La période entourant la grossesse et les premières années de vie d'un enfant représente une phase cruciale pour son développement cérébral. L’exposition à un environnement diabétique pendant le développement pourrait avoir un impact à long terme sur la santé mentale de la descendance. Cet article explore les liens entre le diabète paternel et les conséquences potentielles sur les embryons et la santé future de l'enfant, en s'appuyant sur des études scientifiques récentes.
L'importance de l'environnement précoce
L’environnement affectif durant l’enfance est crucial pour la santé mentale. De nombreux travaux montrent effectivement que cet environnement, notamment l’adversité précoce - comme des négligences parentales, des abus sexuels, physiques ou psychologiques - affecte le développement de régions cérébrales impliquées dans les processus émotionnels et la cognition comme l’hippocampe, le cortex préfrontal et l’amygdale. Cette adversité augmente le risque de développer certaines pathologies psychiatriques à l’âge adulte telles que la dépression, les troubles anxieux, ou l’abus de substances. L’environnement de stress pendant la grossesse joue également un rôle crucial dans la maturation cérébrale. Au-delà des stress précoces, des données croissantes de la littérature en neurosciences suggèrent aussi que de nombreux facteurs pendant la vie prénatale pourraient influencer à long terme le fonctionnement cérébral et la vulnérabilité à certaines pathologies : par exemple des médicaments comme les antiépileptiques (le valproate), la nutrition ou le statut métabolique.
Diabète paternel et vulnérabilité neuropsychiatrique : Le projet MADAM
Dans le cadre du projet MADAM « Diabète maternel et vulnérabilité neuropsychiatrique chez la descendance : rôle de la méthylation de l’ADN », des scientifiques ont étudié les mécanismes à l'œuvre chez le rat. On sait qu’il existe une comorbidité entre diabète et certaines pathologies comme la dépression ou les troubles anxieux, même si la relation de causalité reste complexe à établir ; ces troubles s’observent en effet souvent en comorbidité avec d’autres pathologies. Aussi, dans les sociétés occidentales, de plus en plus de femmes en âge de procréer consomment des aliments riches en graisses et en sucres, sont en surpoids, ou souffrent de troubles métaboliques. Certaines études suggèrent que cela pourrait avoir un impact sur le cerveau en développement. Dans ce projet, des approches expérimentales ont été menées pour tenter de mieux comprendre l’effet du diabète sur le cerveau en développement et les mécanismes à l'œuvre. Une lignée de rats diabétiques de type 2 (non-insulino-dépendant, qui se caractérise par un excès chronique de sucre dans le sang - une hyperglycémie) mais sans surpoids a été étudiée.
Les résultats indiquent que les descendants de ces mères diabétiques présentent des altérations neuroendocrines - en particulier une hyper-réactivité de l’axe neuroendocrine du stress ; des altérations structurales des neurones du cortex préfrontal - moins d’épines dendritiques ainsi qu’une diminution de l’arbre dendritique des neurones ; et des perturbations comportementales, notamment une augmentation des comportements de type anxieux et de type dépressif. Les mécanismes sous-jacents restent à être explorés. En plus des aspects génétiques, des modulations épigénétiques pourraient être à l’œuvre. En effet, l’épigénétique, rend compte de comment l’environnement influence durablement le fonctionnement de l’organisme en régulant l’activité des gènes, c’est-à-dire l’expression des gènes, mais pas la séquence de l’ADN. Des stress précoces ont des effets à long terme et sont susceptibles de se transmettre sur plusieurs générations via des processus épigénétiques. Les mécanismes épigénétiques pourront être explorés par exemple en étudiant les conséquences de transferts d’embryons diabétiques chez des mères non diabétiques ou d’adoption de ratons issus de mères diabétiques par des femelles non diabétiques.
L'épigénétique : Un rôle clé
Avant d'aller plus loin, il faut expliquer ce qu'est l'épigénétique. Il y a d'un côté le génome, qui détermine le plan de construction et de fonctionnement de l'organisme, et, à côté de cela, l'épigénome, qui est en quelque sorte le registre des informations régulant la manière dont lesdits gènes s'expriment. Autant le génome est très stable, autant l'épigénome est dynamique, qui dépend de l'environnement, des événements de la vie, de l'exposition aux produits toxiques, de l'alimentation… Or, une partie de ces informations épigénétiques sont transmises du parent à l'enfant. Lors de la fabrication des spermatozoïdes, certains des gènes contenus dans les gamètes reçoivent en effet un marquage chimique, que l'on peut considérer comme une sorte d'empreinte paternelle sur le génome transmis.
