Coopération entre l'intestin et le cerveau - modulation du psychisme, des muscles et du système immunitaire

Ces dernières années, nos colocataires microbiens dans l'intestin ont connu une carrière sensationnelle grâce à une recherche intensive. Il y a quelques décennies encore, ils étaient peu connus et considérés au mieux comme des auxiliaires de la digestion et des fournisseurs de quelques vitamines. Cela a bien changé. La recherche sur le microbiome révèle chaque année à un public étonné des connaissances que personne n'aurait auparavant associées à la flore intestinale appelée microbiome. Tout n'a pas encore été étudié en détail. Nous ne connaissons beaucoup de choses que par le biais d'expériences sur les animaux, dont les résultats ne peuvent être appliqués qu'avec prudence aux humains. Néanmoins, nous avons aujourd'hui un aperçu assez complet de ce que la flore intestinale fait et pourrait faire.

La flore intestinale est variée et unique comme une empreinte digitale

Chaque personne a une flore intestinale composée de manière typique pour elle, qui serait aussi unique qu'une empreinte digitale. C'est l'un des résultats fondamentaux du Human Microbiome Project, dont l'objectif était d'analyser l'écosystème complexe appelé microbiome humain du plus grand nombre possible de personnes. Les chercheurs ont accordé une attention particulière à la flore intestinale, car elle est probablement la partie la plus importante du microbiome. Elle contient principalement des bactéries, mais aussi des virus et des champignons. Jusqu'à présent, environ 1000 espèces différentes de bactéries ont été identifiées. Étant donné que les méthodes d'identification sont de plus en plus sophistiquées, on peut s'attendre à ce que le nombre de nouveaux colocataires bactériens découverts continue d'augmenter. Malgré la grande variabilité, les chercheurs ont également identifié des modèles dans la composition de la flore intestinale, qui peuvent être regroupés en trois types de flore intestinale appelés entérotypes. Actuellement, les scientifiques travaillent à mettre en corrélation ces différents entérotypes avec certaines caractéristiques des personnes.

Le ventre parle au cerveau - Ce que fait l'axe intestin-cerveau

Le terme "axe intestin-cerveau" décrit une voie de communication entre l'intestin et le cerveau qui a longtemps été ignorée et qui n'était pas considérée comme possible. Il ne s'agit rien de moins que du contrôle des fonctions cérébrales par l'intestin. Un plat difficile à digérer pour beaucoup jusqu'à aujourd'hui, car il donne une toute nouvelle signification à la notion d'intuition. Qu'est-ce qui se cache donc derrière l'axe intestin-cerveau et comment peut-on imaginer un contrôle des fonctions cérébrales par l'intestin ? Bien sûr, il ne faut pas s'imaginer la conversation entre l'intestin et le cerveau au sens littéral. Même si le type de communication n'a pas encore été élucidé dans tous ses aspects ou a dépassé le stade des observations expérimentales sur les animaux, la recherche croit savoir aujourd'hui que l'intestin et sa flore intestinale peuvent entrer en contact avec le cerveau pour échanger des informations par au moins trois voies. Il s'agit notamment du nerf vague, qui relie l'intestin et le cerveau de manière communicative. Mais les hormones et les neurotransmetteurs comme la sérotonine, la dopamine ou la mélatonine jouent également un rôle important. Ils sont tous produits dans l'intestin pour agir sur les cellules nerveuses du cerveau. En outre, les produits métaboliques des bactéries intestinales participent à la communication. Ainsi, l'acide butyrique peut modifier les propriétés de la barrière hémato-encéphalique. Les molécules immunitaires et les cytokines produites par les bactéries intestinales peuvent également influencer la physiologie des cellules nerveuses.

Le microbiome intestinal influence le psychisme - il pourrait y avoir des psychobiotiques

Les recherches sur la composition et la fonction de la flore intestinale indiquent que la nature de sa composition influence la fonction cérébrale et l'équilibre mental. Si la flore intestinale est perturbée et que des bactéries à l'influence néfaste prennent le dessus, cela est en corrélation avec des troubles de l'état psychique, voire des maladies psychiatriques comme la dépression, comme l'a démontré un groupe de chercheurs de Belgique. Les chercheurs ont analysé la composition microbienne de plus de 1000 échantillons de selles et les ont mis en corrélation avec la santé mentale de leurs propriétaires. Ils ont identifié des souches de bactéries qui sont plus fréquentes chez les personnes en bonne santé mentale. Inversement, l'absence de ces bactéries indique des troubles mentaux, y compris la dépression. La situation devient passionnante lorsqu'il s'agit de remédier aux troubles psychiques par l'administration ciblée de telles bactéries. Il n'existe pas encore de données suffisantes pour permettre l'utilisation thérapeutique d'un cocktail de bactéries psychoactives comme psychobiotiques. Ce serait en tout cas souhaitable, car les psychotropes disponibles aujourd'hui ont leur part d'ombre.

