L’addiction au sucre et ses effets sur le cerveau
Mis à jour: Août. 09, 2022
Voici pourquoi vous avez des fringales de chocolat et de sucreries.
À 11 ans, Dana Small savait déjà qu’elle voulait étudier le cerveau. Six ans plus tôt, sa mère avait commencé à souffrir d’épilepsie. L’enfant avait vu cette femme brillante et vive d’esprit contrainte de se battre pour s’arracher du lit le matin. «Mon intérêt pour la fragilité de la conscience trouve son origine là, reconnaît Dana. Et cela m’a conduite au cerveau.»
Elle a obtenu en 2001 un doctorat de l’Université McGill après avoir mené une de ses premières expériences, l’une des plus célèbres, auprès de sujets qui devaient manger du chocolat Lindt tout en subissant un scanner du cerveau. Les images allaient révéler qu’avec chaque nouveau morceau de chocolat, le plaisir – ou la «valeur de récompense», tel qu’il était énoncé dans l’étude – diminuait. Les zones du cerveau, très lumineuses avec les premiers carrés de chocolat, s’assombrissaient petit à petit. L’étude publiée dans Brain : A Journal of Neurology a connu un succès retentissant. Pour Wolfram Schultz, un des plus éminents neuroscientifiques du monde, il s’agissait de l’étude la plus exhaustive sur la motivation chez les humains. Depuis sa publication en 2001, elle a été citée plus de 1300 fois par des scientifiques qui explorent la nature du plaisir, et par un nombre incalculable de journalistes qui s’y réfèrent pour démontrer l’amour programmé et dangereux de l’humanité pour le goût sucré.
Malgré la reconnaissance et le succès, Dana Small s’interrogeait parfois sur ce que montrait véritablement son expérience. Le goût sucré n’était-il qu’un plaisir superficiel qui diminuait avec une exposition continue comme la chanson qui finit par ennuyer à force d’être trop jouée ? Quelque chose de plus profond pouvait-il être en jeu ? L’idée que le cerveau se faisait des chocolats était-elle influencée par des signaux envoyés par l’organisme et par une évaluation de ses besoins ?
Le processus allait prendre des années, mais ces pensées ont fini par se cristalliser et envoyer Dana sur un chemin expérimental tortueux qui allait conduire à la plus grande découverte de sa carrière.
Tout débute en 2008 à l’université Yale où Dana enseigne désormais. À côté de son bureau, le neuroscientifique brésilien Ivan de Araujo mène d’étranges expériences sur des souris «insensibles au goût sucré» – elles ont en fait été génétiquement modifiées pour leur faire perdre la capacité de percevoir le goût sucré. Ce qui n’empêche pas l’homme de science de les nourrir exclusivement… de sucre.
Il s’intéresse aux effets «post-ingestion». En 1970, le physiologiste français Michel Cabanac a mené une expérience prouvant que l’eau sucrée coupe l’appétit uniquement si elle est avalée – si elle est recrachée, la faim persiste. Autrement dit, l’interaction biologique du sucre avec l’organisme ne se limite pas à la langue. Un message est apparemment envoyé au cerveau qui dit : «sucre obtenu, annuler faim». Quand l’eau sucrée est recrachée, aucun message n’est envoyé au cerveau. C’est ce qui a conduit Ivan de Araujo à faire une chose qui pourrait sembler inutile, comme donner de l’eau sucrée à des souris incapables d’apprécier le goût du sucre.
Le neuroscientifique a mis ses souris dans des cages disposant chacune de trois biberons. Le premier est rempli d’eau, le deuxième d’eau sucrée et le troisième d’eau encore plus sucrée. Au début, insensibles au sucre et incapables de savoir quelle eau en contient ou pas, les souris passent d’un biberon à l’autre, s’y abreuvant de manière égale et aléatoire.
