer par des facteurs sensoriels Les approches préventives de la lutte contre la prise de poids au sevrage sont encore incertaines

Le tabac comme moyen de ne pas prendre de poids : impact comportemental ? Association bien « ancrée » dans l'esprit de beaucoup de jeunes filles et de jeunes femmes, notamment celles qui présentent un comportement alimentaire dit restreint (Facchini et al., 2005) Images de mannequin telles que la publicité en fait usage, renforce la notion chez les jeunes femmes restreintes que le tabac aide à rester mince (McKee et al., 2006) Ceci pourrait freiner vraisemblablement les résolutions de sevrage tabagique, le faible poids étant un facteur lié à un faible taux de sevrage initié (Twardella et al., 2006)

Effet du bupropion sur poids à l’arrêt du tabac 509 sujets, 150 mg bupropion LD pendant 7 semaines, évaluation à 7 et 26 semaines Aubin HJ et al., 2004