Tony Heurtaux, Julien Castel, Danae Nuzzaci, Alexia Mathou, Emmanuelle Nédélec, Virginie Tolle, Ewout Foppen, Etienne Audinat, Aleth Lemoine, Selma Ben Fradj, Luc Pénicaud, Céline Cansell, Alexandre Benani, Raphael G. P. Denis, Fabienne Liénard, Amélie Laderrière, Xavier Fioramonti, Jean-Louis Nahon, Dominique Grouselle, Carole Rovère, Centre des Sciences du Goût et de l'Alimentation [Dijon] (CSGA), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de pharmacologie moléculaire et cellulaire (IPMC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA), Unité de Biologie Fonctionnelle et Adaptative (BFA (UMR_8251 / U1133)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut de psychiatrie et neurosciences de Paris (IPNP - U1266 Inserm), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP), Luxembourg Center of Neuropathology, Nutrition et Neurobiologie intégrée (NutriNeuro), Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Ecole nationale supérieure de chimie, biologie et physique-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF), Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), STROMALab, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Etablissement Français du Sang-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), ANR-15-IDEX-0003,BFC,ISITE ' BFC(2015), ANR-13-JSV1-0003,NCAM2,Contrôle nerveux de la prise alimentaire et du métabolisme par une molécule neurale d'adhésion cellulaire(2013), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Dijon, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), University of Luxembourg [Luxembourg], Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement Français du Sang-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), DESAILLY, Marion, ISITE ' BFC - - BFC2015 - ANR-15-IDEX-0003 - IDEX - VALID, Jeunes Chercheuses et Jeunes Chercheurs - Contrôle nerveux de la prise alimentaire et du métabolisme par une molécule neurale d'adhésion cellulaire - - NCAM22013 - ANR-13-JSV1-0003 - JC - VALID, Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de Biologie Fonctionnelle et Adaptative [Depuis 2020] (BFA (UMR_8251 / U1133)), Institut de psychiatrie et neurosciences (U894 / UMS 1266), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR: 15-IDEX-0001,UCA JEDI,Idex UCA JEDI(2015), and Laboratory for Endocrinology
Summary: Mechanistic studies in rodents evidenced synaptic remodeling in neuronal circuits that control food intake. However, the physiological relevance of this process is not well defined. Here, we show that the firing activity of anorexigenic POMC neurons located in the hypothalamus is increased after a standard meal. Postprandial hyperactivity of POMC neurons relies on synaptic plasticity that engages pre-synaptic mechanisms, which does not involve structural remodeling of synapses but retraction of glial coverage. These functional and morphological neuroglial changes are triggered by postprandial hyperglycemia. Chemogenetically induced glial retraction on POMC neurons is sufficient to increase POMC activity and modify meal patterns. These findings indicate that synaptic plasticity within the melanocortin system happens at the timescale of meals and likely contributes to short-term control of food intake. Interestingly, these effects are lost with a high-fat meal, suggesting that neuroglial plasticity of POMC neurons is involved in the satietogenic properties of foods. : State-dependent plasticity in neuronal circuits controlling hunger is well established. Nuzzaci et al. show that this process is recapitulated after a meal. Postprandial hyperglycemia induces glial retraction around hypothalamic POMC neurons, which increases the activity of these anorectic neurons. This macronutrient-dependent plasticity provides a neurobiological basis for satiety. Keywords: hypothalamus, plasticity, energy homeostasis, obesity, melanocortin system, pro-opiomelanocortin neurons, astrocytes, food intake, satiety