The Underlying Role of Clock Genes in the Equine Metabolic Syndrome

Abstract

The mammalian body is a wonder of complexity, preparing itself to thrive, accordingly to predictable changes in its environment, through bidirectional interactions between the circadian clock system and metabolic regulation pathways. This circadian system is composed of several clocks: a master clock in the suprachiasmatic nucleus in the hypothalamus, synchronising the entire body with light/dark cycles; autonomous molecular oscillators inside most of the cells including loops of transcription and translation of core clock genes and post-translational modifications through reduction/oxidation cycles; feedforward/feedback control over important hormonal axes such as the entero-insular axis or the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis. This interlocking activity is particularly at state within metabolic syndromes, be that in mice as well as in human or horses. The aim of our work is to underline the importance of genetic factors intertwined with environmental factors such as time of food intake, composition of diet, exercise rate, in the pathology of this comparable diseases, by linking the many examples of circadian clock system disruptions with the resulting metabolic issues.

L’organisme mammifère est, de par sa complexité exemplaire, préparé à survivre le mieux possible en cohérence avec les changements quotidiens intervenant dans son environnement. Ceci est permis notamment par les interactions bidirectionnelles entre le système circadien et les voies de régulation métaboliques. Le système circadien est composé de plusieurs « horloges » : un chef d’orchestre dans le noyau suprachiasmatique situé dans l’hypothalamus relie les cycles de nuit et jour au reste du corps ; des oscillateurs autonomes au sein de la plupart des cellules de l’organisme, comprenant des boucles de transcription/traduction des gènes constituant le cœur de l’horloge et des modifications posttraductionnelles à travers des cycles de réduction/oxydation ; des effets de contrôle/rétro-contrôle sur des axes hormonaux importants tels que l’axe hypotalamo-hypophyso-surrénalien ou entéroinsulinaire. Ces activités intrinsèquement liées sont particulièrement illustrées par les syndromes métaboliques explicités chez la souris, l’humain et les équidés. Le but de ce travail est de mettre en évidence l’importance des facteurs génétiques, en dialogue constant avec des facteurs environnementaux tels que les horaires de repas et la composition du régime alimentaire et sportif, par le biais de nombreux exemples de ruptures du système circadien et des conséquences métaboliques qui en découlent.