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Notre 2e cerveau

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Publié le 10/24/2020

Le microbiote intestinal, dont le poids s’élève de à 1 à 2 kg, représente l’ensemble des microorganismes présents dans nos intestins. Il remplit deux grandes fonctions: la dégradation des aliments afin d’obtenir de l’énergie via ce que nous avons au préalable digéré et le développement du système immunitaire. Ces bactéries sont indispensables à notre existence.

Aujourd’hui, la recherche sur le microbiote intestinal est particulièrement active avec plus de 25 000 articles publiés au 1er septembre 2019.

Plusieurs études ont démontré que le microbiote intestinal avait une influence sur notre cerveau, y compris sur notre comportement, et inversement. Des altérations de la composition du microbiote intestinal liées à plusieurs symptômes ou maladie ont été identifiées, telles que des problèmes neurologiques, l’autisme, des troubles neurodégénératifs (liés à la destruction des neurones), du stress et des maladies vasculaires cérébrales.

Schéma des dérégulations du microbiote et de leur impact sur le cerveau (Source: Sibo Zhu et al. The progress of gut microbiome research related to brain disorders. Journal of Neuroinflammation. 2020).

Ce microbiote est donc important à la fois pour le maintien de la flore intestinale (ensemble de microorganismes y vivant) et pour le bon fonctionnement et développement du cerveau.

Le cerveau et plus précisément le système nerveux central ont la capacité de modifier l’environnement des bactéries logeant dans nos intestins, cela grâce à la régulation des molécules y circulant ainsi que l’immunité.

Schéma du système nerveux central composé du cerveau, du cervelet et de la moelle épinière.

Des facteurs à la fois extérieurs et intérieurs peuvent avoir une influence, comme les habitudes alimentaires, le mode de vie, une infection ou encore une exposition précoce à des microorganismes. L’ingestion de graisses en trop grandes quantités peut notamment avoir un impact négatif sur les capacités d’apprentissage. Les prédispositions génétiques, le métabolisme, l’immunité et les hormones sont, quant à eux, des facteurs internes.

La composition du microbiote est également liée à la morphologie du cerveau. Il est nécessaire au bon développement de notre hippocampe, qui possède un rôle central dans la mémoire et la navigation spatiale, mais aussi aux cellules gliales (voir l’article sur «Les mythes du cerveau»).

Schéma de la géographie du cerveau avec la localisation de l’hippocampe.

Il est dorénavant admis que le microbiote joue un rôle dans la dépression et les comportements anxieux.

Dans l’article «Hormones du stress», nous avons vu qu’en réponse au stress une zone du cerveau en particulier s’activait: l’HPA ou axe Hypothalamo-hypophysaire surrénal.

Schéma de l’axe Hypothalamo-hypophysaire surrénal.

Celui-ci est affecté par notre génétique, mais aussi par l’environnement. Des résultats de recherche ont démontré que notre microbiote intestinal pouvait jouer un rôle essentiel dans le développement et la régulation de notre HPA, et ainsi avoir une influence sur les comportements liés au stress.

Bien que ces études aient été menées sur des mammifères de laboratoire, ainsi que chez des patients, il est nécessaire d’approfondir ce type d’études et d’élargir les groupes de personnes étudiés afin d’en déduire l’impact sur le stress. Le microbiote intestinal a également un rôle dans les maladies neurodégénératives (où il y a une destruction des neurones), comme Alzheimer ou Parkinson. Alzheimer est une maladie neurodégénérative courante. Elle est caractérisée par un déclin des fonctions du cerveau touchant la mémoire, le langage et la résolution de problèmes. Ces pathologies aboutissent à terme à la démence. Le rôle et l’impact du dysfonctionnement du microbiote intestinal sont de type inflammatoire (qui suscite une défense de notre système immunitaire), et sont liés à une infection de différentes bactéries, notammentHelicobater pylori.

Photographie prise au microscope électronique et recolorisée de la bactérie Helicobacter pylori (Source: badgut.org)

Afin d’améliorer les conditions de vie des patients et à la suite de ces études, les scientifiques ont développé des méthodes thérapeutiques consistant à la prise de probiotiques par les malades. Ces probiotiques améliorent les dysfonctionnements causés par la maladie. Un probiotique est un ensemble de microorganismes bénéfiques pour notre santé, telles les bactéries dans les yaourts.