Mais après six jours, le comportement des souris cesse d’obéir au hasard. Toutes se mettent à boire de l’eau sucrée. Elles en consomment à la même fréquence et dans les mêmes proportions que les souris de contrôle qui, elles, ont conservé leur capacité à reconnaître le goût sucré. D’une manière ou d’une autre, les souris «insensibles» réussissent à distinguer les biberons.
Ivan de Araujo découvre que la dopamine, cette molécule biochimique du cerveau que l’on croit responsable du déclenchement de la sensation de «désir», tient compte de l’énergie contenue dans les aliments consommés par les souris. Avec le temps, la dopamine indique au cerveau de la souris que le «biberon de gauche=calories». Quand une souris a faim, le «désir» s’en mêle et la pousse vers le biberon plus calorique auquel elle vient boire tout en ne goûtant rien.
Chez l’humain, c’est le chocolat noir qui augmente le plus le niveau de dopamine: on vous explique ce qui arrive à votre corps quand vous mangez du chocolat.
Quel effet a le chocolat sur notre cerveau?
Les souris «veulent» des calories et les boivent au biberon sucré jusqu’à ce que le «désir» s’estompe. Mais celui-ci n’est jamais satisfait par le plaisir. «On ne voit pas les manifestations classiques d’appréciation», observe le neuroscientifique. Aucune souris ne se lèche les pattes ni se pourlèche les babines. On dirait plutôt des petits robots à moustaches.
Ivan de Araujo poursuit ses recherches avec une étude encore plus étrange. Cette fois, il place des souris de laboratoire normales dans une cage avec deux biberons : l’un contient de l’eau mélangée à du sucralose, un édulcorant artificiel, tandis qu’on a ajouté à l’autre du benzoate de dénatonium, un produit chimique très amer. Le biberon amer est disposé de manière que la souris, quand elle en boit, reçoit une petite injection de sucre directement dans l’estomac. Ivan de Araujo «récrit» les règles du goût. Le goût sucré est associé à zéro calorie et l’amertume à la présence de calories. Une fois de plus, les souris se comportent comme des robots intelligents en quête d’énergie. Elles dédaignent le biberon au goût sucré mais non calorique et, comme saisies par une attirance irrésistible pour les calories prodiguées indirectement, elles optent pour le biberon à l’horrible goût amer du benzoate de dénatonium.
Ainsi donc, les règles du goût n’étaient pas gravées dans la pierre. Le goût du sucre est peut-être programmé, mais il ne s’agit que d’un indice, d’une étiquette dont on peut pervertir le sens. L’estomac n’est pas un trou sans fond dépourvu d’intelligence, mais un participant actif qui envoie de l’information au cerveau, une information enregistrée à chaque repas et utilisée pour faire ensuite des prédictions. Ce n’est pas le goût des aliments qui intéresse le cerveau. Il veut savoir si cet aliment est utile.
Les découvertes du neuroscientifique ramènent Dana Small à ses expériences avec le chocolat Lindt. Qu’a-t-elle observé au juste dans le cerveau de ceux qui ont mangé du chocolat? S’agissait-il d’une simple attirance pour le sucré qui se manifestait sur les scanners? Ou était-ce une attirance plus profonde pour les calories qui finissait par s’estomper ?
C’est une excellente question, mais comment y répondre? Comment mesurer chez les humains ce que Ivan de Araujo a observé avec tant de finesse sur des souris génétiquement modifiées ?
Voici comment. Dana Small concocte cinq boissons, chacune avec une saveur et une couleur différentes. Elle leur ajoute ensuite une quantité précise de sucralose pour leur donner le même goût sucré qu’une boisson contenant environ 75 calories de sucre. Enfin – et c’est l’étape essentielle –, elle ajoute différentes quantités de maltodextrine, un féculent hypercalorique mis au point à la fin des années 1960, indétectable pour les participants, ce qui lui permettra de jouer sur la quantité de calories dans chaque boisson sans que le goût en soit affecté.
