Peptidergic control of food intake and digestion in insects

Like all heterotrophic organisms, insects require a strict control of food intake and efficient digestion of food into nutrients to maintain homeostasis and to fulfill physiological tasks. Feeding and digestion are steered by both external and internal signals that are transduced by a multitude of regulatory factors, delivered either by neurons innervating the gut or mouthparts, or by midgut endocrine cells. The present review gives an overview of peptide regulators known to control feeding and digestion in insects. We describe the discovery and functional role in these processes for insect allatoregulatory peptides, diuretic hormones, FMRFamide-related peptides, (short) neuropeptide F, proctolin, saliva production stimulating peptides, kinins, and tachykinins. These peptides control either gut myoactivity, food intake, and (or) release of digestive enzymes. Some peptides exert their action at multiple levels, possibly having a biological function that depends on their site of delivery. Many regulatory peptides have been physically extracted from different insect species. However, multiple peptidomics, proteomics, transcriptomics, and genome sequencing projects have led to increased discovery and prediction of peptide (precursor) and receptor sequences. In combination with physiological experiments, these large-scale projects have already led to important steps forward in unraveling the physiology of feeding and digestion in insects. Key words: insect, midgut, digestion, neuropeptides, stomatogastric nervous system. Comme tous les organismes heterotrophes, les insectes requierent un controle strict de leur ingestion de nourriture et la digestion de leur nourriture en nutriments afin de maintenir leur homeostasie et de completer leurs taches physiologiques. L'alimentation et la digestion sont gouvernees par des signaux tant externes qu'internes qui sont transmis par un multitude de facteurs regulateurs, livres ou bien par les neurones qui innervent le tube digestif ou les pieces buccales ou alors par les cellules endocrines du tube digestif moyen. Notre revue fournit une synthese des regulateurs peptidiques connus pour controler l'alimentation et la digestion chez les insectes. Nous decrivons la decouverte et le role fonctionnel de ces processus dans le cas des peptides allatoregulateurs, des hormones diuretiques, des peptides apparentes aux amides FMRF, du neuropeptide F (court), de la proctoline, des peptides stimulateurs de la production de salive, des kinines et des tachykinines des insectes. Ces peptides controlent la myoactivite du tube digestif, l'ingestion de nourriture et(ou) la liberation des enzymes digestives. Certains peptides agissent a de multiples niveaux, possedant une fonction biologique qui depend de leur site d'action. Plusieurs peptides regulateurs ont ete extraits physiquement de differentes especes d'insectes. Cependant, plusieurs projets de peptidomique, de proteomique, de transcriptomique et de genomique ont mene a de nombreuses decouvertes supplementaires et des predictions de sequences de peptides (precurseurs) et de recepteurs. En combinaison avec les experiences physiologiques, ces projets a grande echelle ont deja mene a des progres importants dans l'elucidation de la physiologie de l'alimentation et de la digestion chez les insectes. Mots-cles: insecte, tube digestif moyen, digestion, neuropeptides, systeme nerveux stomogastrique. [Traduit par la Redaction]
Introduction Eumetazoa are heterotrophs that acquire organic compounds through feeding. Therefore, strict control of food intake and efficient digestion of food into nutrients are indispensible for these organisms to maintain [...]