La flore intestinale contrôle la croissance musculaire - les bactéries intestinales agissent comme des anabolisants

Les activités d'entraînement ciblées favorisent le développement musculaire et peuvent compenser la perte musculaire due à une maladie ou à l'âge. On ne sait pas encore très bien si le microbiome intestinal joue un rôle décisif dans ce processus. Des études animales sur des souris indiquent que le microbiome dans son ensemble soutient l'entraînement de la musculature des animaux. Pour cela, la flore microbienne des souris a d'abord été complètement détruite par des antibiotiques. Ensuite, les animaux se sont entraînés sur la roue, tout comme leurs congénères non traités. Chez les animaux avec un microbiome intact, l'effet d'entraînement, mesuré par la masse musculaire produite, était nettement plus important que chez les animaux sans microbiome. D'autres études devront déterminer si les souches bactériennes spécifiques ou les anabolisants qu'elles produisent sont responsables de l'effet anabolisant.

Le microbiome module l'immunité - Les défenses immunitaires non spécifiques sont activées

Comment le système immunitaire peut-il réagir rapidement aux agents pathogènes et protéger les personnes contre les infections ? Le microbiome fournit une réponse. En gros, le système immunitaire se compose de deux parties : le système immunitaire inné, non spécifique, et le système immunitaire adaptatif, spécifique. Le microbiome communique avec les structures du système immunitaire inné, appelées cellules dendritiques, et les met en état de réaction permanente. Ainsi activé, le système immunitaire inné est rapidement en mesure de réagir aux envahisseurs des voies respiratoires, de l'intestin ou de la peau et, dans un deuxième temps, d'alerter le système immunitaire spécifique. Si l'activation n'a pas lieu en raison de troubles du microbiome, les défenses immunitaires ne peuvent pas repousser l'agresseur aussi rapidement, comme l'ont montré des expériences sur des souris sans germes. Cela retarde également l'alerte du système immunitaire spécifique. Les biomolécules responsables de la communication entre le microbiome et le système immunitaire font l'objet de recherches par les immunologistes de la Charité de Berlin.

Résistance à la colonisation - les bactéries intestinales protègent des agents pathogènes

Une flore intestinale saine, faisant partie du microbiome humain, est composée d'une multitude de micro-organismes. Les méthodes d'analyse modernes révèlent toujours de nouvelles espèces de bactéries inconnues jusqu'à présent. Actuellement, la recherche estime qu'il existe au moins 1000 bactéries intestinales différentes et un nombre largement inconnu de virus et de champignons. Cette variété microbienne est un élément important de la résistance à la colonisation, qui supprime l'apparition d'autres bactéries et protège des agents pathogènes. Ainsi, une flore intestinale saine veille à ce que les agents pathogènes ne puissent pas se multiplier dans l'intestin et passer dans la circulation sanguine via la muqueuse intestinale.

Le microbiome est un bioréacteur - les bactéries produisent des biomolécules importantes

La communication entre l'intestin et le cerveau est à la fois nerveuse via le nerf vague et humorale via les neurotransmetteurs et les neurohormones. La plupart des messagers humoraux sont produits dans l'intestin par les bactéries intestinales, mais aussi dans le cerveau. Une communication réciproque est ainsi assurée. La sérotonine, la noradrénaline et la dopamine sont impliquées dans la communication humorale. La sérotonine est aussi appelée l'hormone du bonheur et contribue de manière significative au bien-être mental.
Les acides gras à chaîne courte, également produits par les bactéries intestinales, sont moins connus. Ils comprennent l'acide butyrique (butanoate) et l'acide valérianique (pentanoate) qui, selon une étude des universités de Würzburg et Marburg, rendent les cellules immunitaires plus agressives. Si l'on parvenait à utiliser cet effet des deux acides gras de manière ciblée à des fins thérapeutiques, les thérapies contre le cancer pourraient être plus efficaces. C'est ce qu'espèrent les chercheurs.
Les bactéries de la flore intestinale produisent également des vitamines. Il s'agit notamment de la biotine, de l'acide folique, des vitamines B2 et B12 et de la vitamine K. On sait que la vitamine B12 est produite en grande partie par les bactéries intestinales.

Conclusion : ceux qui pensent que tout est connu sur l'intestin et sa flore intestinale et qu'il n'y a plus rien de nouveau à découvrir se trompent. Les programmes de recherche actuels recherchent activement des possibilités de traitement de certaines maladies par des modifications ciblées de la flore intestinale. Cela va jusqu'au remplacement complet d'une flore intestinale pathologiquement modifiée par une flore saine aux caractéristiques souhaitées.

Source : Valles-Colomer, M., et al. The neuroactive potential of the human gut microbiota in quality of life and depression. Nat Microbiol 4, 623-632 (2019). https://doi.org/10.1038/s41564-018-0337-x
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