Dana Small prépare ainsi un petit arsenal de boissons ayant le même goût sucré, mais dont la charge calorique est différente: 0, 37,5, 75, 112,5 et 150 calories. Elle en distribue des échantillons aux sujets pour que leur cerveau «apprenne» la valeur calorique de chaque boisson. Puis elle pratique un scanner du cerveau pendant qu’ils en boivent. Comme les boissons ont toutes le même goût, elle est persuadée que la moindre différence dans les zones de «désir» du cerveau sera due aux calories et non au goût sucré.
Les édulcorants font d’ailleurs partie de ces aliments que les nutritionnistes ne mangent jamais et qu’ils nous conseillent d’éviter.
Le mystère des calories qui échappent au métabolisme
C’est ingénieux. Ayant trouvé une façon de séparer les calories du goût sucré chez des sujets humains, elle pourra mesurer quel produit fait quoi. Tout est parfait, sauf que l’expérience ne va pas se dérouler comme prévu.
La scientifique s’attend à ce que la boisson la plus calorique déclenche la plus forte réponse du cerveau. Après tout, biologiquement, 150 calories sont plus utiles à l’organisme que 0, 37,5, etc. C’est pourtant la boisson à 75 calories qui génère le sursaut d’activité cérébrale le plus notable. Comment est-ce possible ? Si les calories stimulent la désirabilité de la boisson, celle qui n’en contient que 75 devrait produire une poussée de désir moins forte que celle qui en contient 150. Or, on assiste à l’inverse. Si les calories n’ont rien à voir avec la désirabilité, pourquoi la boisson à 75 calories est-elle plus désirable qu’une boisson à 0 calorie ? Ça n’a pas de sens.
À force de tourner le problème dans sa tête, Dana Small finit par comprendre que la clé est dans le 75. Toutes les boissons ont en effet été préparées pour avoir le même goût que celle qui contenait ce nombre de calories de sucre, et c’est précisément celle-là qui a produit la réponse cérébrale la plus importante. Y a-t-il là plus qu’une coïncidence ?
Pour répondre à la question, elle se tourne vers le corps plutôt que vers le cerveau et se demande comment chaque boisson est métabolisée par l’organisme. Pour le savoir, l’expérience est simple. Les participants viennent au labo, boivent une de ses boissons avant d’être «branchés» à un calorimètre indirect, un appareil servant à mesurer la chaleur produite par l’organisme – les valeurs obtenues permettent d’estimer la quantité de calories brûlées. Cette réaction invariable s’appelle l’effet thermique des aliments.
Quand l’organisme absorbe des calories et les utilise, il génère de la chaleur, tout comme le moteur de la voiture chauffe quand il tourne. Plus la consommation de calories est élevée, plus l’effet thermique est important.
En théorie, du moins, car ce n’est pas ce que Dana Small observe. Elle se souvient parfaitement du jour où l’assistant de laboratoire lui a montré les premiers résultats. «Je n’en croyais pas mes yeux, dit-elle. J’ai su tout de suite que nous tenions quelque chose de nouveau et de passionnant.»
Quelques jours plus tôt, une jeune femme dans la vingtaine qui participe à l’étude a consommé la boisson à 75 calories avant d’être branchée au calorimètre indirect. Au moment attendu, son organisme a produit un petit pic de chaleur indiquant que les 75 calories étaient en train de brûler.
Quelques jours plus tard, la même personne a bu la boisson à 150 calories. Au calorimètre, on aurait dû constater une légère augmentation dans la production de chaleur comparativement à celle obtenue avec 75 calories. Or, les données transmises par l’assistant semblaient presque impossibles : le calorimètre n’avait rien mesuré. Comme si la jeune femme n’avait consommé aucune calorie.
Ce qui nous ramène à cette question: faut-il vraiment compter les calories?
Pourquoi les ados deviennent-ils obèses?
