C’est le récepteur à la mélanocortine de type 3, MC3R, qui fait le lien entre l’état nutritionnel, la croissance durant l’enfance et le moment de la puberté

La propiomélanocortine qui code pour différents peptides de la mélanocortine est exprimée dans les neurones de l’hypothalamus au niveau du noyau arqué où elle active des signaux hormonaux clés de la balance énergétique, la leptine et l’insuline. Ces hormones régulent de manière négative l’activité des neurones libérant l’antagoniste du récepteur de la mélanocortine, le peptide AgRP. Les actions de l’a-MSH et de la β-MSH sur le récepteur MC4 (récepteur à la mélanocortine de type 4, MC4R) sont nécessaires pour le contrôle de la prise alimentaire et de la dépense énergétique. En l’absence de MC4R se développe une obésité, une hyperphagie et une réduction de la dépense énergétique basale. Toutefois, ces enfants ont une croissance linéaire normale, voire accélérée, et n’ont pas de retard du développement pubertaire alors que la croissance et le développement pubertaire sont altérés par la carence énergétique ou le déficit en leptine. Ceci suggère un rôle des peptides dérivés de la POMC ou du récepteur à la mélanocortine. Le récepteur de type 3 à la mélanocortine, MC3R, est le seul autre récepteur à la mélanocortine exprimé de manière prédominante dans le cerveau. Les souris dépourvues de MC3R ont un développement et une fertilité normale et n’ont pas de modification de la prise alimentaire mais développent des anomalies de la composition corporelle avec une augmentation du rapport masse grasse/masse maigre et une altération de la croissance. Une équipe britannique conduite par Stephan O’Rahilly rapporte dans Nature le rôle de MC3R dans le moment de la maturation sexuelle, la vitesse de la croissance linéaire et le développement de la masse maigre qui sont tous des processus sensibles à l’énergie. Chez des sujets portant des mutations perte de fonction du MC3R, en particulier quelques rares sujets homozygotes, on constate un retard à la mise en place de la puberté. Ces sujets ont aussi une réduction de la croissance linéaire de la masse maigre et des concentrations circulantes d’IGF-1. Les souris dépourvues de MC3R ont un retard à la maturation sexuelle et une insensibilité du cycle menstruel aux perturbations nutritionnelles. L’expression de MC3R chez la souris est enrichie dans les neurones hypothalamiques qui contrôlent la reproduction et la croissance et son expression augmente au cours du développement post-natal de façon tout à fait cohérente avec un rôle dans la régulation de la maturation sexuelle. Ces données suggèrent un modèle divergent de la sensibilité aux nutriments par les voies mélanocortine centrales avec une signalisation via le MC4R qui contrôle l’acquisition et la rétention des calories alors que la signalisation via MC3R régule principalement la dépense des calories vers la croissance, la masse maigre et le début de la maturation sexuelle.