Régulation de l'apport alimentaire
Les dépenses métaboliques ne peuvent pas dépasser très longtemps l'apport alimentaire si un animal veut survivre. Une façon d'égaliser les deux processus est de réduire le métabolisme à un niveau soutenable par un apport maximal, qui peut être limité par la capacité d'extraire de la nourriture d'un maigre habitat. Les données sur les filtreurs suggèrent que, dans certains cas, une filtration continue à des débits maximaux peut à peine être suffisante pour soutenir une croissance et un entretien normaux. Il a été constaté que les mangeoires sélectives subissent une réduction plus ou moins drastique du métabolisme lors d'une famine temporaire. Deuxièmement, la capacité du système digestif peut fixer une limite à l'apport de nutriments au corps. Il est prouvé que tel est le cas dans les minuscules crustacés Daphnia magna. De telles limitations sont connues pour jouer un rôle dans le comportement d'alimentation humaine.
Chez l'homme et de nombreux autres mangeoires sélectives, néanmoins, les capacités des systèmes de collecte et de digestion des aliments dépassent toutes les exigences du métabolisme, sauf les plus extrêmes. Pour maintenir l'équilibre nutritionnel, l'alimentation doit alors être adaptée au taux métabolique. Les informations sur les mécanismes et même sur l'existence d'une telle régulation de l'apport sont rares, sauf pour les mammifères et certains insectes.
Vertébrés
La plupart des informations sur le contrôle du comportement alimentaire des vertébrés proviennent d'études sur les mammifères, mais les profils généraux trouvés chez les mammifères semblent être présents chez les poissons, les amphibiens, les reptiles et les oiseaux. La prise de nourriture nécessite une séquence bien ordonnée de fouilles, de récupération de nourriture et d'activités d'ingestion. Parfois, le comportement est élaboré. Les éléments suivants se distinguent chez les différents chats: traquer, espionner, bondir, enfoncer la tête, se mordre le cou, se mettre à couvert, plumer et dévorer. Chez les animaux au pâturage, le schéma est beaucoup plus simple. Dans tous les cas, le mouvement d'un animal qui se nourrit à un moment donné dépend en grande partie de stimuli externes; la recherche et la poursuite, par exemple, ne sont pas nécessaires lorsque les proies sont à portée de main. En ce sens, tout acte d'alimentation est une réponse à l'environnement, mais ce n'est pas un simple «réflexe». Lors d'une présentation répétée de la même situation alimentaire, l'individu montre parfois la réponse appropriée, mais à d'autres moments, il ne le fera pas. Ces fluctuations de la réactivité sont à peu près parallèles dans tous les éléments du comportement alimentaire. La réactivité a tendance à être plus élevée avec un manque croissant de nourriture dans le corps. Il semble que la réactivité des mécanismes cérébraux à l'alimentation soit régie par des messages rapportant l'état nutritionnel du corps. En d'autres termes, le contenu de ces messages sont les principaux déterminants du niveau de motivation alimentaire (pour d'autres influences, voir ci-dessous Relation de l'alimentation à d'autres fonctions). Des niveaux élevés et faibles de motivation alimentaire sont les contreparties objectives des concepts quotidiens de la faim et de la satiété. La régulation de l'apport alimentaire doit donc reposer sur les mécanismes physiologiques de la motivation alimentaire.
Affamés spécifiques
L'absence de tout nutriment ayant une fonction anabolique spécifique, comme les vitamines ou les minéraux, doit être corrigée par une absorption accrue de la substance particulière. Jusqu'à présent, on sait peu de choses sur les mécanismes spécifiques de la faim qui assurent une absorption accrue, mais il existe de bonnes preuves qu'une carence en nutriments provoque une augmentation spécifique de la réactivité aux aliments contenant la substance nécessaire. Dans le cas de la thiamine (vitamine B 1), un processus d'apprentissage est impliqué. L'animal déficient essaie divers types d'aliments et se concentre sur ceux qui éliminent la carence. L'appétit spécifique pour le sel chez un sujet déficient en sodium, d'autre part, semble reposer sur une augmentation génétiquement déterminée de la réaction au goût du chlorure de sodium et ne nécessite aucun apprentissage.