C’est si inattendu que Dana Small reprend l’expérience. Même résultat. Un nouveau modèle semble prendre corps : quand un participant boit une boisson dont le goût sucré et les calories ne concordent pas, les calories ingérées ne sont pas convenablement métabolisées. Dana Small qualifie le phénomène de «décalage nutritif». La maltodextrine arrive dans l’estomac où les enzymes la convertissent en sucre, lequel est à son tour absorbé dans le sang. Curieusement, ce sucre n’est pas brûlé. Comme une couche d’essence flottant sur la mer, il se contente de circuler dans le sang. Tout au contraire, quand le goût sucré et le nombre de calories correspondent, les calories sont brûlées normalement.
La recherche de Dana Small vient de prendre un virage à 90 degrés. En voulant comprendre ce qui rend les aliments sucrés désirables, elle a mis le doigt de manière fortuite sur une vérité plus fondamentale. Le goût sucré n’est pas seulement une sensation agréable et arbitraire. C’est un signal métabolique, la première étincelle dans un enchaînement de processus biochimiques par lesquels le sucre est transformé en énergie. Le goût du sucre est comme le trompettiste devant le château : il annonce non seulement l’arrivée des calories, mais aussi la quantité exacte pour que s’organise la manière dont elles seront utilisées.
Quand le goût sucré et la quantité de calories correspondent, tout va bien : les calories sont brûlées, le cerveau l’enregistre et s’en souvient. Mais devant un écart inattendu entre ce que la langue perçoit et ce que l’estomac reçoit, le processus métabolique s’enraie. «Comme si, ne sachant que faire, le système déclarait forfait», précise la scientifique.
Ce décalage nutritif a-t-il des conséquences à long terme ? La question va inspirer l’étude suivante de Dana Small, qui va se pencher sur un indicateur du diabète, la sensibilité à l’insuline, un trouble caractérisé par l’incapacité des cellules à répondre correctement à cette hormone cruciale. Elle teste ainsi des boissons avec du sucre, des boissons sans calorie et enfin des boissons dont le goût sucré ne correspond pas au nombre de calories. Cette fois encore, elle obtient des résultats étonnants et inquiétants. Les boissons présentant un décalage – et seulement ces boissons – perturbent la sensibilité à l’insuline.
Finalement, elle fait boire cette boisson à des adolescents des deux sexes. L’enquête se révèle particulièrement pertinente, l’adolescence étant une période de transformation du corps et de développement du cerveau où les jeunes ont un appétit calorique démesuré, ce qui explique en partie la consommation excessive de boissons sucrées. L’étude a à peine commencé qu’après avoir soumis trois participants à une analyse sanguine, Dana Small et son équipe découvrent avec effarement que deux d’entre eux sont déjà dans un état prédiabétique. Un comité revoit les résultats et juge le risque de santé si important qu’il serait contraire à l’éthique de poursuivre l’étude.
Les taux de sucre qui montent en flèche et les adolescents prédiabétiques sont des réalités inquiétantes, mais il y a d’autres mauvaises nouvelles. Les boissons proposées aux adolescents n’avaient même pas bon goût. Celle qui s’en est le mieux tirée à l’évaluation a eu droit à un peu plus que «j’aime un peu» sans jamais atteindre le «j’aime assez».
Si les scanners du cerveau montraient une intense activité cérébrale, ce n’était pas le plaisir qui était de la fête, mais le «vouloir». Les volontaires buveurs de boisson étaient comme ces souris auxquelles on avait enlevé la capacité de goûter le sucre – ils voulaient consommer une boisson qu’ils n’appréciaient pas particulièrement.
Alors on s’interroge : d’où vient l’idée que l’obésité est le résultat d’un excès de plaisir ? Elle est à l’origine de la stigmatisation tenace des obèses. Ils se feraient plaisir à l’excès. Ils seraient trop égoïstes pour dire : «J’en veux encore, mais assez c’est assez.»