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Carence en acide folique et marquage des spermatozoïdes
Les auteurs de l'article paru dans Nature Communications ont émis l'hypothèse que si ce marquage était altéré, par exemple par une carence alimentaire, cela se traduirait, dans la génération suivante, par des malformations ou des maladies. Pour tester cette idée, ils ont choisi une carence en acide folique. Aussi connu sous le nom de vitamine B9, l'acide folique joue en effet un rôle important dans un des principaux mécanismes épigénétiques, la méthylation de l'ADN. Celle-ci module le niveau auquel les gènes s'expriment et elle est même capable de les réduire au silence, de les inhiber complètement. Perturber la prise d'acide folique avait donc, selon les chercheurs, de bonnes chances de perturber le marquage des spermatozoïdes.
Les chercheurs ont donc élevé deux lignées de souris mâles. Servant de groupe témoin, la première avait droit, dès le stade embryonnaire et pour toute son existence, à une dose normale d'acide folique tandis que la seconde recevait une dose très réduite (14 % des apports recommandés). Première conséquence : la seconde lignée montrait davantage de problèmes d'infertilité que la première. Surtout, on constatait des anomalies anatomiques chez 27 % des souriceaux dont les pères avaient été carencés en acide folique (contre 3 % dans le groupe témoin) : malformations crânio-faciales, défauts au niveau des membres, de la colonne vertébrale et des omoplates, ossification réduite du crâne, retard dans le développement des doigts et orteils. Les chercheurs sont donc allés voir ce qui se passait dans les spermatozoïdes. Les gènes étaient dans un état normal. En revanche, on notait, pour le second groupe, des changements de la méthylation de l'ADN dans des dizaines de régions différentes. En résumé, la carence en acide folique avait modifié la manière dont le marquage paternel se faisait sur les gènes transportés par les spermatozoïdes.
Implications pour la santé humaine
Cette découverte met en lumière le rôle de l'épigénome du spermatozoïde sur le développement fœtal. Pour les auteurs de l'étude, c'est la première fois que l'on montre que la prise d'acide folique par le futur père (et pas seulement par la future mère) est importante pour obtenir une progéniture en bonne santé. Ce point peut être important dans les cas de malnutrition ou chez les personnes en surpoids car l'obésité altère la manière dont l'acide folique est utilisé par l'organisme.
L'article de Nature Communications prend aussi l'exemple du nombre de diabétiques aux Etats-Unis qui a explosé en une génération, passant de 6 à 20 millions : "Le rôle de l'épigénome des spermatozoïdes dans ce phénomène et dans d'autres maladies chroniques mérite une enquête approfondie", souligne l'article.
Rôle du père et habitudes de vie
Lorsqu'un couple décide d'avoir un enfant, c'est à la future maman que l'on adresse les conseils de santé et de diététique. Et le futur père ? Le père, rien. Comme si le fait de ne pas accueillir l'embryon en son giron, de n'être qu'un simple pourvoyeur de gamètes, l'exemptait de se préoccuper de ses habitudes de vie et du contenu de son assiette… Cette conception des choses pourrait bien changer suite à une étude canadienne d'épigénétique publiée par Nature Communications.
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Grossesse et état nutritionnel des futurs pères : quels sont les liens et les enjeux ?
L’obésité est un syndrome d’étiologie multifactorielle, pouvant survenir à tout âge, caractérisé par un excès d’au moins 20% de masse grasse, engendrant un surpoids important.
- Altération du fonctionnement gonadique par insulinorésistance : l’accumulation de masse grasse, notamment au niveau abdominal, provoque des modifications du métabolisme des acides gras qui favorisent l’insulinorésistance.
- Exacerbation du rétrocontrôle négatif sur l’axe gonadotrope : l’excès de tissus adipeux augmente l’activité de l’aromatase (enzyme adipocytaire) qui métabolise une partie de la testostérone circulante en œstradiol.