Régulation calorique
Le manque de carburant dans le corps peut être corrigé par l'apport de toute une variété de substances possibles qui fournissent de l'énergie. La plupart des aliments naturels contiennent un mélange de ces substances. Les carences énergétiques peuvent être atténuées par une réactivité accrue aux aliments en général. La nourriture ingérée (c.-à-d. Les calories) passe de (1) la bouche à (2) le tube digestif à (3) la circulation sanguine; s'il n'est pas nécessaire à la fois pour les processus cataboliques, la nourriture digérée passe à (4) sites de stockage, dont les tissus adipeux sont les plus importants. Ces quatre régions sont surveillées en permanence. On en sait beaucoup sur les rôles de surveillance des organes pour le goût, l'odeur et le toucher dans la région de la bouche; en outre, les récepteurs de distension dans le tube digestif surveillent le volume à cet endroit et les chimiorécepteurs surveillent la nature du contenu. Les informations concernant la disponibilité du glucose (le sucre le plus couramment utilisé) et éventuellement d'autres carburants dans le sang sont enregistrées par des cellules situées probablement à la fois dans le cerveau lui-même et ailleurs (par exemple, dans le foie). Enfin, des preuves indirectes suggèrent que le contenu des tissus adipeux est également surveillé. Tous les aliments qui traversent le corps contribuent successivement à chacun de ces quatre messages, jusqu'à ce qu'ils soient finalement catabolisés.
Les signaux convergent sur les mécanismes cérébraux pour la motivation alimentaire sur les voies nerveuses et, éventuellement, humorales (chimiques). Ici, ils ont des effets de deux types: (1) si les signaux des quatre régions signalent une augmentation du contenu en carburant, la motivation alimentaire est diminuée (la satiété est augmentée), et (2) si le goût, et peut-être d'autres (par exemple, visuels), récepteurs sont stimulés par des aliments appétents, la motivation alimentaire est augmentée. L'admission s'arrête lorsque l'accumulation de signaux du premier type, dépassant ceux du second type, fait chuter la faim en dessous d'un niveau critique. L'alimentation reprend lorsque la faim dépasse ce niveau en raison de l'épuisement du carburant par catabolisme et de la vidange du tube digestif par digestion et absorption. Une fois démarré, l'apport est accru par les effets positifs du stimulus alimentaire. Le résultat net de cette interaction de rétroactions positives et négatives des réponses alimentaires est que l'apport calorique, observé sur une période suffisamment longue (au moins plusieurs jours), est égal à la production d'énergie sur cette période, de sorte que la teneur en carburant corporel (poids corporel en individus adultes) reste constant.
Les mécanismes cérébraux impliqués dans la motivation de l'alimentation des vertébrés consistent en un réseau complexe, encore mal compris, englobant, entre autres zones du cerveau, le système limbique (la zone marginale du cerveau antérieur) et l'hypothalamus. L'hypothalamus latéral («centre de la faim») facilite les réponses alimentaires. La stimulation électrique ou chimique de cette zone provoque une alimentation vorace chez les sujets rassasiés et sa destruction provoque une non-mange plus ou moins prolongée (aphagie). Si le sujet est maintenu en vie par une alimentation artificielle, cependant, d'autres zones du cerveau peuvent prendre le relais et rétablir une alimentation plus ou moins normale. En revanche, le noyau ventromédial (central inférieur) de l'hypothalamus semble être un centre d'échange pour les signaux de satiété. Les sujets présentant des lésions dans cette zone cessent de se nourrir uniquement à un niveau anormalement élevé de contenu énergétique (obésité) et de trop manger (hyperphagie) jusqu'à ce que ce niveau soit atteint.