Le stockage des calories, passage obligé de l’évolution
Comme continuent à le clamer les spécialistes, l’obésité est due à une surabondance d’«aliments à fortes saveurs» : pizza, crème glacée, bâtonnets de poulet, hamburger, etc. Ces produits saturés de calories sucrées et salées procureraient une sensation de bonheur si intense qu’ils «sensibiliseraient» le cerveau de la même manière que les drogues addictives.
Si seulement les choses étaient aussi simples ! Il est facile de décréter que les calories sont les ennemies de l’humanité, ce qu’on n’a pas manqué de répéter depuis des décennies. Mais discréditer ces pauvres calories, c’est refuser de comprendre l’histoire de l’évolution qui a permis l’existence de notre espèce.
Il y a sept millions d’années, le cerveau de nos ancêtres mesurait environ le tiers de celui de nos contemporains. Le cerveau est énergivore. Il brûle énormément de calories. Avec leur petit cerveau, nos ancêtres arrivaient à survivre avec un régime de plantes fibreuses peu caloriques. Ils passaient le plus clair de leur temps à cueillir leur nourriture et à la manger. Pour extraire les nutriments apportés par ce genre de régime, ils avaient un appareil digestif plus long et plus lent.
L’espèce humaine a évolué et une sorte d’inversion s’est opérée. Notre cerveau a pris de plus en plus de volume, tandis que l’appareil digestif a diminué tout en devenant plus rapide. Un gros cerveau combiné à moins d’intestin s’est traduit par l’optimisation des aliments en privilégiant ceux dont l’effet calorique était le plus grand : les viandes grasses, les noix, les céréales, les fruits sucrés, etc. Quatre populations complètement distinctes d’humains – une en Europe, deux en Afrique et une autre dans la péninsule arabique – ont développé la capacité de digérer le lait à l’âge adulte, s’assurant ainsi de pouvoir consommer une des rares sources naturelles de lipides mêlés à des glucides.
Ce régime plus calorique est venu avec un avantage considérable : il nous a donné du temps. Désormais, nous en consacrions moins à la recherche de nourriture. Nous avons ainsi fait l’économie d’un nombre incalculable d’heures de mastication devenues inutiles et commencé à nous consacrer à ce qui allait nous rendre plus humains : la conception d’outils, l’érection de structures, le partage d’histoires, l’élaboration de mythes et le jeu. Nous avons inventé la cuisine qui a rendu nos aliments riches et comestibles encore plus faciles à digérer.
En fait, les calories ont rendu l’humanité possible. Ce sont elles qui ont nourri notre gros cerveau. Notre alimentation plus riche en calories n’a pas renforcé une compulsion alimentaire, elle nous a plutôt libérés d’une existence tournant quasi exclusivement autour de la nourriture. Elle nous a libéré du temps, et cela nous a permis de mobiliser notre cerveau autour de tâches plus complexes. Nous avons besoin de calories, mais ça ne veut pas dire que nous sommes programmés à la surconsommation, de même que notre besoin en oxygène ne nous pousse pas à l’hyperventilation constante.
L’évolution humaine a multiplié les raisons de réfréner les excès. Nous avons dû partager la nourriture avec les autres membres de la tribu, puis du village, de la ville, mais surtout avec les enfants qui, pour ce qui est des ressources, dépendent très longtemps des adultes comparativement aux autres espèces.
Finalement, nous avons accompli un des plus grands exploits dans le développement de notre espèce : nous avons appris à conserver les aliments. Il y a 11 000 ans, nous avons stocké des céréales dans des lieux conçus spécifiquement à cette fin pour les protéger de l’humidité et des rongeurs afin de pouvoir les consommer des semaines et des mois après la récolte. En Égypte ancienne, on stockait le miel dans des pots d’argile. Il y a 5000 ans, les Amérindiens des Grandes Plaines pulvérisaient les os de bison à la masse et les faisaient bouillir dans des cuves fumantes fabriquées de peaux de bêtes. La graisse remontée à la surface était prélevée et mélangée à de la viande séchée et des baies. Résultat, une bombe calorique riche en lipides : le pemmican. En matière d’efficacité énergétique, cette innovation a permis un formidable bond en avant. Les calories que nous stockons dans l’organisme (la graisse) nous obligent à une dépense d’énergie considérable, ne serait-ce que pour soulever le poids supplémentaire. Mais quand cette énergie est conservée à l’extérieur de l’organisme – pots d’argile, grenier, etc. –, l’efficacité est bien supérieure.