La sédentarité et l’accumulation de graisse augmentent la chaleur au niveau testiculaire ce qui entrave la production de spermatozoïdes. De plus, du fait de sa vascularisation et de sa composition, le tissu adipeux est un véritable réservoir de substances toxiques (liposolubles) et perturbateurs endocriniens. Gère l’utilisation du calcium par le corps.
Impact d’une alimentation paternelle pauvre en folates
Les résultats montrent une augmentation de 30% des malformations congénitales sur la descendance ! Heureusement, il est aussi démontré que les modifications génétiques provoquées par l’obésité et les habitudes alimentaires des hommes (comme des femmes) ne sont pas irréversibles. Les recherches sont encore à approfondir et de vastes études épidémiologiques sont à envisager, mais tout converge vers l’idée que le matériel génétique est à la fois victime et vecteur de l’état nutritionnel et des habitudes alimentaires des futurs pères.
Stress et habitudes de vie du futur père
L’analyse des données collectées suite à l’enquête ont mis en évidence deux axes principaux de réflexion : le stress et le changement d’habitudes de vie pouvant induire une prise de poids. Les pères sont de plus en plus impliqués dans la grossesse de leur femme, ils se sentent investis d’une mission : faire que tout se passe au mieux ! Ensemble des conduites d’un individu vis-à-vis de la consommation d’aliments. La principale fonction physiologique de ce comportement est d’assurer l’apport des substrats énergétiques et des composés biochimiques nécessaires à l’ensemble des cellules de l’organisme.
Les effets du stress sur le comportement alimentaire sont variés et individuels, celui-ci peut aussi bien provoquer une anorexie qu’une augmentation des apports alimentaires, comme n’avoir aucun impact chez certaines personnes. La plupart du temps, on constate une diminution de la consommation d’aliments standards, et parallèlement une augmentation de la prise d’aliments palatables (gras ou sucrés). Encore très couramment en 2016, ce sont les femmes qui cuisinent, prévoient les repas et font les courses, or la grossesse est source de nombreux maux. Nausées, dégoûts, fatigue, douleurs, pulsions alimentaires sont fréquents et modifient les habitudes alimentaires de la future maman, mais aussi celle du papa en devenir !
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Bien qu’une majorité de femmes fassent attention à ce qu’elles mangent pendant la grossesse, on constate des prises alimentaires plus anarchiques et souvent moins bien équilibrées. A cela s’ajoute une baisse de l’activité physique chez 45% des pères ayant pris du poids. Nausées matinales, irritabilité, prise de poids, envies alimentaires, ventre qui s’arrondit, mais aussi parfois dépression postpartum, touchent alors certains futurs papas et altèrent leur bien-être psychologique. Tout comme pour les femmes, la grossesse est un bouleversement dans la vie d’un homme. De plus en plus investis, nombreux sont ceux qui voient leur stress augmenter, leur hygiène de vie se dégrader, et leur poids s’envoler.
Prévention et perspectives
Les futurs parents sont une population qu’il est primordial de prendre en charge car ils seront les modèles et les « vecteurs génétiques » des générations à venir. La grossesse peut être une source de motivation et de déclics pour commencer une nouvelle vie plus saine dans l’intérêt de toute une famille. C’est un axe professionnel qu’il est souhaitable de développer.
Il est nécessaire de renforcer la prévention par des interventions précoces afin de réduire les stress auxquels sont exposés de nombreux enfants et leurs mères lors de leur grossesse. Ce devrait être un droit universel que d’être pris en charge et aidé sur le plan de la santé mentale. La lutte contre les stéréotypes, les discriminations ou encore la stigmatisation est fondamentale. C’est une question particulièrement délicate que de souligner le côté primordial de l’environnement précoce pour la santé du cerveau ; il est crucial de veiller à ne pas stigmatiser pour éviter les graves erreurs du passé qui ont si souvent pointé du doigt les mères comme responsables de la survenue de certaines psychopathologies chez leur enfant. De mon point de vue, cela passe par plus d’investissement dans les politiques de santé en matière de santé mentale afin d’aider les patients et les professionnels qui les accompagnent, mais aussi un effort pour l’enseignement et la recherche en santé mentale pour une meilleure compréhension de ces pathologies.
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