Le noyau arqué (appelé aussi Arc) n’est pas protégé par la barrière hémato-encéphalique et peut ainsi être atteint facilement par des hormones peptidiques comme la leptine et l’insuline, dont les récepteurs sont fortement exprimés dans ce noyau. Ses neurones ont ainsi une position privilégiée pour être informée par voie hormonale sur le niveau des réserves adipeuses. A leur tour ils peuvent, par leurs projections axonales, influencer d’autres structures hypothalamiques susceptibles de moduler à long terme l’organisation du comportement alimentaire ou la gestion des réserves en fonction du degré d’adiposité.
Les récepteurs de leptine sont particulièrement concentrés sur 2 types de neurones de l’Arc, dont les axones atteignent le VMH, le DMH ( = noyau dorsomédian de l’hypothalamus, structure excitatrice du comportement alimentaire pouvant suppléer ou compléter le contrôle activateur exercé par l’ALH, ses neurones sont glucosensibles ; il fait relais : il reçoit des afférences du LHA et du VMH et il projette su le PVH), le PVH et l’ALH.
_ Des neurones activateurs du comportement ingestif, sont situés dans la division médiane du noyau. Ils synthétisent le neuropeptide Y (NPY), qui appartient à la famille des polypeptides pancréatiques et qui est un puissant orexygène central : son injection icv stimule fortement et durablement la prise alimentaire, en agissant sur des récepteurs localisés dans le PVH et l’ALH. Un blocage de l’action du NPY endogène induit une réduction de la prise alimentaire.
La plupart des neurones médians à NPY contiennent également un autre peptide orexygène, le peptide de type « agouti » (AgRP), qui est un antagoniste endogène des récepteurs de mélanocortine (cf. a-MSH). Son administration centrale facilite la prise alimentaire. Libéré au niveau du PVH, l’AgRP potentialise l’effet hyperphagique du NPY.
_ Des neurones inhibiteurs du comportement ingestif, sont localisés dans la division latérale de l’Arc. Ils synthétisent l’hormone de stimulation des mélanocytes ou a-MSH, un peptide de la famille des mélanocortines qui sont des dérivés de la pro-opiomélanocortine (POMC). L’administration centrale d’a-MSH inhibe durablement l’ingestion en activant le PVH.
Les neurones à a-MSH de l’Arc latéral expriment un autre peptide, le peptide CART. Comme l’a-MSH, le CART administré par voie icv a un effet anorexigène.
La synthèse dans l’Arc des 4 peptides NPY, a-MSH, AgRP et CART est contrôlée par le taux de leptine circulante : elle est donc influencée par le niveau d’adiposité. Par exemple, une administration périphérique de leptine qui diminue la prise alimentaire réduit le niveau d’ARNm du NPY et augmente le niveau d’ARNm de la POMC dans l’Arc. D’autre part, l’activité métabolique des neurones à NPY-AgPR et à a-MSH-CART de l’Arc est respectivement inhibée et activée par la leptine. Enfin, ces 2 populations neuronales projettent massivement sur le PVH et l’ALH : elles peuvent donc réagir aux variations de l’état des réserves adipeuses et moduler par leurs efférences l’activité des structures hypothalamiques activatrices et inhibitrices du comportement ingestif.
L’activité des 2 types de neurones de l’Arc est également contrôlée par le taux sanguin d’insuline qui renforce les effets de la leptine.
Le NPY et le a-MSH sont également libérés dans l’hypothalamus par des afférences provenant du noyau du tractus solitaire (noté NTS). Bien que les neurones à NPY de l’Arc soient la principale source du NPY hypothalamique contrôlant la prise alimentaire, ce peptide est également concentré dans le NTS et d’autres groupes neuronaux adrénergiques du tronc cérébral projetant sur l’hypothalamus. En dehors de l’Arc, des corps cellulaires à POMC sont également (et uniquement) rencontrés dans le NTS. Les projections du NTS sur le PVH ou le LHA pourrait donc contribuer à l’influence opposée de ces 2 peptides sur la prise alimentaire, mais cette éventualité n’a pas fait l’objet d’études systématiques…