Les calories n’ont plus le même «sens» qu’avant
Pour stocker de la nourriture, il fallait une aptitude mentale essentielle: la capacité de résister à l’envie de consommer. Les Amérindiens ne passaient pas leur temps à se gaver de pemmican jusqu’à l’épuisement des réserves. S’ils festoyaient après la chasse au bison, ils avaient appris à en conserver suffisamment pour affronter les rigueurs de l’hiver suivant. Il y a un avantage à la capacité évolutionnaire que nous avons de dire «j’en mangerai plus tard». Si nous n’avions pas cette capacité – si nous étions esclaves de notre insatiable appétit pour les calories –, l’espèce humaine aurait depuis longtemps disparu.
Reste ce paradoxe : pourquoi les humains primitifs savaient-ils résister à la surconsommation de calories alors que les humains évolués en sont incapables ? La recherche de Dana Small donne enfin le début d’une réponse.
Depuis la nuit des temps, l’organisme perçoit les aliments qui entrent dans le corps et, jusqu’à récemment, l’information déduite était fiable. Cela explique d’ailleurs l’évolution de notre capacité de goûter. Aucun être vivant ne dispose de 40 minutes pour digérer un repas afin que le cerveau décide s’il doit ou non continuer à manger. Il est beaucoup plus efficace de le mesurer au fur et à mesure de l’ingestion des aliments. Pouvoir «sentir» les aliments est si important que les systèmes impliqués dans la perception du goût et de la saveur – le nez et la bouche – nécessitent plus d’ADN que n’importe quelle autre partie du corps. Goûter les aliments mobilise plus de matière grise que n’importe quelle autre activité.
Ce système conçu pour la précision a évolué dans un environnement où les aliments fournissaient aux sens une information précise. La recherche de Dana Small montre ce qui se passe quand l’équilibre est rompu : ingérer une nourriture qui envoie un message erroné au cerveau entraîne une dysfonction du système. Les calories pénètrent dans le sang mais ne sont pas brûlées. «Si les édulcorants perturbent le métabolisme des lipides, explique-t-elle, nous sommes en présence d’un mécanisme important du dysfonctionnement métabolique observé avec les régimes riches en produits alimentaires transformés.»
Pour aggraver le tout, il semble que nous entrions dans l’âge d’or du décalage nutritif et, ironiquement, cela est dû en grande partie à la peur répandue du sucre. Il n’y a rien de plus normal pour une entreprise agroalimentaire que de mélanger du sucre à des édulcorants artificiels. La quantité de calories et la quantité de « sucre » figurant dans l’information sur le contenu baissent, mais le goût sucré reste constant et l’aliment ou la boisson sont plus savoureux. Fabriquer ce décalage nutritif est tout simplement bon pour les affaires. Et du décalage, les allées de nos supermarchés, celles des boissons et de la nourriture sèche ou en conserve, en sont remplies.
Nous avons donc trouvé quel aspect fondamental de notre alimentation a changé : la valeur nutritionnelle telle que nous la percevons. Depuis la nuit des temps humains, le goût des calories avait toujours été en adéquation avec l’énergie que celles-ci apportaient. Tout cela a changé en quelques décennies. Les calories n’ont plus le même «sens» qu’avant.
Nous avons trafiqué la manière dont notre cerveau percevait les aliments. Cela a envoyé un nombre incalculable de personnes sur le chemin du surpoids. Nous avons changé la nourriture et elle nous a changés. Voici pourquoi vous avez des fringales de chocolat et de sucreries.
Voici les aliments à adopter pour réduire sa consommation de sucre.
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