Les patients atteints de la maladie de Parkinson, associée à une inflammation des voies intestinales, sont soulagés grâce à l’administration de probiotiques. Cette pathologie touche 1 % de la population des plus de 65 ans, et est lié à des facteurs génétiques (5 % des malades) et environnementaux (95 % des malades). Elle provoque chez les individus, des tremblements, une rigidité, des difficultés à déclencher les mouvements, une lenteur d’exécution et des défauts de coordination.

Plusieurs ouvertures et solutions thérapeutiques sont aujourd’hui envisagées. Ces études ont notamment été menées à bien grâce à différentes techniques de séquençage d’ARN (analyse des gènes), avec en particulier l’ARN 16S. Des molécules circulants entre le cerveau et les intestins sont aussi étudiées, tout en tenant compte de l’écologie du microbiote, notamment l’environnement dans lequel il se développe et les différentes populations avec leurs caractéristiques génétiques qui y sont présentes (microbiome). Il a été démontré que la composition du microbiote varie en fonction du régime alimentaire et que celui-ci pourrait être modifié en une journée. Il est par conséquent important d’avoir une attention toute particulière pour notre alimentation. Il s’agirait d’une forme de «manipulation» ciblée de notre microbiote intestinal qui pourrait conférer une protection à notre cerveau et atténuer les effets négatifs des périodes de stress, et des périodes de développement. Plusieurs thérapies utilisent comme outils les probiotiques. Cependant, chez les humains, ce type d’étude reste compliqué à cause de la multitude de paramètres à prendre en compte par les chercheurs: l’exposition de l’individu à un probiotique, son régime alimentaire, son environnement et les facteurs socio-économiques dans lesquels celui-ci vit. Loin d’être parfaite, cette approche suscite tout de même un fort engouement auprès de la communauté scientifique autour des maladies neurodégénératives. En effet, elle l’utilise comme aide à l’amélioration des conditions de vie du patient, mais aussi pour poser un diagnostic.

Ce domaine d’expertise ouvre également de nouveaux marchés et favorise l’émergence de start up. Le marché agroalimentaire tend à s’engouffrer dans ce créneau en cherchant à produire notre alimentation du futur, qui pourrait influencer notre microbiote pour prévenir ou guérir d’éventuelles maladies.


Sources:

1. Appleton, J. The Gut-Brain Axis: Influence of Microbiota on Mood and Mental Health. Integr Med (Encinitas) 17, 28–32 (2018).

2. Barbotin, A.-L., Giacobini, P. & Prévot, V. Le microbiote intestinal : clé de voûte entre l’obésité maternelle et les troubles de la socialisation chez la descendance. Maternal obesity alters social brain programming by altering gut microbiota in progeny (2016) doi:10.1051/medsci/20163211006.

3. Dinan, T. G. & Cryan, J. F. The impact of gut microbiota on brain and behaviour: implications for psychiatry. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 18, 552–558 (2015).

4. Durif-Bruckert, C. Microbiote intestinal et émergence de nouvelles représentations du corps - Une approche psychosociale. Med Sci (Paris) 32, 1009–1015 (2016).

5. Foster, J. A., Rinaman, L. & Cryan, J. F. Stress & the gut-brain axis: Regulation by the microbiome. Neurobiology of Stress 7, 124–136 (2017).

6. Lagier, J.-C. & Raoult, D. Greffe de microbiote fécal et infections - Mise au point, perspectives. Med Sci (Paris) 32, 991–997 (2016).

7. Mohajeri, M. H., La Fata, G., Steinert, R. E. & Weber, P. Relationship between the gut microbiome and brain function. Nutr. Rev. 76, 481–496 (2018).

8. SUDO, N. Role of gut microbiota in brain function and stress-related pathology. Biosci Microbiota Food Health 38, 75–80 (2019).

9. Les défis du microbiote | médecine/sciences. https://www.medecinesciences.org/en/articles/medsci/full_html/2016/11/medsci20163211p919/medsci20163211p919.html.

10.Quand les microbes se mêlent de la maladie de Parkinson | médecine/sciences. https://www.medecinesciences.org/en/articles/medsci/full_html/2017/10/medsci20173311p950/medsci20173311p950.html.

11.The progress of gut microbiome research related to brain disorders | Journal of Neuroinflammation | Full Text. https://jneuroinflammation.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12974-020-1705-z.



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